Mejores prácticas para soldar materiales delgados

Lo que necesita saber antes de soldar materiales delgados

La fabricación de materiales delgados representa una gran parte de la industria de EE. UU. Esto incluye varias formas de tuberías, escuadras y láminas planas, generalmente de calibre 24 hasta aproximadamente 4,7 mm de espesor y que se suelen fabricar con acero inoxidable, acero al carbono, galvanizado, o aluminio. Para determinar cuál es el mejor proceso de soldadura, gas protector y electrodo a usar, comience por analizar la aplicación. ¿Cuáles son el tipo de material base, espesor, estado o limpieza, posición de soldadura, equipo de soldadura disponible y cualificación del soldador? Tenga en cuenta la necesidad de disponer de un equipo de protección personal adecuado, que es importante para soldar acero inoxidable o galvanizado.

Cuando se suelda material delgado, el objetivo es minimizar la distorsión y las salpicaduras, evitar que se perfore por quemadura y producir una soldadura sólida con una fusión adecuada.

Estas son las mejores prácticas de soldadura de materiales delgados para garantizar una junta de buena calidad:

Soldadura de acero al carbono liso

Soldadura de acero al carbono liso mediante soldadura por arco metálico con gas (GMAW)

Para las aplicaciones de acero al carbono liso dispone de muchas opciones. Para el material más delgado, de hasta un calibre 14, intente usar el proceso de soldadura por arco metálico con gas (GMAW) en modo de transferencia por cortocircuito (SCT) con un metal de relleno de clasificación E70-S2, S3 o S6 de 0,6 mm de diámetro y gas protector de 75 % de argón/25 % de CO₂. En material de calibre 14 hasta 4,7 mm, considere usar un metal de aporte de 0,8 mm de diámetro.

Otra opción potencial es utilizar GMAW pulsada con un gas de protección con alto contenido de argón, como 95 por ciento de argón/5 por ciento de CO₂ o argón/oxígeno. El equipo con capacidad para realizar GMAW pulsada es más caro pero ofrece beneficios muy atractivos. La soldadura pulsada permite un mayor control sobre el arco de soldadura, ofrece una amplia variedad de parámetros operativos y genera escasas salpicaduras.

Cuando suelde en modo SCT, debe usar un ligero arrastre o un ángulo de pistola neutral en relación con la dirección de desplazamiento, lo que debería producir una pequeña cantidad de salpicaduras. Para la soldadura pulsada, empuje o arrastre el baño de fusión para determinar cuál produce el mejor aspecto del cordón. Tenga en cuenta que no debe retroceder en el baño, ya que esto anula la función de pulso.

Soldadura de acero al carbono liso mediante soldadura por arco metálico con núcleo fundente (alambres tubulares)

La soldadura por arco con núcleo fundente (alambres tubulares) es otra opción, aunque no es la ideal porque produce una capa protectora de escoria que debe eliminarse después de la soldadura. Tiene tasas de rendimiento de deposición más bajas en comparación con GMAW y produce cantidades de humo y de salpicaduras de soldadura superiores. Además, el uso de un electrodo de diámetro pequeño ayuda a mantener una reducida entrada de calor. Este proceso obtiene su máximo beneficio si la soldadura es en el lugar de trabajo, donde se puede usar un alambre con núcleo fundente autoprotegido. No se requiere gas de protección externo y la mayoría de los alambres van al electrodo negativo de corriente continua, lo que significa que la mayor parte del calor se genera en el alambre de metal de relleno y no en el material base. GMAW, por otro lado, es un electrodo positivo de corriente continua, que genera la mayor parte del calor en el material base.

Soldadura de acero al carbono liso mediante soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW)

El proceso de soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW) funciona muy bien para aplicaciones de soldadura de bajo volumen o alta calidad. Los beneficios de este proceso incluyen soldaduras de alta calidad, ausencia de salpicaduras y la mejor fusión posible. En algunos casos, no es necesario un metal de relleno; el ajuste de la junta lo determinará. Tenga en cuenta que este proceso requiere un mayor grado de habilidad del operador. Para ayudar a minimizar la distorsión, use un electrodo de tungsteno pequeño, como uno de 2,4 mm de diámetro y amólelo hasta un punto fino en dirección paralela a la longitud del tungsteno. Lo mejor es usar argón al 100 % como gas de protección.

