METALES DE APORTACION DE SOLDADURA DE ALEACION TIG DE MAGNA

Desde su entrada en la industria hace décadas, los electrodos Magna 303, 305, 440, 450, 460 y 470, se han convertido en los electrodos más vendidos para operaciones de reparación y mantenimiento de prácticamente todo tipo de estructuras metálicas, maquinaria y equipamiento.

La industria comenzó a utilizar el proceso TIG (siglas correspondientes a Gas Inerte de Tungsteno) para la soldadura de producción hace años. En los últimos meses, también se han descubierto algunas aplicaciones interesantes para la soldadura de mantenimiento basadas en este mismo proceso TIG.

Definición
La soldadura TIG es un término aplicado al proceso de soldadura eléctrica con Gas Inerte de Tungsteno para proteger la zona de la soldadura de la atmósfera. El calor necesario para realizar la soldadura lo proporcionan el electrodo de tungsteno y la pieza metálica de trabajo. La soldadura TIG se diferencia de la soldadura eléctrica en que el electrodo no se funde sino que funciona a modo de metal de aportación. En aquellas juntas en las que sea preciso utilizar los Metales de Aportación de Aleación TIG de la casa Magna, las aleaciones TIG Magna 303, 305, 440, 450, 460 ó 470 penetran en la zona de soldadura y se funden con el metal base igual que si fueran aleaciones oxiacetilénicas.

Estos Metales de Aportación de Aleación TIG de la casa Magna presentan unas propiedades químicas, metalúrgicas y físicas similares a las de los electrodos Magna 303, Magna 305, Magna 440, Magna 450, Magna 460 y Magna 470. Con el proceso TIG, el baño de fusión se protege de la atmósfera durante la operación de soldadura.

El único problema que se ha detectado en el pasado con la aleación TIG ha sido la incapacidad que han demostrado algunas organizaciones para desarrollar aleaciones de aportación específicas para la soldadura de mantenimiento, al contrario de lo que ocurre en la soldadura de producción. Lo único que ha estado disponible hasta entonces han sido productos de inferior calidad aptos únicamente para su utilización en la línea de producción.

La amplia experiencia de Magna en el terreno de la soldadura de mantenimiento, conjuntamente con los problemas tan concretos que se derivan de la reparación de las soldaduras, ha sido el origen del desarrollo de los Metales de Aportación de Soldadura de Aleación TIG, diseñados exclusivamente para aplicaciones de reparación.

En la mayor parte de las aplicaciones los electrodos Magna proporcionan unas características de soldadura superiores, pero en aquellos casos en los que se disponga del equipamiento TIG, se recomienda la utilización de éstos últimos. Las soldaduras hechas con el proceso TIG, al estar protegidas al 100% de la acción de los elementos de la atmósfera, son más fuertes, más dúctiles y más resistentes a la corrosión que las realizadas con varillas ordinarias TIG orientadas al sector de la producción. Al no quemarse, los elementos especiales de aleación Magna no se pierden. De igual manera, el electrodo infungible de tungsteno no puede incrementar el contenido de carbono de la soldadura. Es decir, que están garantizadas unas soldaduras de gran calidad.

Como no se requiere ningún tipo de Flux, Magna TIG se aplica con facilidad a una amplia variedad de aceros inoxidables, aceros para herramientas, aceros suaves y aceros de baja aleación. Los problemas de corrosión desaparecen.

La soldadura con el Proceso TIG tiene lugar sin señal alguna de salpicaduras, chispas o humos; en consecuencia, el acabado de la soldadura se reduce al mínimo. El calor intenso concentrado del arco hace posible que obtengamos una elevada velocidad de soldadura con una buena penetración y poca distorsión. En la soldadura de aceros inoxidables, la gran velocidad de soldadura que incorporan las Aleaciones TIG de Magna, minimiza la precipitación de carburos en la zona inmediatamente adyacente a la soldadura.

Equipamiento de soldadura
El equipamiento básico necesario para la soldadura manual TIG es el siguiente: un soplete se soldadura y aparatos adicionales que proporcionen energía eléctrica, argón y agua.

