En el proceso de soldadura por arco bajo gas inerte con electrodo no fusible, el calor necesario para la fusión del metal de la soldadura es suministrado por un arco eléctrico iniciado y mantenido entre un electrodo de tungsteno (o de aleación de tungsteno) y la pieza. El metal fundido así como el electrodo están protegidos contra la acción del oxígeno y del nitrógeno del aire por el flujo continuo de un gas de protección inerte. Todo esto constituye la denominación del proceso: TIG o Tungsteno Inerte Gas.
El electrodo juega por tanto un papel clave en el proceso TIG. Los electrodos utilizados están compuestos mayoritariamente de tungsteno en más de un 99% en masa, al que se añaden óxidos metálicos para aumentar la emisividad electrónica del electrodo y por tanto el rendimiento.
Para la soldadura TIG de aceros – inoxidable, EURO-WELDING le propone electrodos de tungsteno que se distinguen por una gran calidad de cebado incluso en caso de recebado con un electrodo caliente y aseguran una buena regularidad en la realización del cordón. Especialmente adaptados para la soldadura de acero, acero inoxidable, aleaciones de níquel y titanio, en amperajes bajos o medios. Adaptados para la soldadura automática, estos electrodos de tungsteno para soldadura TIG de acero – inoxidable le garantizan los mejores resultados.
La soldadura de aceros y sus aleaciones
Según la aplicación, el tipo de corriente de soldadura, la naturaleza del electrodo y el diámetro del electrodo, existen varias posibilidades de elección de electrodos refractarios de tungsteno para la soldadura TIG de aceros, como muestra la tabla siguiente.
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Tipo de metal
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Espesor
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Electrodo de Tungsteno
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Tipo de corriente
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Gas de protección
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Acero débilmente aleado - Carbono
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Todos
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Toriado
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CC Directa
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Argón o Argón-Helio
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Solo delgado
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Puro o de zirconio
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Alternativo (CA)
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Argón
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Acero Inoxidable
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Todos
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Toriado
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CC Directa
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Argón o Argón-Helio
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Solo delgado
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Puro o de zirconio
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Alternativo (CA)
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Argón o Argón-Hidrógeno
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Los aceros y aleaciones de acero se sueldan generalmente en corriente continua, en polaridad directa o negativa. La tabla siguiente indica el rango de intensidad recomendado según el diámetro del electrodo de Tungsteno utilizado.
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Diámetro electrodo
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Tungsteno
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Ø 1,0 mm
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10 a 80 A
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Ø 1,6 mm
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50 a 120 A
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Ø 2,0 mm
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80 a 190 A
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Ø 2,4 mm
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100 a 240 A
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Ø 3,2 mm
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150 a 300 A
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Ø 4,0 mm
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300 a 450 A
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Ø 5,0 mm
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500 a 650 A
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Protección del electrodo de Tungsteno para la soldadura de aceros
El electrodo de tungsteno debe estar constantemente protegido por una corriente de gas inerte (argón o helio) justo antes del cebado del arco (pregás), durante la soldadura y tras la extinción del arco eléctrico (postgás) hasta su enfriamiento. La punta del electrodo debe estar siempre brillante y de color blanco plateado tras el enfriamiento completo. En caso contrario, hay que aumentar el tiempo de postgás.
El ajuste recomendado del temporizador del postgas del generador se indica en la tabla siguiente.
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Intensidad de soldadura
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Duración del postgas
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50 A
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5 segundos
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100 A
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10 segundos
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150 A
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15 segundos
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200 A
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20 segundos
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250 A
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25 segundos
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300 A
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30 segundos
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Afilar el electrodo de Tungsteno es esencial
La preparación geométrica de la punta del electrodo no fusible es una variable importante. Asegúrese de afilar de manera que las estrías converjan en una dirección orientada hacia el eje del electrodo refractario, y no en círculos concéntricos perpendiculares a dicho eje. Utilice el grano fino de una esmeriladora de banco o una máquina de afilar tungsteno especialmente diseñada para ello. Presentará un extremo puntiagudo para la soldadura DC (continua).
