TRAZADO Y DESARROLLO INTERSSECCION 45 GRADOS

Causas de la porosidad del metal de soldadura en los sistemas de protección gaseosa

    La porosidad es contaminación del metal de soldadura en forma de un gas atrapado. Los gases de protección o gases emitidos como resultado de la aplicación de la antorcha al metal tratado son absorbidos en el metal fundido y emitidos conforme ocurre la solidificación. En otros casos, el gas de protección no llega por completo al pozo de soldadura y el aire atmosférico afecta adversamente al cordón de soldadura.

    La evidencia de porosidad se presenta en forma de hoyos redondeados, llamados porosidad esférica, si los hoyos son alargados, el defecto podría llamarse agujeros de gusano o ribetes.

Debido a que la porosidad tiene niveles aceptables, es poco frecuente que se considere un defecto serio. Sin embargo, dependiendo del código o estándar de soldadura, la porosidad podría ser causa de un rechazo de la soldadura.

   Afortunadamente, la porosidad es un defecto que tiene una tasa de prevención de aproximadamente 90 por ciento. Con unos cuantos consejos para identificar posibles causas de la porosidad, un soldador puede convertir rápidamente partes rechazadas en piezas soldadas que son aceptables bajo la mayoría de los códigos de soldadura.

Macro de soldadura porosa

Posibles causas relacionados con la porosidad

-   El cilindro no tiene gas. Esto pasa con mucha frecuencia.

-         -    El aire o una corriente de algún tipo perturba la entrega del gas de protección durante el proceso de soldadura. Ventiladores de techo,  puertas abiertas y aire descargándose de alguna maquinaria. etc.

     - La presencia de humedad puede provocar problemas. Puede ser simple agua o rocío de la mañana, pero también podría ser condensación de la soldadura en placa gruesa y juntas a solape, la cual puede ocurrir particularmente cuando las temperaturas llegan a bajo cero.

-        -    Las boquillas de la pistola de soldadura por arco metálico con gas (GMAW) tapadas o limitadas típicamente por salpicadura de soldadura impiden el suministro de gas de protección. Para rectificar este obstáculo, el soldador necesita ver la abertura de la boquilla antes de empezar una soldadura.

-        -   La boquilla de soldadura es sostenida demasiado lejos del charco de soldadura. El volumen de gas de protección que llega a la soldadura se reduce, y la dilución del gas de protección con la atmósfera afecta severamente la soldadura.

-         -  La pistola de GMAW se pone a un ángulo que extenderá el flujo de gas y en realidad succionará la atmósfera desde el lado posterior, opuesto a la dirección de la boquilla. Un ángulo de 5 a 15 grados, perpendicular a la junta, es un ángulo aceptable.

-        -  La pintura, la grasa, el aceite, el pegamento y el sudor liberan grandes volúmenes de gas cuando se exponen a temperaturas de soldadura por arco. Apareciendo residuos y contaminación.

-         -  Cuando se sueldan descamación y herrumbre, se forman gases de descomposición y empieza la oxidación, la cual puede involucrar la presencia de humedad. También existe la fuerte posibilidad de traslape frío y falta de fusión en el borde de la soldadura

-         -  Los compuestos de revestimiento electrolítico con zinc, como en el proceso de galvanización, pueden crear un problema. El zinc se funde a aproximadamente 420 grados. La emisión tanto de gases como de polvo hace de la soldadura de metal galvanizado una experiencia desagradable y hay que contrarrestar la presencia de todo ese gas atrapado.

-        -   El flujo de gas es demasiado alto.  Un flujo de gas abierto en la boquilla en realidad crea turbulencia y puede jalar aire exterior hacia la zona de soldadura. Además, es un terrible desperdicio de gas y agrega un gasto innecesario al proyecto.

-         -  Una manguera de gas pinchada o rota no suministra el gas de protección adecuadamente. Si la manguera de gas mide más de 6 metros, la posibilidad de que se tuerza es bastante alta.

-         -   El uso incorrecto de compuestos, sprays o geles antisalpicadura puede ser un factor importante de la porosidad. Cuando se usa en exceso, el material antisalpicadura se convierte en un contaminante, hirviendo a un gas cuando se expone a las altas temperaturas del arco de soldadura.

-         -   Los metales de aportación de la soldadura contaminados con pintura, grasa, cinta adhesiva y pegamento pueden emitir gases cuando se exponen al arco de soldadura muy caliente. Incluso los guantes sucios usados durante la GTAW pueden contaminar los consumibles.

-         -   Las guías de antorcha de GMAW contaminadas pueden introducir elementos no deseados al pozo de soldadura. Toda la grasa, aceite y suciedad que se encuentran en el ambiente del taller son colectados en el alambre y terminan en el revestimiento de la conexión de la pistola de la antorcha.

-        -   La GMAW justo sobre el borde de una junta de esquina exterior puede crear problemas dada la incómoda posición de la boquilla. La boquilla con frecuencia no cubre la junta correctamente, causa turbulencia y atrae aire exterior hacia la junta de soldadura.