Para algunas aplicaciones, es posible que deba utilizar una soldadura por arco de metal sumergido en las juntas. Asegúrese de elegir un electrodo de diámetro pequeño, use un amperaje bajo y mantenga una velocidad de desplazamiento rápida para producir una buena soldadura en todo su perímetro en las posiciones plana y horizontal. Si solo puede soldar en posición vertical, aumente el amperaje de soldadura aproximadamente en un 25 por ciento y suelde en la progresión vertical hacia abajo. Esto requiere algo de práctica, pero puede producir una buena soldadura. El método más utilizado es la soldadura en posición vertical hacia arriba, pero no es lo ideal para metales delgados.

Soldadura de acero inoxidable

Con el acero inoxidable se utilizan técnicas y estrategias de soldadura similares a las del acero al carbono. El método preferido es GMAW pulsada, pero si SCT es la única opción disponible, aumente la inductancia de la fuente de alimentación (si es posible) para incrementar el control del baño de fusión.

La principal diferencia es la coordinación del metal de relleno adecuado con el metal base. Cuando suelde acero inoxidable 304, utilice un metal de relleno 308 y para acero inoxidable 316, utilice un metal de aporte 316. Para soldar acero inoxidable a acero al carbono, utilice un metal de aporte 309. Las mezclas de gas de protección adecuadas para GMAW de acero inoxidable tienen un alto contenido de argón, por ejemplo 98 % de argón/2 % de oxígeno o CO₂. Las mezclas de tres e incluso cuatro gases con otros gases como nitrógeno o helio están disponibles, pero no son económicas. Asegúrese de analizar su aplicación y determinar qué es necesario. Los alambres tubulares en acero inoxidable y acero al carbono requieren un 100 % de CO₂ o una mezcla de 75 % de argón/25 % de CO₂.

Soldadura de aluminio

Para soldar aluminio, es importante la preparación de la unión previa a la soldadura. Todos los procesos de soldadura se benefician de una junta de soldadura limpia, pero el aluminio es único porque tiene una gruesa capa de óxido que tiene un punto de fusión más alto que el material base. Preparar la unión con un cepillo de alambre o esmerilar la capa de óxido y usar un disolvente para limpiarla, facilitará la soldadura y esta será más limpia.

Los grados de aluminio utilizados generalmente requieren un metal de relleno ER4043/ER4047 o ER5356. Asegúrese de adaptar el metal de relleno al material base. Para GMAW, las mezclas de gas de protección con al menos un 50 por ciento de helio y equilibradas con argón funcionan muy bien, pero también son caras. Si esto representa un problema, puede usar argón al 100 %. Para GTAW, use 100 % de argón y un electrodo de tungsteno al 2 % de cerio de diámetro pequeño.

La soldadura galvanizada sigue algunas de las pautas de la soldadura de acero al carbono, excepto cuando se trata de la capa de zinc en la superficie, que no es propicia para el proceso de soldadura y generalmente produce soldaduras con porosidad y mal aspecto del cordón. Si utiliza GMAW, elija un gas de protección con alto contenido de CO₂, por ejemplo una mezcla con un 75 % de argón/25 % de CO₂. El dióxido de carbono es un gas activo, lo que significa que contribuye a limpiar el baño de fusión y puede ayudar a prevenir la porosidad. Además, con el uso de un voltaje ligeramente superior y velocidades de desplazamiento inferiores, se puede conseguir el tiempo adecuado para que el baño de fusión se desgasifique y los bordes de la soldadura se unan más suavemente.

Otra opción es utilizar un alambre tubular con núcleo fundente de menor diámetro, como el de tipo de blindaje doble. Este alambre utiliza un fundente interno para producir una capa protectora de escoria y un gas de protección para limpiar y proteger el baño de fusión que se solidifica. Dado que este proceso tiene dos métodos de limpieza, puede producir un aspecto del cordón y una calidad de soldadura óptimos, aunque tiene un menor rendimiento de deposición.

Si bien no hemos abarcado todas las aplicaciones, escenarios o materiales base, esta información puede servirle como un buen punto de partida.