El níquel (Ni) es un metal duro, de color blanco plateado, con fuerza, ductilidad y resistencia a la corrosión, lo que lo hace útil en el desarrollo de diversos materiales, como cables y componentes aeroespaciales. Sin embargo, su fama sigue residiendo en la humilde moneda de cinco centavos que lleva su nombre, aunque hoy en día cada vez menos personas la portan.
El níquel es un conductor relativamente bueno de la electricidad y el calor y es uno de los cuatro elementos (cobalto, hierro, níquel y gadolinio) que se magnetizan fácilmente a temperatura ambiente. Y aunque es el quinto elemento más abundante en la Tierra, se concentra principalmente debajo de la corteza terrestre, lo que lo convierte en el segundo elemento más abundante (detrás del hierro) en el núcleo interno de la Tierra.
Curiosamente, en 1883 se descubrieron importantes depósitos de níquel en la cuenca de Sudbury, en Canadá, y hoy en día alrededor del treinta por ciento del níquel del mundo se extrae allí. Muchos científicos creen que este depósito en particular provino del impacto de un antiguo meteorito.
Propiedades físicas del níquel
Por definición, las propiedades físicas de un elemento se refieren a sus características que pueden observarse sin transformarlo en otra sustancia. Las propiedades físicas del níquel incluyen:
- Color: metal blanco plateado.
- Fase: Sólida
- Conductividad: Relativamente buen conductor del calor y la electricidad.
- Ductilidad: se puede batir hasta obtener láminas finas.
- Maleabilidad: Se le puede dar forma o doblarse.
- Lustre: Exhibe un brillo o resplandor.
- Dureza: Más duro que el hierro
- Ferromagnético: el níquel se magnetiza fácilmente.
- Punto de fusión: 2651 grados Fahrenheit (1455 grados Celsius)
- Punto de ebullición: 5275,4 F (2913 C)
- Densidad: 8,912 gramos por centímetro cúbico
Propiedades químicas del níquel
¿Cómo reacciona el níquel con otras sustancias? Las propiedades químicas sólo son observables durante una reacción química. Estas reacciones se producen por combustión, oxidación, calentamiento, explosión, deslustre, etc. El níquel es un elemento relativamente no reactivo. No reacciona con el aire a temperatura ambiente, pero a temperaturas más altas se enciende para formar óxido de níquel (NiO). Y resiste la oxidación y la corrosión.
Propiedades mecánicas del níquel
Las aleaciones de níquel son fáciles de trabajar y formar sin que se vuelvan quebradizas. Como se mencionó, exhiben alta resistencia y resistencia a la corrosión, que permanecen estables a altas temperaturas y bajo cargas cíclicas, lo que aumenta su vida útil y los hace mucho más seguros.
Las aleaciones de níquel combinan la resistencia del hierro con la ductilidad y trabajabilidad del cobre, lo que permite martillarlo para obtener láminas delgadas. Dependiendo de las condiciones, se puede esperar que un componente de aleación de níquel dure entre 25 y 35 años, a veces más.
Consejos para soldar níquel y aleaciones de níquel
El níquel y sus aleaciones se pueden soldar con éxito utilizando la mayoría de los métodos de soldadura, excepto la soldadura por forja y la soldadura con oxiacetileno. Las aleaciones de níquel forjado se sueldan como el acero inoxidable austenítico, mientras que las aleaciones de níquel fundido son difíciles de soldar.
Las aleaciones de níquel forjado generalmente se sueldan mediante soldadura por arco de gas-tungsteno (TIG), soldadura por arco de gas-metal (MIG) y soldadura por arco de metal protegido (soldadura con electrodo revestido). No se requiere ningún tratamiento posterior a la soldadura para mantener o restaurar la resistencia a la corrosión, aunque en algunos casos, un recocido de solución completa mejorará la resistencia a la corrosión. Es posible que sea necesario un tratamiento térmico, como el alivio del estrés, para cumplir con requisitos específicos.
Minimizar los defectos de soldadura al soldar níquel y aleaciones de níquel
Los defectos y desafíos de soldar níquel incluyen:
- Porosidad
- Fragilización a alta temperatura debido a contaminantes
- Grietas en el cordón de soldadura causadas por altas temperaturas y velocidades de soldadura excesivas
- Fisuración por corrosión bajo tensión en servicio
Porosidad: Durante los procesos MIG y TIG, la porosidad se puede evitar manteniendo el aire alejado del metal fundido. Los soldadores a veces utilizan un respaldo de gas en la parte inferior de la soldadura. En el proceso GTAW, el uso de argón con hasta un 10% de H2 como gas protector ayuda a prevenir la porosidad. Agrietamiento: El agrietamiento en caliente de las soldaduras puede resultar de la contaminación por azufre, plomo, fósforo, cadmio, zinc, estaño, plata, boro, bismuto o cualquier otro elemento de bajo punto de fusión. También puede ser causado por un alto aporte de calor debido a una alta corriente de soldadura y una baja velocidad de soldadura.
Fisuración por corrosión bajo tensión: el níquel y sus aleaciones no experimentan cambios metalúrgicos que afecten la resistencia a la corrosión. Sin embargo, cuando las aleaciones entran en contacto con sustancias como sosa cáustica concentrada, fluorosilicatos y algunas sales de mercurio, las soldaduras deben aliviarse de tensión para evitar el agrietamiento por corrosión bajo tensión. Dado que la resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión aumenta con el contenido de níquel, no deberían ser necesarias soldaduras para aliviar tensiones en aleaciones con alto contenido de níquel.
