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Escuela de Educación Técnica N° 2 Anexo Superior
“Presbítero José María Colombo” CUE 300-1696-00
9 de julio 195 – Gualeguaychú (E2820EGC) – Entre Ríos – Argentina Tel-fax: (+54 3446) 422435
Taller de construcciones y apli-
caciones en metal (Soldadura)
5° 1° y 5° 2° TME
PROFESORES: Falcione Francisco y Fiorotto Danilo
2
Riesgos en las operaciones de soldeo1
Los trabajos de soldadura, por la naturaleza de los materiales empleados y por las características de
las técnicas que se utilizan, tienen gran cantidad de riesgos que habrá que reconocer y prevenir.
Las altas temperaturas alcanzadas en los procesos: hay que tener en cuenta que la soldadura
consiste en fundir los bordes de dos piezas para que se formen una sola, hay que alcanzar, por
ejemplo para el acero, una temperatura de 1500°C. El acero, al elevarse la temperatura, cam-
bia de color, pero otros materiales como el aluminio no produce este efecto.
Las proyecciones de partículas incandescentes.
Los humos y gases.
Las radiaciones.
La manipulación de gases comprimidos.
La utilización de materiales eléctricos.
Trabajo con grandes masas.
Las operaciones auxiliares.
Elementos de Protección Personal (EPP) para el Soldador
Los elementos de Protección Personal (EPP), son equipos o dispositivos para ser utilizados por el
soldador durante su jornada de trabajo. Lo protegen de enfermedades profesionales ante la presencia de ries-
gos específicos que no pueden ser aislados o eliminados, aumentando su seguridad y salud en el trabajo.
1 López Cristobal y Orozco Francisco, “Soldadura en atmósfera natural y protegida”, Jerez Editores, 2017.
3
Protección de cabeza y rostro.
Máscara o careta de soldar: Es el elemento básico para aplicar una soldadura. Protege
los ojos de radiaciones en el proceso de soldadura, protege también la cara y el cuello. Debe estar
provista de filtros inactínicos de acuerdo al proceso e intensidad de corriente empleada.
Gafas de seguridad: Se utilizan al estar expuesto a proyección de partículas, normal-
mente se portan siempre bajo la careta de soldadura.
Careta de seguridad: Se utilizan en trabajos que requieran la protección de la cara
completa como al manipular la pulidora, el esmeril o la sierra circular.
Gorro o capucha: Protege el cabello y el cuero cabelludo, especialmente cuando se
hacen soldaduras en posiciones.
Protección respiratoria.
Mascarillas respiratorias para humos metálicos o respiradores con filtro: está mascari-
lla debe usarse siempre debajo de la máscara para soldar. La mascarilla o los filtros deben ser reem-
plazados al menos una vez a un la semana.
Protección auditiva:
Tapa oídos de inserción: Disminuyen 27 dB aproximadamente. Permiten un ajuste
seguro al canal auditivo.
Moldeados: Disminuyen 33 dB aproximadamente. Son hechos sobre medida de
acuerdo con la forma del oído.
Tipo Copa u Orejeras: Atenúan el ruido 33 dB aproximadamente. Cubren la totalidad
de la oreja.
Protección de manos y brazos.
Guantes de cuero: tipo mosquetero con costura interna, para proteger las manos y
muñecas al manipular las piezas metálicas calientes.
Mangas o casaca de cuero: se utilizan para aplicar soldaduras en posiciones verticales
y sobre cabeza, para evitar las severas quemaduras que pueden ocasionar las salpicaduras del metal
fundido.
Protección de pies y piernas.
Bota en cuero tipo soldador: Con puntera de acero para proteger los pies de la posible
caída de piezas o elementos pesados que puedan causar daño. Traen caña alta sin cordones para evitar
el atrape de proyecciones de la soldadura.
Rodilleras: Para comodidad cuando se debe soldar apoyado en las rodillas.
4
Protección corporal.
Delantal de cuero: para proteger el cuerpo de salpicaduras y de la exposición a los ra-
yos ultravioletas.
Overol: se utilizan tejidos a base de algodón resistentes a las salpicaduras (jean o
dril), nunca tejidos sintéticos. La pierna del pantalón debe cubrir las botas para evitar que penetren
salpicaduras dentro de las mismas y las mangas de la camisa deben ser largas para proteger los bra-
zos. La ropa del soldador siempre debe permanecer seca para evitar descargas eléctricas.
No olvides utilizar siempre todos los elementos de protección personal durante la jornada de trabajo,
recuerda: Tu salud no es un juego.2
Clasificación de los metales
METALES 3
Se define a los metales como aquellos elementos químicos que se caracterizan por tener las siguientes
propiedades:
Poseen una estructura interna común.
Son sólidos a temperaturas normales, excepto el mercurio y el galio
Tienen una alta densidad
Tienen elevada conductividad térmica y eléctrica.
Tienen considerable resistencia mecánica.
Suelen ser maleables.
