Soldeo TIG

Objetivos

  • Obtener conocimiento básico de los fundamentos del soldeo TIG, equipo, aplicaciones, variables principales, seguridad y problemas específicos.

Resultados Esperados

  • Describir los principios del soldeo TIG incluyendo métodos de cebado del arco y sus aplicaciones.

  • Demostrar la selección del tipo de corriente adecuada, polaridad, gas de protección y tipo de electrodo conforme con la aplicación.

  • Identificar el rango de aplicación, preparaciones de unión apropiadas y potenciales problemas a superar.

  • Identificar un rango apropiado de parámetros de soldeo para aplicaciones particulares.

  • Reconocer el objeto y funciones de cada componente del equipo y accesorios.

  • Demostrar el uso de las normas apropiadas.

  • Identificar peligros potenciales y métodos de manejo y trabajo con seguridad.

Introducción

  • El soldeo TIG (Tungsten Inert Gas) es un proceso de soldeo por arco bajo gas protector con electrodo no consumible.

  • Utiliza el arco eléctrico entre un electrodo no consumible (volframio) y la pieza a soldar.

  • Un gas inerte protege el baño de fusión.

  • El material de aportación, cuando se utiliza, se aplica por medio de varillas.

Denominaciones del proceso de soldeo TIG:

  • GTAW (Gas Tungsten Arc Welding). (ANSI/AWS A3.0)

  • 141 Soldeo por arco con gas inerte y electrodo consumible macizo (UNE-EN ISO 4063:2011).

  • Gas-Shielded Tungsten-Arc Welding (Reino Unido).

  • WIG (Wolfram Inert Gas). (Alemania).

Ventajas

  • Adecuado para soldar más clases de metales y aleaciones metálicas que cualquier otro proceso de soldadura al arco.

  • Arco estable y concentrado.

  • Puede ser automatizado y robotizado.

  • No se producen proyecciones por que no hay transporte de metal en el arco.

  • No se produce escoria.

  • Produce soldaduras lisas y regulares.

  • Se puede utilizar con o sin metal de aporte, en función de la aplicación.

  • Puede emplearse en todo tipo de uniones y posiciones.

  • Se pueden conseguir soldaduras de gran calidad.

  • Permite un control excelente de la penetración en la pasada de raíz.

  • Permite el control independiente de la energía del arco y del metal de aportación.

  • No produce humos.

Limitaciones

  • La tasa de deposición es menor que la que se puede conseguir con otros procesos de soldeo por arco.

  • Su aplicación manual requiere más habilidad por parte del soldador que en otros procesos de soldadura al arco.

  • En presencia de corrientes de aire puede resultar difícil conseguir una protección adecuada de la zona de soldadura.

  • Mayor cantidad de radiación ultravioleta que en otros procesos, lo que requiere protección adecuada.

Características del Proceso

  • Puede ser usado para soldar la mayor parte de aceros, incluyendo el acero inoxidable, aleaciones de níquel (Monel ® y Inconel ®), titanio, aluminio, magnesio, cobre, el bronce y aún el oro.

  • Con TIG también se pueden soldar metales distintos el uno al otro (cobre al acero inoxidable).

  • Proceso con virtudes necesarias para conseguir soldaduras de alta calidad y elevada pureza metalúrgica, exentas de defectos y buen acabado superficial.

  • Ideal para soldaduras de responsabilidad en la industria del petróleo, química, petroquímica, alimentación, generación de energía, nuclear y aeroespacial.

  • Su tasa de deposición es baja, no resulta económico para soldar materiales con espesores mayores de 6–8 mm.

  • En espesores mayores se utiliza para efectuar la pasada de raíz, empleándose otros procesos de mayor productividad para el resto de las pasadas de relleno.

  • También se puede utilizar para realizar soldaduras por puntos y por costuras.

Principales Parámetros de Soldeo

Diámetro del electrodo

  • El diámetro lo determina la intensidad de soldeo.

  • Intensidad baja para un diámetro de electrodo → inestabilidad del arco.

  • Intensidad excesiva → erosión y fusión de la punta del electrodo, así como inclusiones de tungsteno en el metal soldado.
    Tabla 1. Diámetros típicos de electrodos, toberas recomendadas e intensidades de soldeo.

  • Valores se basan en el uso de Argón como gas de protección.

  • Se pueden emplear otros valores de corriente en función del gas de protección, tipo de equipo y de la aplicación.

  • DCEN = Corriente Continua Electrodo Negativo (polaridad directa).

Selección del tipo de corriente

  • El proceso TIG puede utilizarse tanto en corriente continua como en corriente alterna.

  • La elección de la clase de corriente y polaridad, se hará en función del material a soldar.
    Tabla 2. Características del soldeo de acuerdo con la corriente seleccionada

Arco con corriente continua
  • Polaridad directa (DCEN): electrodo conectado al polo negativo.

    • La energía del arco se concentra en la pieza → buen rendimiento térmico, velocidad de soldeo más rápida y buena penetración.

    • El arco de soldadura no ejerce ninguna función de limpieza o decapado.

    • El electrodo soporta intensidades del orden de 8 veces mayores que si estuviese conectado al polo positivo, sin fundirse ni deteriorarse.

  • Polaridad inversa (DCEP): electrodo conectado al polo positivo.

    • Reparto térmico menos favorable → baño relativamente ancho, con poca penetración y excesiva acumulación de calor en el electrodo.

    • Función decapante útil cuando se sueldan aleaciones ligeras de Al y Mg. La polaridad inversa produce la vaporización de los óxidos y la rotura de los mismos.

Arco con corriente alterna
  • Aúna las ventajas de las dos polaridades: buen comportamiento en polaridad directa (DCEN) y el efecto decapante en polaridad inversa (DCEP).

  • Se emplea en el soldeo de aleaciones ligeras, tales como las de aluminio y magnesio.

  • Inconvenientes: dificultades de cebado y de estabilidad del arco.

    • Se requiere un generador de alta frecuencia (HF).

    • Sinembargo, sus ventajas incluyen una excelente calidad de soldadura y la capacidad de unir materiales delgados sin deformaciones.