El soplete aporta a la zona de soldadura tanto la corriente de soldadura como el gas inerte. La corriente pasa a la zona de soldadura a través del electrodo de tungsteno, cebándose éste firmemente al soplete. El gas protector (argón o helio) se transfiere a la zona de soldadura a través de un anillo exterior de gas que se enrosca en el extremo del soplete. Pueden utilizarse anillos cerámicos cuando la corriente de soldadura sea inferior a los 250 amperios. En el caso de corrientes superiores, o cuando las condiciones de la soldadura sean inusualmente adversas, puede recurrirse a anillos exteriores de gas refrigerados por agua para así evitar posibles daños en el soplete debidos al sobrecalentamiento. Las Aleaciones Magna TIG son tan versátiles que consiguen soldaduras esencialmente perfectas utilizando cualquier método.

El equipamiento eléctrico necesario para la soldadura con corriente continua es un generador o rectificador de soldadura; en el caso de tratarse de corriente alterna, será preciso utilizar un transformador.

El argón de gran pureza se suministra en cilindros de acero que contienen cada uno de ellos aproximadamente 240 pies3 de argón a una presión de 2.000 psi. Es necesario utilizar un regulador para reducir la presión del cilindro en cuestión hasta la que requiera la soldadura, que por lo general ronda las 20 psi. Además, como los flujos o las cantidades de argón varían en función de los diferentes materiales, cada puesto de soldadura tendrá que disponer de un flujómetro, que es una válvula de cierre que controla el flujo de argón y de agua. Cuando no se está utilizando el soplete, el flujo de argón se cierra automáticamente.

El agua es necesaria debido a la gran cantidad de calor generado durante la mayor parte de las aplicaciones de soldadura que por lo general obligan al operario a enfriar con agua tanto el soplete como los cables de la corriente. De esta manera se proporciona una adecuada protección térmica sin incrementar materialmente el peso del soplete y se evita la rigidez de los cables, con lo que se facilita su manipulación. Es importante que el agua que se utilice para enfriar el soplete esté limpia ya que de lo contrario el calor puede dañar vías restringidas o bloqueadas.

Magna recomienda la utilización de un filtro o un depurador de agua. Cuando la soldadura se realice en un lugar en el que esta fuente de agua no sea fácilmente accesible, debería emplearse una unidad autónoma y un depósito de agua.

Gas protector
Tanto el argón como el helio pueden utilizarse a modo de gas protector. Si empleamos el argón, por su mayor densidad, se reduce enormemente el ritmo de difusión con el aire. Además, un volumen de argón proporciona una protección equivalente a 2 ó 3 volúmenes de helio, con lo cual se minimiza materialmente la manipulación del cilindro y se reduce la cantidad de espacio requerido para su almacenamiento.

Procedimiento manual de soldadura
a.- Cebar un arco. Para cebar un arco en una soldadura con corriente alterna el electrodo no tiene que tocar la pieza de trabajo. La corriente portadora de alta frecuencia salta el hueco existente entre el electrodo de soldadura y la pieza de trabajo, creando una especie de vía a través de la cual pasa la corriente de soldadura. Para formar un arco lo primero es encender la corriente y mantener el soplete en posición horizontal unos 50 mm (2") por encima de la pieza de trabajo. El extremo del soplete se baja entonces rápidamente hacia la pieza de trabajo hasta que el extremo del electrodo se encuentre a unos 3 mm (1/8") por encima del plato. Este es el momento en el que se forma el arco. Este movimiento descendente debería realizarse con rapidez para así proporcionar la máxima protección de gas a la zona de soldadura.

En la soldadura con corriente continua, el arco se forma con el mismo movimiento; sin embargo, en este caso, el electrodo debe tocar la pieza de trabajo. Tan pronto como este arco se haya formado, debería levantarse el electrodo aproximadamente 3 mm (1/8") por encima de la pieza de trabajo para así evitar que éste se contamine en el baño de fusión.

b.- Conseguir una soldadura a tope. Después de formarse el arco, el soplete se sostiene a un ángulo de unos 75º con respecto a la superficie de la pieza de trabajo. Se precalienta entonces el punto inicial del trabajo moviendo el soplete en pequeños círculos hasta que se forme un baño de metal fundido (véase Figura 1). El extremo del electrodo debería sostenerse a aproximadamente 3 mm (1/8") por encima de la pieza de trabajo. Cuando el baño de metal se torne brillante y fluido, el electrodo debería moverse lenta e uniformemente a lo largo de la junta a una velocidad tal que produzca un cordón de una anchura uniforme. No es preciso oscilar el soplete.