Se pueden fundir, conformar y reciclar.
Las aleaciones (mezcla de dos o más materiales, donde al menos uno, de forma mayoritaria es un me-
tal) con un contenido de carbono superior, carecen de interés industrial porque son demasiado frágiles.
No ferrosos: Aleaciones pesadas (Cu, Pb, Zn) - Aleaciones ligeras (Al, Ti) - Aleaciones ultraligeras
(Mg, Be)
Ferrosos; Un material es ferroso o férrico cuando su componente principal es el hierro. Normalmen-
te posee pequeñas cantidades de C que se han incorporado en el proceso de obtención y otros metales incor-
porados, para que la aleación resultante adquiera propiedades especiales. El Fe puro no presenta buenas pro-
piedades mecánicas, por lo que tiene muy pocas aplicaciones técnicas
2https://sparkweld.wordpress.com/2016/11/28/elementos-de-proteccion-personal-epp-para-el-soldador/ 3 FUENTE: https://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2010/01/materiales_metales.pdf
5
Características del hierro puro
Es un material magnético (ferromagnético).
Color blanco azulado.
Muy dúctil y maleable.
Punto de fusión: aproximadamente 1500 ºC
Densidad alta (7,87 g/cm3 .)
Buen conductor del calor y la electricidad.
Se corroe y oxida con mucha facilidad.
Bajas propiedades mecánicas (al corte, limado, conformado, etc).
Es un metal más bien blando.
Cuadro4
Material Característica Propiedades Aplicaciones
Hierro dulce o
“hierro forja-
do”
contenido de Car-
bono inferior al
0.03%
De color plateada.
Se oxida con facilidad
y se agrieta interna-
mente.
Blando, cuanto más
puro.
Muy dúctil y maleable.
Buen conductor de la
electricidad.
Admite la forja para
moldearlo.
Difícil soldadura.
Muy pocas, en aplicaciones eléctri-
cas porque es bueno conductor.
Núcleos de electroimanes.
Aceros
contenido de Car-
bono entre 0.03% -
1.76%
Excelentes propiedades
mecánicas: dureza, te-
nacidad, resistente la
esfuerzos
Más duros cuanto más
carbono.
Bajo cueste de obten-
ción.
Se oxidan con facili-
dad.
Permiten buena solda-
dura.
Admiten la forja y el
mecanizado.
a) Aceros al carbono, simples o
comunes: son los constituidos solo
por hierro y carbono. Se emplea en
herramientas, clavos, tornillos,
relojes, vehículos ferroviarios,
automóviles, embarcaciones, perfi-
les de vigas, piezas...
b) Aceros aleados o especiales:
pasan por un afino para añadir
otros metales o no metales y mejo-
rar sus propiedades físicas y mecá-
nicas. Se emplean en maquinaria,
corte, equipos quirúrgicos, vehícu-
los espaciales, reactores nucleares.
Los aceros inoxidables o INOX
están aleados con cromo y níquel.
4 BIBLIOGRAFIA https://www.edu.xunta.es/espazoAbalar/sites/espazoAbalar/files/datos/1464947174/contido/43_metales_no_ferrosos.html
6
Fundiciones
contenido de Car-
bono entre 1.76%-
6.67%
Menos dúctiles y me-
nos tenaces que los
aceros.
Mala soldadura.
Más duros que los
aceros ya que el car-
bono le da dureza pero
aumenta la fragilidad.
Más fáciles de mecani-
zar que los aceros.
Funden fácilmente, la
menor temperatura que
los aceros y el hierro
puro (400ºC menos).
Permiten la obtención
de piezas de diferente
complejidad y tamaño
empleando moldes.
Mobiliario urbano: farolas, bancos,
fuentes, tapas de alcantarilla.
Bancadas o bloques de motores, de
maquinaria, calderas,…
Lingotes para obtener acero.
NO FERROSOS
Aunque los metales ferrosos son los más utilizados, el resto de los metales (los no ferrosos) son cada
día más imprescindibles.
Clasificación
Se pueden clasificar en tres grupos
• Pesados: Son aquellos cuya densidad es igual o mayor a 5 gr/cm3 Se encuentran en este grupo el
cobre, el estaño, el plomo, el cinc, el níquel, el cromo y el cobalto entre otros.
• Ligeros: Tienen una densidad comprendida entre 2 y 5 gr/cm3 Los más utilizados son el aluminio y
el titanio.
• Ultraligeros: Su densidad es menor a 2 gr/cm3 Se encuentran en este grupo el berilio y el magnesio,
aunque el primero de ellos raramente se encuentra en estado puro, sino como elemento de aleación.
Todos estos metales no ferrosos, es estado puro, son blandos y poseen una resistencia mecánica bas-
tante reducida. Para mejorar sus propiedades, los metales puros suelen alearse con otros.
Veamos algunos de los metales más usados:
COBRE
Propiedades:
• Es uno de los metales no ferrosos de mayor utilización.
• Tiene un color rojo-pardo.
