Los diferentes gases utilizados en la soldadura TIG orbital

El gas de protección protege el baño de fusión y el metal que se ha transferido al arco de soldadura del aire ambiente. Tras haber explicado detalladamente la función de los gases en el ámbito de la soldadura TIG orbital, veamos qué gases se utilizan habitualmente.

Para soldar se utilizan seis gases, ya sea en estado puro o en forma de mezcla

Argón, dióxido de carbono, helio, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno.

N.º 1: ARGÓN

Gas inerte monoatómico, pesado, neutro, incoloro e inodoro que forma parte del aire ambiente. Su densidad es ligeramente superior a la del aire (d = 1,6 g/l). Es el gas más utilizado en Europa.

Gracias a su inercia química y a su densidad, el argón es el gas más eficaz para proteger el baño de fusión y el electrodo. Se ioniza con bastante facilidad (16 eV) y no provoca una variación excesiva de la tensión del arco enla soldadura TIG orbital.

N.º 2: HELIO

Gas inerte monoatómico, neutro, incoloro e inodoro, más ligero que el aire (d = 0,166 g/l). Este gas se utiliza principalmente en Estados Unidos, pero sigue siendo bastante caro en Europa.

El arco eléctrico en helio alcanza temperaturas más altas que en argón, lo que permite una mayor velocidad de soldadura, una mejor penetración y una reducción del grado de porosidad (ideal para soldar aleaciones de aluminio o cobre).

Por el contrario, este gas presenta ciertas desventajas: no se ioniza fácilmente (25 eV) y su baja densidad lo hace sensible a las corrientes de aire y a la convección térmica.

N.º 3: HIDRÓGENO

Este gas reductor nunca se utiliza en estado puro. Por lo general, se mezcla con helio o argón para formar un gas de premezcla binario o ternario, y con nitrógeno como gas de fondo (Duplex, BN2). El hidrógeno aumenta la tensión del arco y el aporte de calor, lo que significa que se puede aumentar la velocidad de soldadura y que el rendimiento de penetración es mejor. Este es el gas ideal para la soldadura de una sola capa, pero hay que tomar algunas precauciones con los aceros propensos a la fisuración en frío. Se debe evitar el uso de hidrógeno para soldar acero martensítico o ferrítico, así como aluminio y cobre, ya que provoca poros en el cordón de soldadura.

N.º 4: NITRÓGENO

Se trata de un gas diatómico, inerte, incoloro e inodoro que constituye aproximadamente el 80 % del aire ambiente. Por lo general, este gas se utiliza como gas de protección, ya que no es muy caro. Además, este gas tiene un efecto positivo en la estructura de determinados aceros (dúplex, súper dúplex, BN2). A la hora de soldar algunas aleaciones de cobre concretas, puede utilizarse como gas de pre-soldadura, ya que es capaz de transferir una mayor cantidad de energía en comparación con el argón o el helio.

Sin embargo, su uso principal es como gas de protección previo, sobre todo por motivos económicos. Este gas inestable puede provocar inestabilidad en el arco y acelerar eldesgaste del electrodo de tungsteno.

Tensión del arco con diferentes gases

AVISO: El porcentaje de nitrógeno añadido al gas de prellenado (argón) está limitado a un máximo del 5 % al 8 % para la soldadura TIG orbital. Si se utiliza un porcentaje superior, podría existir riesgo de explosión.

Las mezclas de gases

Los proveedores de gases proponen cada vez más mezclas de gases, que varían entre argón/hidrógeno, argón/helio/hidrógeno, argón/helio/nitrógeno, etc.

No pase por alto los consejos y la documentación facilitados por los proveedores o fabricantes de gas.

Pruebas comparativas de gases

El tipo de gas influye directamente en los valores de penetración, la velocidad de soldadura y la energía térmica transferida a la pieza de trabajo. Los valores indicados en las figuras siguientes son meramente informativos. Esta prueba se ha realizado con acero inoxidable tipo 304L a velocidad y corriente constantes. El tipo de gas está directamente relacionado con el material que se va a soldar. Las mezclas de argón/hidrógeno/helio parecen ser más ventajosas en cuanto a la productividad, pero esta mezcla no es tan universal como otras, como el argón y el helio, por lo que no se pueden utilizar para todos los materiales.

La importancia de la densidad relativa del gas en comparación con el aire ambiente

Entre los gases utilizados para la protección, los más pesados, como el argón y el dióxido de carbono, forman una capa sobre el baño de fusión. Por otro lado, el helio, el nitrógeno y el hidrógeno pueden ascender en forma de remolino alrededor de la boquilla. Por eso, el caudal de helio debe ser mayor que el de argón.

Compatibilidad de los gases de pre-tratamiento

Las siguientes tablas muestran la compatibilidad de los gases que se utilizan en la soldadura TIG orbital en función de los metales que se van a soldar, así como las diferentes mezclas de gases que pueden emplearse como protección.

Compatibilidad de los gases de pre-tratamiento

 *** recomendado

** posible

* No recomendado

X prohibido

Diferentes mezclas utilizadas como gas de protección:

La norma EN 439 establece una serie de composiciones para las mezclas de gases, teniendo en cuenta que cada proveedor ofrece sus propias mezclas.

Conclusión:

Incluso en la soldadura TIG orbital, el uso del gas de protección adecuado suele aumentar considerablemente la productividad. Obtén más información sobrelos gases de protecciónen nuestro manual gratuito