La Aleación Magna TIG también puede utilizarse a modo de refuerzo en cuyo caso se sostiene a un ángulo de unos 15º de la pieza de trabajo y a aproximadamente 25 mm (1") del punto de partida.
Primero se precalienta el punto de partida y se forma el baño de metal fundido tal y como se ha descrito con anterioridad. Cuando este baño se torne brillante y pase a estado fluido, se moverá el arco hasta la parte posterior del baño de metal fundido; es en este momento cuando se añade la aleación Magna TIG tocando rápidamente la varilla el borde de ataque del baño de metal fundido. Se retira la varilla y el arco vuelve al borde de ataque del baño de metal. Tan pronto como este baño de metal fundido adquiera de nuevo una tonalidad brillante, se repetirán los mismos pasos. Esta secuencia continúa a lo largo de toda la longitud de la costura (véase Figura 2).

Direction of welding = Dirección de la soldadura
Workpiece = Pieza de trabajo
A. Develop the puddle = Formar el baño de metal fundido

B. Move the torh back = Retroceder el soplete

C. Add Magna TIG Alloy = Añadir la aleación Magna TIG

D. Remove Maga Rod = Retirar la varilla Magna

E. Move torch to leading edge of puddle = Mover el soplete hasta el borde de ataque del baño de metal fundido
F.
G. c.- Conseguir una soldadura de solapa. Una junta o soldadura de solapa se logra formando primero un baño de metal fundido sobre la lámina inferior. Cuando el baño de metal fundido se torne de color brillante y pase a estado fluido, el arco se estrecha hasta unos 1'5 mm (1/16"). El soplete se oscila directamente sobre la junta hasta que las láminas estén perfectamente unidas. Una vez comenzada la soldadura, este movimiento oscilante ya no será necesario. El soplete se mueve entonces a lo largo de la costura con el extremo del electrodo justo por encima del borde de la lámina superior.

En la soldadura de solapa el baño de metal fundido que se produce tiene forma de "V". El centro de este metal fundido se denomina "entalla", y la velocidad a la que esta entalla se mueve determinará su ritmo de desplazamiento. Hay que tener especial cuidado en que esta entalla esté completamente llena a lo largo de toda la longitud de la costura (véase Figura 3); de lo contrario, es imposible conseguir una fusión al 100% y una buena penetración.

Cuando se utiliza la aleación Magna TIG es posible conseguir unas velocidades de soldadura superiores puesto que la aleación Magna ayuda a llenar la entalla. Es importante lograr una fusión completa. Simplemente con extender virutas de varilla de aportación en frío, se evitará el metal base que esté sin fundir. La aleación Magna TIG debería introducirse alternativamente en el baño de metal fundido y sacarla unos 6 mm (1/4"), tal y como se muestra en la Figura 4.

Controlando cuidadosamente el ritmo de fusión de la arista superior y añadiendo únicamente la cantidad concreta de metal Magna TIG allí donde sea preciso, podrá obtenerse un cordón de soldadura uniforme de las dimensiones correctas.

PROGRESO DE LA SOLDADURA CON LA VARILLA DE APORTACION

d. Realizar una arista o ángulo. Este es el tipo de soldadura más fácil de realizar. Se desarrolla un baño de metal fundido en el punto de partida y se mueve el soplete en línea recta a lo largo de la junta. La velocidad de desplazamiento es regular, con lo que se consigue un cordón de aspecto uniforme. Una velocidad de soldadura demasiado lenta hará que el metal fundido se derrame por el canto; por el contrario, si la velocidad es demasiado elevada o irregular, se conseguirá una superficie basta.

Entre las Aleaciones Magna TIG que están disponibles en el mercado se incluyen Magna 31, 37, 38, 55, 202, 303, 305, 440, 450, 460, 470, 480 y 8N12.