• Su conductividad eléctrica es elevada
7
• Su conductividad térmica también es elevada.
• Es un metal bastante pesado, su densidad es 8.9gr/cm3
• Resiste muy bien la corrosión y la oxidación (El aire seco y el agua pura no lo atacan ninguna T, a
la intemperie se recubre de una capa de carbonato verdosa –cardenillo- que le protege de la oxidación poste-
rior)
• Relativamente blando
• Es muy dúctil y maleable.
ALUMINIO
Propiedades:
- Es un metal muy ligero (Baja densidad: 2,75gr/cm3 ) y muy resistente a la oxidación. Es un buen
conductor eléctrico y del calor. Es muy dúctil y maleable. Color plateado. Muy blando
Principios de soldadura
DEFINICIÓN
Soldabilidad de los materiales
La soldadura eléctrica por arco, es la unión de dos piezas por fusión de los bordes de las mismas y de otro
elemento que se denomina electrodo, el cual aporta material a la unión. El arco que se genera ha de ser
de gran intensidad y bajo voltaje, de aquí la necesidad de las máquinas de soldadura que se encargan de
realizar la transferencia de la corriente eléctrica. Durante la soldadura la temperatura que produce el
arco eléctrico, formado entre el electrodo y la masa, funde a aquél, cuyas gotitas son arrastradas hacia
la zona de soldadura, pasando así el material del electrodo a las piezas a soldare formándose un baño
fundido en el que se encuentran los dos materiales a soldar y el de aportación, que una vez solidificado
forma lo que se llama el cordón o costura.
8
TIPOS DE SOLDADURA:
A tope: en este tipo de soldadura, las piezas se colocan canto contra canto
A solape: se colocan las piezas una sobre la otra parcialmente.
En ángulo: las piezas se disponen formando un ángulo determinado.
POSICIONES DE SOLDEO
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Soldadura Horizontal a Tope: esta es la posición más natural ya que la gravedad nos ayuda.
Soldadura horizontal en ángulo: en este caso el electrodo se inclinará un poco más que en la soldadu-
ra horizontal. La intensidad se aumentará en torno a un 20% respecto a la posición en horizontal.
Soldadura vertical ascendente a tope: lo más importante en esta posición es mantener un arco corto
para que no se descuelgue por efecto de la gravedad. Hay que reducir la intensidad respecto a la posición
horizontal aproximadamente un 20%.
Soldadura vertical ascendente en ángulo: igual que la anterior.
Soldadura vertical descendente: no es una soldadura resistente, se hace para soldar piezas de pequeño
espesor. El arco debe ser muy corto y tendrá que realizarse a gran velocidad de avance.
Soldadura en cornisa: es una técnica muy parecida a la soldadura en horizontal, pero, para contrarres-
tar la caída del material, se inclinará el electrodo apuntando hacia arriba.
Soldadura en techo: es una de las posiciones más difíciles. Hay que hacerla con bastante menos inten-
sidad que en horizontal y con el arco muy corto.
10
Soldabilidad de los materiales
Por Miguel Ignacio Ruiz Vilasuso5
La soldabilidad es la aptitud que tiene un metal o aleación para formar uniones soldadas. No obstante,
este término denota un grupo extremadamente complejo de propiedades tecnológicas y es también función
del proceso.
Veamos algunos requerimientos para producir una buena unión y los problemas que pueden aparecer,
referidos a soldaduras de cualquier geometría y origen:
En el caso de la soldadura por fusión, la temperatura de fusión, el calor específico y el calor
latente de fusión determinan la cantidad de calor que es necesario añadir. Una alta conductividad térmica
permitirá una mayor rapidez de entrada de calor y un enfriamiento más rápido. La adición insuficiente de
calor causa falta de fusión y, en secciones gruesas, penetración incompleta. La entrada de calor excesiva
puede originar quemado (agujereado del material).
Los contaminantes superficiales, incluyendo óxidos, aceites, suciedad, pintura, provocan falta
de enlace o conducen a porosidad por gas.
Las reacciones indeseables con contaminantes superficiales o con la atmósfera se evitan
sellando la zona de fusión con vacío, atmósfera inerte o escoria.
Los gases liberados durante la soldadura pueden producir porosidad, que debilita la unión.
Particularmente peligroso es el hidrógeno que se origina de la humedad atmosférica o de un fundente
húmedo. Cuando se combina en forma molecular, causa porosidad en las aleaciones de aluminio. En la
forma atómica se difunde en las puntas de las grietas y provoca fragilidad por hidrógeno del metal. Las
grietas de solidificación aparecen bajo la influencia de esfuerzos en la soldadura cuando un líquido de
bajo punto de fusión es expulsado durante la solidificación dendrítica. Las grietas de licuación a lo largo
de las fronteras de grano se deben a la segregación de estado sólido de elementos de bajo punto de fusión.