-         Si la junta de soldadura está abierta en la raíz, succionará aire desde el lado posterior. El metal líquido no protegido puede absorber aire fácilmente.

-         -  El gas de soldadura en sí podría estar contaminado. Si se sospecha del gas de soldadura, el taller necesita que el proveedor certifique que el gas tiene el punto de rocío correcto.

-         -  Una manguera de gas contaminada podría ser culpable, en particular, las mangueras que se han usado para otras actividades antes de usarse en una aplicación de soldadura.

-         -  Una manguera cortada o quemada en cualquier punto entre el medidor de flujo del regulador y la conexión en el alimentador podría crear problemas.

-         -  Una solenoide de gas defectuosa en el alimentador de alambre o en la máquina de GTAW es un posible factor para las condiciones que crean porosidad.

Como hacer un cuchillo con una vieja sierra circular

Ventajas e inconvenientes de la soldadura TIG

     Es un sistema de soldadura al arco con protección gaseosa, que utiliza el intenso calor de un arco eléctrico generado entre un electrodo de tungsteno no consumible y la pieza a soldar, donde puede o no utilizarse metal de aporte.

Dada la elevada resistencia a la temperatura del tungsteno (funde a 3410 °C), acompañada de la protección del gas, la punta del electrodo apenas se desgasta tras un uso prolongado. Los gases más utilizados para la protección del arco en esta soldadura son el argón y el helio, o mezclas de ambos.

      La característica más importante que ofrece este sistema es entregar alta calidad de soldadura en todos los metales, incluyendo aquellos difíciles de soldar, como también para soldar metales de espesores delgados y para depositar cordones de raíz en unión de cañerías.

Las soldaduras hechas con sistema TIG son más fuertes, más resistentes a la corrosión y más dúctiles que las realizadas con electrodos convencionales. Cuando se necesita alta calidad y mayores requerimientos de terminación, es necesario utilizar el sistema de soldadura TIG para lograr soldaduras homogéneas, de buena apariencia y con un acabado completamente liso.

Ventajas

      La gran ventaja de la soldadura TIG es, básicamente, la obtención de cordones más resistentes, más dúctiles y menos sensibles a la corrosión que en el resto de procedimientos, ya que el gas protector impide el contacto entre el oxígeno de la atmósfera y el baño de fusión. Además, dicho gas simplifica notablemente el soldeo de metales ferrosos y no ferrosos, por no requerir el empleo de desoxidantes, con las deformaciones o inclusiones de escoria que pueden implicar.

      Otra ventaja de la soldadura por arco en atmósfera inerte es la que permite obtener soldaduras limpias y uniformes debido a la escasez de humos y proyecciones; la movilidad del gas que rodea al arco transparente permite al soldador ver claramente lo que está haciendo en todo momento, lo que repercute favorablemente en la calidad de la soldadura. El cordón obtenido es por tanto de un buen acabado superficial, que puede mejorarse con sencillas operaciones de acabado, lo que incide favorablemente en los costes de producción. Además, la deformación que se produce en las inmediaciones del cordón de soldadura es menor.

Equipo de TIG portatil

Otras ventajas

No se requiere de fundente y no hay necesidad de limpieza posterior en la soldadura.

No hay salpicadura, chispas ni emanaciones, al no circular metal de aporte a través del arco.

Brinda soldaduras de alta calidad en todas las posiciones, sin distorsión.

Al igual que todos los sistemas de soldadura con protección gaseosa, el área de soldadura es claramente visible.

El sistema puede ser automatizado, controlando mecánicamente la pistola y/o el metal de aporte.

Adecuada para soldaduras de responsabilidad (pase de raíz).

El proceso puede ser mecanizado o robotizado.

Facilita la soldadura en lugares de difícil acceso.

Ofrece alta calidad y precisión.

Óptimas resistencias mecánicas de la articulación soldada.

Poca generación de humo.

Soldaduras claras, brillantes y con óptimo acabado, sin usar flujo de limpieza, prescindiendo de acabado final y reduciendo costos de fabricación.

Soldadura en todas las posiciones.

Versatilidad - suelda prácticamente todos los metales industrialmente utilizados.

Desventajas

 Se reserva para uniones con necesidades especiales de acabado superficial y precisión.

Alto Costo del equipo y mano de obra.

Necesidad de que las piezas esten totalmente limpias

Dificultades para trabajar al aire libre.

Rendimiento lento en comparación de otros métodos de soldadura.

Requiere una mayor destreza por parte del soldador

Dividir um circulo en partes iguales - Caldereria

Tipos de alambres solidos utilizados con soldadura GMAW

   Los electrodos empleados en la soldadura MAG-MIG son alambres (o hilos) de dos tipos:

Alambres sólidos (o macizos)

Alambres tubulares

Aunque los sólidos son los más usados, en parte debido a su menor costo, la decisión por uno u otro tipo estará sujeta, fundamentalmente, al metal base y al espesor. Los alambres sólidos son indicados para aceros al bajo carbono, no dejan escoria sobre el cordón y el enfriamiento es rápido, por lo que su principal aplicación son los materiales de poco espesor. Los alambres tubulares se comportan de modo similar a los electrodos revestidos. Constan de una carcasa metálica y un interior hueco relleno de un polvo fundente granular (flux),polvo metálico o mezcla de ambos, que aporta elementos de aleación al cordón de soldadura. Dejan escoria sobre el cordón y por ello el enfriamiento es lento, lo cual es una ventaja cuando se trabaja con materiales de gran espesor.