Efecto de la escoria en las soldaduras de zinc: debido a que las aleaciones de níquel fabricadas se utilizan a menudo en servicios de alta temperatura y ambientes corrosivos, se debe eliminar toda la escoria de las soldaduras terminadas. Si no se elimina la escoria, puede producirse corrosión. Las inclusiones de escoria entre los cordones de soldadura reducen la resistencia de la soldadura, mientras que los fluoruros en la escoria pueden reaccionar con la humedad o los elementos ambientales, creando compuestos altamente corrosivos.
¡La limpieza es fundamental al soldar níquel!
Las piezas de trabajo deben estar completamente libres de materiales extraños antes de calentarlas o soldarlas. Es posible eliminar la suciedad, el aceite y la grasa desengrasando con vapor o limpiando con acetona o cualquier disolvente no tóxico. La pintura y otros materiales no solubles en solventes desengrasantes pueden requerir el uso de cloruro de metileno o limpiadores alcalinos. Si usa limpiadores alcalinos que contienen carbonato de sodio, esos limpiadores deben eliminarse antes de soldar. Se sugiere rociar o fregar con agua caliente y las tintas de marcado se pueden quitar con alcohol.
El material de procesamiento incrustado en la pieza de trabajo se puede eliminar mediante esmerilado, chorro abrasivo y limpieza con una solución de HCl al 10 %, seguido de un lavado minucioso con agua. Los óxidos también deben eliminarse del área de soldadura debido a la diferencia entre los puntos de fusión del óxido y del metal base. Los óxidos generalmente se eliminan mediante esmerilado, mecanizado, granallado abrasivo o decapado.
Elija el gas de protección correcto
Se recomienda argón, helio o una mezcla de ambos como gas protector para soldar níquel y aleaciones de níquel. La adición de oxígeno, dióxido de carbono o nitrógeno al gas argón a menudo provoca porosidad o erosión del electrodo. Se puede usar argón con pequeñas cantidades de hidrógeno (generalmente 5%) y podría ayudar a evitar la porosidad en el níquel puro y al mismo tiempo reducir la formación de óxido durante la soldadura.
¿Para qué se utiliza el níquel?
La resistencia a la corrosión de la aleación de níquel los hace ideales en aplicaciones marinas, como sistemas de tuberías, ejes de bombas, válvulas de agua de mar, cables de arrastre y cestas de filtro. También funcionan bien como grilletes para cuerdas de ancla, tanques de agua y combustible, y muchas aplicaciones submarinas, incluidos ejes de hélices y pernos de quilla. Algunas aleaciones no magnéticas se utilizan para cables de anclaje a bordo de dragaminas y carcasas de equipos de medición de campos magnéticos.
El níquel y sus aleaciones están muy extendidos en equipos de procesamiento marino, petrolero y químico y en componentes de plantas desalinizadoras. Las aleaciones de níquel también se encuentran en el aire como componentes de turbinas de aviones y en el suelo en centrales eléctricas de turbinas de vapor.
Una de las principales aplicaciones del níquel es como elemento de aleación en aceros inoxidables, aceros aleados, metales no ferrosos y otras aleaciones resistentes a la corrosión con marcas como Monel®, Inconel®, Hastelloy® y Permalloy®.
Los recubrimientos de níquel se pueden agregar a piezas y productos electrolíticamente mediante galvanoplastia, químicamente mediante deposición no electrolítica o autocatalítica. Y no olvide todos los usos que ofrece el acero niquelado.
Otras aplicaciones incluyen:
- Aplicaciones médicas
- Componentes de sistemas de energía nuclear
- Piezas para la industria química y petroquímica.
- Aisladores y actuadores para comunicación.
- Consumibles de soldadura
- Aditivos en placas de blindaje y bóvedas antirrobo
- Piezas de calefacción y resistencia.
- Bujías automotrices
- Cables de poder
El níquel también forma parte de las baterías de almacenamiento recargables, incluidas las baterías de níquel-cadmio y de hidruro metálico de níquel utilizadas en teléfonos móviles y equipos estéreo.
Máquinas de soldadura recomendadas para soldar níquel
A los aficionados al bricolaje les encanta crear fabricaciones que sean diferentes y desafiantes. Los proyectos de níquel son ideales para el aficionado aventurero que mira más allá de los trabajos de soldadura comunes y corrientes. Sin embargo, usted querrá una máquina de soldar de alta calidad que sea económica y esté diseñada para soldar níquel.
Hable con los expertos de PrimeWeld para encontrar la máquina perfecta para sus proyectos de soldadura, ya sean adornos y accesorios o algo más práctico como canaletas y herramientas. ¡Pueden ayudarle a elegir el soldador TIG o MIG adecuado que se adapte a sus necesidades y presupuesto!
Pensamientos finales
El níquel es un metal valioso que contiene varios beneficios, que incluyen resistencia, ductilidad, maleabilidad, resistencia a la corrosión, maquinabilidad, conductividad y resistencia al calor. Es el metal elegido para combinar con otros metales para hacerlos más brillantes y duraderos.
Debido a sus numerosos beneficios y sus infinitas aplicaciones, el níquel seguirá siendo popular en casi todas las industrias.