La contracción por solidificación junto con la concentración sólida impone esfuerzos internos
de tensión en la estructura y pueden originar distorsión y agrietamiento. El problema se puede aliviar con
un material que aporte menos aleado y más dúctil que reduzca la fragilidad térmica.
Las transformaciones metalúrgicas son de gran importancia, especialmente cuando provocan
la formación de fases frágiles como la martensita. Entonces, es esencial precalentar el metal base.
El espesor de las partes que se van a unir y el diseño de la unión tienen una gran influencia
sobre el calentamiento y enfriamiento, y por tanto sobre la soldabilidad.
5BIBLIOGRAFÍA“Procesos de manufactura”, John A. Schey (McGraw Hill) 2001
11
Efectos de la soldadura sobre las piezas soldadas
Si observamos las curvas de calentamiento- enfriamiento de cualquier metal, podemos ver una gran
cantidad de cambios estructurales que dan lugar a la aparición de componentes con cambios de propiedades
muy diferentes. Esto puede hacer que el material se nos vuelca frágil o que modifique su comportamiento
respecto a los esfuerzos que se le solicitan. La soldadura no solo calienta el material, sino que lo lleva a una
temperatura superior a la de fusión y esto, provoca cambios importantes en su estructura interna.
A parte de estos cambios mencionados, se producen otros que son mucho más evidentes porque son
visibles, conocidos como deformaciones. Esto se produce por las tensiones de dilatación y contracción que
provocan los calentamientos de cualquier metal. Hemos de tener en cuenta que la soldadura es una fusión
muy localizada y que, debido a las altas temperaturas que se producen, se provocan enormes esfuerzos en
pocos centímetros, mientras que un poco más allá, casi ni se ha calentado el material.
12
ARCO ELÉCTRICO
El arco eléctrico es el paso de la corriente eléctrica a través de un gas. Este paso se hace visible a
través de un gran desprendimiento de luz.
13
SOLDADURA SMAW (Shielded Metal ArcWelding) o
MMA (Manual Metal ArcWelding) / soldadura manual por elec-
trodo revestido.6
PRINCIPIOS DEL PROCESO
El soldeo por arco con electrodos revestidos es un proceso en el que la fusión del metal se produce
gracias al calor generado
por un arco eléctrico esta-
blecido entre el extremo de
un electrodo y el metal base
de la unión a soldar.
El material de apor-
tación se obtiene por la
fusión del electrodo en for-
ma de pequeñas gotas (ver
figura 1). La protección se
obtiene por la descomposi-
ción del recubrimiento en
forma de gases y en forma
de escoria líquida que flota sobre el baño de fusión y, posteriormente, solidifica.
Ventajas
El equipo de soldeo es relativamente sencillo, no muy caro y portátil.
El metal de aportación y los medios para su protección durante el soldeo proceden del
propio electrodo revestido. No se necesita protección adicional mediante gases auxiliares o fundentes
granulares.
Es menos sensible al viento y a las corrientes de aire que los procesos por arco con
protección gaseosa. No obstante, el proceso debe emplearse siempre protegido del viento, lluvia y
nieve.
Se puede emplear en cualquier posición, en locales abiertos y en locales cerrados, in-
cluso con restricciones de espacio. No requiere conducciones de agua de refrigeración ni tuberías o
botellas de gases de protección, por lo que puede emplearse en lugares relativamente alejados de la
fuente de corriente.
Es aplicable para una gran variedad de espesores, en general mayores de 2 mm.
Es aplicable a la mayoría de los metales y aleaciones de uso normal.
6SOLDEO MANUAL CON ELECTRODOS REVESTIDOS (SMAW) Departamento de FormaciónLincoln-KD, S.A
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Limitaciones
Es un proceso lento, por la baja tasa de deposición, y por la necesidad de retirar la es-
coria, por lo que en determinadas aplicaciones ha sido desplazado por otros procesos.
Requiere gran habilidad por parte del soldador.
No es aplicable a metales con bajo punto de fusión, como plomo, estaño, zinc y sus
aleaciones, debido a que el intenso calor del arco es excesivo para ellos. Tampoco es aplicable a me-
tales de alta sensibilidad a la oxidación como el Ti, Zr, Ta y Nb, ya que la protección que proporciona
es insuficiente para evitar la contaminación por oxígeno de la soldadura.
No es aplicable a espesores inferiores a 1,5-2 mm.
La tasa de deposición es inferior a la obtenida con procesos con hilo continuo.
El proceso no resulta productivo para espesores mayores de 38 mm. Serán más ade-
cuados los procesos SAW y FCAW.
Aplicaciones
Es uno de los procesos de mayor utilización, especialmente en soldaduras de producción cortas, tra-
bajos de mantenimiento y reparación, así como en construcciones de campo. La mayor parte de aplicaciones
se dan con espesores entre 3 y 38 mm.
El proceso es aplicable a aceros al carbono, aceros de baja aleación, aceros altamente aleados (inoxi-
dables), fundiciones y metales no férreos como aluminio, cobre, níquel y sus aleaciones.