Ambos tipos se comercializan generalmente en diámetros de 0,8 / 1,0 / 1,2 y 1,6 mm y se adquieren en bobinas de tamaños variables. Es también común que el alambre presente un recubrimiento de cobre, no sólo para protegerlo de la oxidación, sino también para facilitar el contacto eléctrico con la boquilla y reducir el rozamiento.

Dentro de cada tipo de alambre existe una variedad de clasificaciones, según su composición, el gas protector utilizado y la aplicación. Veamos esta información en detalle.

 Alambres sólidos o macizos (soldadura GMAW)

      En general, la composición de los alambres sólidos es muy similar a la del metal padre a soldar, a la que se agregan cantidades variables de desoxidantes, en función de la aplicación y el gas protector.

      El desoxidante más común es el silicio, al que se le agregan pequeños porcentajes de diversos metales para mejorar las propiedades mecánicas o la resistencia a la corrosión. Los alambres que presentan los niveles más elevados de desoxidantes son, por lo general, más adecuados para soldar con CO2 porque evitan la formación de poros.

a) Alambres para acero al carbono

La mayoría de los alambres para acero al carbono están catalogados bajo una designación de la American Welding Society (AWS) del tipo E R 70 S – x (sistema imperial), donde:

E: electrodo

R: varilla de aporte

70: resistencia mínima a la tracción expresada en miles de libras/pulgada cuadrada (psi)

S: sólido

x: dígito que representa la composición química del electrodo, puede valer “2”, “3”, “4”, “6” o “7” y corresponde a cantidades variables de carbono, manganeso y silicio, además de cantidades fijas de fósforo, azufre, níquel, cromo, molibdeno, cobre y otros.

Las propiedades de cada alambre, de acuerdo a este último dígito son las siguientes:

Alambre ER70S-2: hace una buena soldadura con el gas C-25 (75% argón + 25% CO2), incluso en acero oxidado. De toda la serie, es el único que contiene titanio, zirconio y aluminio, además de todos los elementos mencionados más arriba. Su principal inconveniente es que carece de fluidez, el charco (o poza, o baño de metal fundido) no tiende a desplazarse lateralmente y puede no pegar correctamente en materiales pesados.

Alambre ER70S-3: es uno de los alambres MIG más comunes y menos costosos, con más desoxidantes y un charco más fluido que forma un cordón más amplio. Se ha utilizado con éxito durante años en automóviles, maquinaria agrícola y electrodomésticos.

Alambre ER70S-4: es un alambre de precio medio, adecuado para casi todas las soldaduras de acero. Ofrece una buena fluidez y mejores características de arco que el E70S-3, pero tiene más salpicaduras y se utiliza en acero estructural, embarcaciones, tuberías y recipientes de calderas.

Alambres ER70S-6 y ER70S-7: son los alambres de mejor rendimiento y mayor costo, y los que tienen los mayores niveles de silicio y manganeso como desoxidantes. Son adecuados para la soldadura de casi todos los aceros, desde acero al carbono fino hasta placas de 1/2 pulgada (con el diámetro apropiado de alambre), funciona con las mezclas de gases más usadas y el charco posee una buena fluidez. Sus aplicaciones incluyen la fabricación de carrocerías, muebles, extinguidores, recipientes a presión y soldadura de cañerías, entre otras.

Para soldar acero inoxidable pueden utilizarse los alambres mencionados. Sin embargo, para una mejor resistencia a la corrosión deben emplearse alambres de acero inoxidable. Hay varias aleaciones de acero inoxidable. Una de las variedades más comunes es el tipo 304, pero el más adecuado es el ER308, con variaciones de contenido creciente de silicona en los tipos ER308L y ER308LS. Las aplicaciones de estos alambres incluyen: equipos de proceso y almacenamiento de productos alimenticios y químicos, tanques de productos químicos corrosivos, bombas, intercambiadores de calor y otros.

b) Alambres para metales no ferrosos

Los metales no ferrosos requieren de alambres distintos. Para la soldadura de aluminio, por ejemplo, se necesita un alambre de aluminio. Existen muchos alambres de aleación de aluminio y mezclas de diversos metales, entre ellos:

Alambres ER-1100 y ER-4043: se usan principalmente con argón y helio, además de otras mezclas gaseosas comerciales  y son ideales para soldar planchas y piezas fundidas de gran espesor. Las principales industrias que utilizan este tipo de alambre son las de alimentos, lácteas y de refrigeración.

Alambre ER-5356: con un 5% de magnesio, este alambre funciona en la mayoría de las situaciones. Su elevada resistencia a la tracción lo hace apto para la fabricación y reparación de tanques de combustible tipo rodante.

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