Nunca se debe dejar que el tungsteno toque la pieza, ni que entre en contacto con el baño de fusión y/o el metal de aportación. Su electrodo quedará contaminado, será necesario esmerilar la zona defectuosa del cordón de soldadura y volver a afilar la punta.
El electrodo de tungsteno puede cortarse a la longitud adecuada según el tipo de tapa utilizada en la antorcha. El corte se realiza mediante esmerilado con un disco fino de tronzar.
Recordatorio sobre el Acero Inoxidable
Los aceros inoxidables son aleaciones hierro-carbono (de bajo carbono), fuertemente aleadas con cromo, y frecuentemente aleadas con otros elementos como el níquel, el molibdeno, el titanio o el niobio.
El cromo confiere la inoxidabilidad de los aceros. Al combinarse con el oxígeno, forma en la superficie de las piezas una capa de óxido llamada de pasivación, ya que hace el acero impermeable a los productos corrosivos.
El acero se considera inoxidable a partir del 10,5% de cromo y menos del 1,2% de carbono.
Los aceros inoxidables ocupan un lugar destacado frente a un gran número de medios agresivos gracias al fenómeno de pasividad; debido a la presencia de cromo. Una película muy fina, solidaria con el metal base, impide el contacto entre el metal y los agentes más o menos agresivos del medio circundante.
Los aceros inoxidables no cubren todos los tipos de corrosión, de ahí la elaboración de una importante variedad de grados de aceros inoxidables.
La tabla siguiente resume los 3 principales tipos de aceros inoxidables:
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Tipo
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% Carbono
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%Cromo
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%Níquel
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Utilización
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Martensítico
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0,1 a 1,5
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12 a 18
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a veces 1 a 4
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Cuchillería, piezas de turbina, instrumentos quirúrgicos
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Ferrítico
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0,02 a 0,06
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11 a 29
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-
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Industria del automóvil, industria naval, electrodomésticos
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Austenítico
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0,015 a 1
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16 a 20
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8 a 25
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productos alimentarios, restauración colectiva, hospitales
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El electrodo de Tungsteno para el Inoxidable
Durante la soldadura TIG del acero inoxidable, se suelda en corriente continua con el electrodo en el polo negativo. La mayor parte del calor va hacia la pieza a soldar. El material del electrodo es generalmente tungsteno con un 2% de óxido de torio. Sin embargo, los electrodos toriados emiten una radiación radiactiva mínima. Así, existen electrodos de tungsteno aleados con lo que se denominan 'tierras raras', que tienen una vida útil más larga. Existen, entre otros, electrodos de tungsteno con un 2% de óxido de lantano (La2O3) o con un 2% de óxido de cerio (CeO2).
Un diámetro de electrodo demasiado pequeño provoca un sobrecalentamiento o la fusión del electrodo, con un gran riesgo de inclusiones de tungsteno en la soldadura. Un diámetro demasiado grande provoca una inestabilidad del arco y/o una penetración insuficiente (mala relación anchura/profundidad del baño de fusión). Durante la soldadura en corriente continua, el electrodo debe ser afilado (figura 3).
La tabla siguiente recoge los valores para el diámetro del electrodo, el diámetro de la boquilla y la intensidad de corriente en polaridad directa (DCEN).
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Diámetro Electrodo (mm)
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Boquilla - Diámetro interior (mm)
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Intensidad de corriente (DCEN) (A)
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0,25
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6,4
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hasta 15
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0,5
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6,4
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5-20
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1
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9,5
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15-80
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1,6
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9,5
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70-150
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2,4
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12,7
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150-250
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3,2
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12,7
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250-400
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4
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12,7
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400-500
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Hay que señalar que el afilado del electrodo de Tungsteno debe realizarse en la dirección de la punta y no de forma concéntrica; el pulido debe ser lo más perfecto posible (la punta debe estar truncada – superficie plana de 0,8 mm).