Los sectores de mayor aplicación son la construcción naval, de máquinas, estructuras, tanques y esfe-
ras de almacenamiento, puentes, recipientes a presión y calderas, refinerías de petróleo, oleoductos y gaso-
ductos y en cualquier otro tipo de trabajo similar. Se puede emplear combinado con otros procesos de soldeo.
Por ejemplo, en tubería se suele utilizar en combinación con el proceso TIG. La raíz se realiza con TIG com-
pletándose la unión con electrodos revestidos.
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TIPO DE CORRIENTE
El soldeo por arco con electrodos revestidos se puede realizar tanto con corriente alterna como con
corriente continua. La elección de una u otra dependerá del tipo de fuente de corriente disponible, del electro-
do a utilizar, y del material base. A continuación se muestra una tabla con la corriente más adecuada en fun-
ción de una serie de parámetros.
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TIPOS DE POLARIDAD
La corriente en salida de un transformador es de corriente alterna por lo tanto no habrá polaridad pe-
ro esto tiene algunas limitaciones como es la inestabilidad del arco, mayores proyecciones, no poder usar
determinados tipos de electrodos como los básicos o los de aluminio, etc. Sin embargo los transformadores –
rectificadores generan corriente continua o los equipos de tecnología inverter y esto nos da una corriente más
estable apta para todo tipo de electrodo y además podemos actuar cambiando polaridades según tipo de sol-
dadura o electrodo.
En el caso que el circuito de soldadura esté formado por un equipo de corriente continua (CD)
puede cambiarse la conexión de los polos de la fuente de soldadura según nos interese y en caso de corriente
alterna (AC) no tiene sentido el cambiar bornes.
Conexión en polaridad directa: La conexión en polaridad directa se produce conectando el ca-
ble de pinza (con pinza porta electrodo) al polo negativo (-) de la fuente de soldadura y el cable de masa (con
pinza de masa) al polo positivo (+) de la fuente. El arco eléctrico concentra el calor producido en la pieza
favoreciendo la fusión. De esta manera el alma del electrodo fundiendo se deposita y penetra más en la junta
a soldar.
Conexión en polaridad inversa. La conexión en polaridad inversa se produce conectando el cable
de pinza (con pinza porta electrodo) al polo positivo (+) de la fuente de soldadura y el cable de masa (con
pinza de masa) al polo negativo (-) de la fuente. El calor del arco eléctrico se concentra sobre todo en el ex-
tremo del electrodo, realizando menos penetración y un arco más ancho.
17
EQUIPO DE SOLDEO
El circuito de soldeo consta de: fuente de energía, pinza porta electrodos, conexión a masa y cables
de soldeo.
PORTA ELECTRODO Y CONEXIÓN A MASA
Son accesorios que forman parte del equipo de soldadura. Se aplican para asegurar la buena conduc-
ción de la corriente a través de la pieza y el electrodo. Son de fácil manejo.
Porta electrodo:
El porta electrodo está constituido por un mango hueco de fibra, el cual permite un rápido enfria-
miento. Las dos mandíbulas son de acero y tienen en sus extremos mordazas de cobre que aseguran el buen
paso de la corriente, al mismo tiempo las mandíbulas están protegidas, por la parte superior, con un material
aislante para evitar contactos con la pieza.
18
Condiciones de uso:
La unión de contacto con el porta electrodo debe ser segura y debe permitir el paso de corriente sin
ofrecer resistencia eléctrica.
Las mandíbulas deben estar limpias de tal forma que el electrodo se ajuste perfectamente en las ranu-
ras de las mordazas.
No hay que someter el porta electrodo a amperajes que excedan su capacidad.
Conexión a masa:
Está constituido por dos brazos unidos entre si en el centro, por medio de un pasador metálico. Está
provisto de un resorte que se coloca alrededor del pasador para mantener las mandíbulas fuertemente cerra-
das. Estas mandíbulas poseen en sus extremos contactores de cobre, los cuales permiten un contacto eficiente
entre la pieza y la conexión a masa. El terminal del cable está asegurado a la conexión a masa con un tornillo
fuertemente apretado. Los extremos de los brazos tienen un tubo plástico como aislante.
ELECTRODOS REVESTIDOS
El elemento fundamental de este proceso es el electrodo, que establece el arco, protege el baño de fu-
sión y que, al consumirse, produce la aportación del material que, unido al material fundido del metal base,
va a constituir la soldadura. El electrodo revestido está formado por:
Un núcleo metálico, denominado alma. Es un alambre de sección circular uniforme que sirve como
material de aportación. Su composición química varía, y su selección se hace de acuerdo al material de la
pieza a soldar.
El revestimiento es un cilindro concéntrico de espesor uniforme que envuelve el al-
ma el electrodo. Está compuesto por diferentes sustancias químicas que caracterizan el electrodo.
Cumple las siguientes funciones, las cuales evitan los inconvenientes del electrodo desnudo:
1. Dirige el arco, conduciendo a una fusión equilibrada y uniforme.
2. Protegen el metal fundido impidiendo la entrada del oxígeno y del nitrógeno del aire,
que sería muy perjudicial para la soldadura. Para ello,
19
Produce gases que envuelven el arco.
Produce una escoria que cubre el metal fundido hasta que solidifique y se enfríe. La
escoria protege el metal fundido desde el primer momento de la formación de las gotas.
20
SELECCIÓN DEL ELECTRODO ADECUADO7
Para escoger el electrodo adecuado es necesario analizar las condiciones de trabajo en particular y
luego determinar el tipo y diámetro de electrodo que más se adapte a estas condiciones.
Este análisis es relativamente simple, si el operador se habitúa a considerar los siguientes factores:
1. Naturaleza del metal base.
2. Dimensiones de la sección a soldar.
3. Tipo de corriente que entrega su máquina soldadora.
4. En qué posición o posiciones se soldará.
5. Tipo de unión y facilidad de fijación de la pieza.
6. Si el depósito debe poseer alguna característica especial, como son: resistencia a la corrosión, gran
resistencia a la tracción, ductilidad, etc.
7. Si la soldadura debe cumplir condiciones de alguna norma o especificaciones especiales.
TIPOS DE REVESTIMIENTO
7 Manual INDURA
21
22
Explicación de Clasificaciones AWS
El Sistema de numeración de la American Welding Society (AWS) puede informar a los soldadores un poco
sobre las especificaciones de los electrodos así como las aplicaciones donde funcionarían mejor y como de-
ben utilizarse para mejorar su rendimiento. Con eso en mente, echemos un vistazo al sistema y como funcio-
na.
El prefijo "E" designa un Electrodo de Soldadura de Arco. Los primeros dos dígitos en un número de 4 dígi-
tos y los tres primeros dígitos en un número de 5 dígitos indican la resistencia mínima a la tesión. Por ejem-
plo E6010 indica que el electrodo cuenta con una Resistencia a la tensión de 60,000 psi (libras por pulgada
cuadrada) mientras que un E10018 cuenta con una Resistencia a la Tensión de 100,000 psi.
E 60 1 10
Electrodo Resistencia a la tensión Tipo de Posición Tipo de Recubrimiento y
Corriente
El siguiente digito indica la posición. El "1" se le asigna a los electrodos que pueden soldarse en todas las
posiciones, "2" es para posiciones en plano y horizontal; mientras que el "4" indica un electrodo que puede
23
ser utilizado para posiciones en plano, horizontal, vertical y de cabeza. Los últimos 2 dígitos juntos indican el
tipo de recubrimiento y la polaridad correcta de la corriente que utiliza. Vea el siguiente cuadro:
Dígito Tipo de Recubrimiento Corriente de Soldadura
0 Sodio de alta celulosa DC+
1 Potasio de alta celulosa AC, DC+ or DC-
2 Sodio alto en titanio AC, DC-
3 Potasio alto en titanio AC, DC+
4 Polvo de hierro, titanio AC, DC+ or DC-
5 Sodio bajo en hidrógeno DC+
6 Potasio bajo en hidrógeno AC, DC+
7 Oxido alto en hierro, Polvo de hierro AC, DC+ or DC-
8 Potasio de bajo hidrógeno, Polvo de hierro AC, DC+ or DC-
Como soldador, se tiene preferencia por ciertos electrodos que es probable que se vea y utilice una y otra vez
a medida que avanza sobre sus operaciones diarias. Una maquina CD produce un arco suave. Electrodos cla-
sificados como CD sólo se pueden ejecutar en una máquina de soldar CD. Los electrodos que están clasifica-
dos para la soldadura de CA son más tolerantes y también se pueden utilizar como una máquina de CD.
24
PARÁMETROS DE SOLDEO
Diámetro del electrodo
En general, se deberá seleccionar el mayor diámetro posible que asegure los requisitos de aporte tér-
mico y que permita su fácil utilización, en función de la posición, el espesor del material y el tipo de unión,
que son los parámetros de los que depende la selección del diámetro del electrodo.
Los electrodos de mayor diámetro se seleccionan para la soldadura de materiales de gran espesor y
para la soldadura en posición plana (PA).
En la soldadura en posición cornisa (PC), vertical (PF) y bajo techo (PE), el baño de fusión tiende
a caer por efecto de la gravedad, este efecto es tanto más acusado y tanto más difícil de mantener el baño en
su sitio, cuanto mayor es el volumen de éste, es decir, cuanto mayor es el diámetro del electrodo, por lo que
en estas posiciones convendrá utilizar electrodos de menor diámetro.
En el soldeo con pasadas múltiples el cordón de raíz conviene efectuarlo con un electrodo de pequeño
diámetro, para conseguir el mayor acercamiento posible del arco al fondo de la unión, y asegurar una buena
penetración.
El aporte térmico depende directamente de la intensidad, tensión del arco y velocidad de desplaza-
miento, parámetros dependientes del diámetro del electrodo, siendo mayor cuanto mayor es el diámetro del
electrodo. Por tanto, cuando se requiera aporte térmico bajo, se recurrirá a electrodos de pequeño diáme-
tro.
Por lo tanto, se deberá emplear:
• Electrodos de poco diámetro (2; 2,5; 3,2; 4 mm) en: punteado, uniones de piezas de poco espesor,
primeras pasadas, soldaduras en posición cornisa, vertical y bajo techo, y cuando se requiera que el aporte
térmico sea bajo.
• Electrodos con mayores diámetros para: uniones de piezas de espesores medios y gruesos, soldadu-
ras en posición plana y recargues.
Intensidad de soldeo
Cada electrodo, en función de su diámetro, posee un rango de intensidades en el que puede utilizarse.
Si se utilizara intensidades por encima de este rango, se producirían mordeduras, proyecciones, intensifica-
ción de los efectos del soplo magnético, e incluso grietas.
La intensidad a utilizar depende de la posición de soldeo y del tipo de unión. En la figura 10 se indica
el nivel de intensidad dentro del rango recomendado en función de las diferentes posiciones de soldeo, to-
mando como ejemplo un electrodo de 2,5 mm de acero al carbono.
Como regla práctica y general. se deberá ajustar la intensidad a un nivel en el que “la cavidad” del
baño de fusión sea visible (ver figura 11). Si esta cavidad, conocida como ojo de cerradura, se cierra, significa
25
que la intensidad de soldadura es demasiado baja, y si se hace muy grande indica que la intensidad es excesi-
va.
Longitud del arco
La longitud del arco a utilizar depende del tipo de electrodo, su diámetro, la posición de soldadura y
la intensidad de corriente. En
general, debe ser igual al diá-
metro del electrodo, excepto
cuando se emplee el electrodo
básico, que deberá ser igual a la
mitad de su diámetro
Es conveniente mante-
ner siempre la misma longitud
de arco, con objeto de evitar
oscilaciones en la tensión e
intensidad de la corriente y con
ello una penetración desigual.
En la soldadura en posición plana, se puede arrastrar ligeramente el extremo del electrodo, con lo que la lon-
gitud del arco vendrá automáticamente determinada por el espesor del revestimiento. En las primeras pasadas
de uniones a tope y en las uniones en ángulo, el arco se empuja hacia la unión para mejorar la penetración.
Cuando se produzca soplo magnético, a longitud del arco se debe acortar todo lo posible.
Un arco demasiado corto puede ser errático y producir cortocircuitos durante la transferencia de me-
tal. Un arco demasiado largo perderá direccionalidad e intensidad, además el gas y el fundente generados por
el revestimiento no son tan eficaces para la protección del arco y del metal de soldadura, por lo que se puede
producir porosidad y contaminación del metal de soldadura con oxígeno e hidrógeno.
Velocidad de desplazamiento
La velocidad de desplazamiento durante el soldeo debe ajustarse de tal forma que el arco adelante li-
geramente el baño de fusión. Cuanto mayor es la velocidad de desplazamiento menor es la anchura del cor-
dón, menor es el aporte térmico y más rápidamente se enfriará la soldadura. Si la velocidad es excesiva se
producen mordeduras, se dificulta la retirada de la escoria, y se favorece el atrapamiento de gases (producién-
dose poros).
26
HERRAMIENTAS AUXILIARES
Útiles de sujeción: mordazas, pinzas, morzas, etc.
Útiles de comprobación y control: reglas, escuadras, nivel, etc.
Alicates, tenazas, amoladoras, martillo, cincel, punta de trazar, cepillo, piqueta, etc.
PREPARACION DEL METAL BASE
TÉCNICA OPERATORIA
1. Limpieza profunda de la zona de soldadura.
2. Eliminación de óxidos, punturas, grasas, etc.
3. Preparación de los materiales (chaflanes)
4. Correcta alineación de las dos partes a soldar.
5. Punteado correcto.
a) Preparar los bordes de la unión.
b) Establecer la separación necesaria de las piezas.
c) Alinear las piezas sobre una superficie plana y con ayuda de mordazas, prensas, etc.
d) Se debe aumentar alrededor de un 20% la intensidad para conseguir una buena pene-
tración y que el punto abulte un poco.
e) Se empieza a puntear desde el centro hasta el exterior.
27
f) Si se deforma al puntear, es necesario corregir.
g) Si es posible, puntear el lado contrario de la soldadura.
h) Cuando se termine de puntear, eliminar escoria y cepillar bien.
6. Pre deformación si es necesario y posible.
7. Establecer el arco un poco por delante de donde se va a empezar a soldar
8. Levantar el electrodo para conseguir un arco largo.
9. Retroceder hasta donde empieza el cordón
10. Acortar el arco y empezar a realizar el cordón.
CARACTERÍSTICAS DE UNA BUENA SOLDADURA
Buena penetración
Que esté exenta de socavaciones
Fusión completa
Ausencia de porosidades
Buena apariencia
Ausencia de grietas
28
SOLDADURA MIG (Metal Inert Gas), GMAW (Gas Metal
ArcWelding), MAG (Metal Active Gas)8
PRINCIPIO DEL PROCESO
El soldeo por arco eléctrico con protección de gas, es un proceso de soldeo en el cual el calor necesa-
rio es generado por un arco que se establece entre un elec-
trodo consumible y el metal que se va a soldar.
El electrodo es un alambre macizo, desnudo, que
se alimenta de forma continua automáticamente y se con-
vierte en el metal depositado según se consume.
El electrodo, arco, metal fundido y zonas adyacen-
tes del metal base, quedan protegidas de la contaminación
de los gases atmosféricos mediante una corriente de gas
que se aporta por la tobera de la pistola, concéntricamente
al alambre/electrodo.
Ventajas
• Puede utilizarse para el soldeo de cualquier tipo de material.
• El electrodo es continuo, por lo que se aumenta la productividad al no tener que cambiar de electro-
do y la tasa de deposición es más elevada. Se pueden conseguir velocidades de soldeo mucho más elevadas
que con el electrodo recubierto (SMAW).
• Se puede realizar el soldeo en cualquier posición.
• Se pueden realizar soldaduras largas sin que existan empalmes entre cordones, evitando así las zo-
nas de peligro de imperfecciones.
• No se requiere eliminar la escoria ya que no existe.
Limitaciones
• El equipo de soldeo es más costoso, complejo y menos transportable que el de SMAW.
• Es difícil de utilizar en espacios restringidos, requiere conducciones de gas y de agua de refrigera-
ción, tuberías, botellas de gas de protección, por lo que no puede emplearse en lugares relativamente alejados
de la fuente de energía.
• Es sensible al viento y a las corrientes de aire, por lo que su aplicación al aire libre es limitada.
8Bibliografía: Soldadura semiautomática con protección a gas MIG MAG de Lincoln Electric. Departamento
de Formación Lincoln-KD, S.A
29
EQUIPO DE SOLDEO
En la siguiente figura se puede ver el equipo de soldeo MIG/MAG que consiste básicamente en :
FUENTE DE ENERGIA
La fuente de ener-
gía deberá ser capaz de
funcionar a elevadas inten-
sidades, generalmente me-
nores de 500 A en el sol-
deo semiautomático y su-
ministrar corriente conti-
nua.
La fuente de ener-
gía recomendada es una
fuente de tensión constante. Las fuentes de energía de intensidad constante sólo se podrían utilizar para el
soldeo MIG/MAG si se emplea conjuntamente con alimentador de velocidad variable y por tanto mucho más
complejo.
Para obtener una buena transferencia en “spray” es necesario que la pendiente de la curva seala ade-
cuada, que dependerá del material a soldar, por esta razón en algunas máquinas se puede ajustar la pendiente
30
en función de la aplicación. En otras máquinas la pendiente es fija, estando programada para las aplicaciones
más comunes.
Al tocar el alambre la pieza, la intensidad de cortocircuito que se origina es muy elevada, por lo cual
el extremo del alambre se funde inmediatamente, estableciéndose un arco (cebado instantáneo) cuya longitud
es función de la tensión elegida en la fuente de energía. Una vez cebado el arco entra en juego el fenómeno
de autorregulación, suministrando la fuente la intensidad necesaria para fundir el alambre a medida que éste
se suministra, manteniéndose la longitud de arco correspondiente a la regulación del voltaje elegida.
Si por cualquier causa la distancia entre la extremidad del alambre y la pieza aumenta, la tensión y la
longitud del arco aumentarán pero, al mismo tiempo, la intensidad disminuirá por lo que la fusión será más
lenta hasta que se restablezca la longitud y el voltaje inicial Lo contrario ocurre cuando la distancia entre el
alambre y la pieza disminuye.
PISTOLA DE SOLDEO
Los principales componentes de la pistola de soldeo
MIG/MAG son:
• Tubo de contacto: Se encarga de guiar al electrodo
a través de la tobera y hace el contacto eléctrico para suminis-
trar la corriente al alambre; está conectado a la fuente de ener-
gía a través de los cables eléctricos. La posición del tubo de
contacto respecto al final de la tobera puede variar en función
del modo de transferencia; con transferencia en cortocircuito
se situará a unos 2 mm de ésta o incluso por fuera, mientras
que en transferencia en “spray” se situará a unos 5 mm. El
31
tubo de contacto se reemplazará si el taladro se ha ensanchado por desgaste o si se ha atascado por proyec-
ciones.
Normalmente es de cobre o de alguna aleación de cobre. El libro de instrucciones de la pistola indica-
rá el tamaño y tipo adecuado en función del diámetro y material del electrodo a utilizar.
• Tobera: Normalmente es de cobre y tiene un diámetro interior que oscila entre 9.5 y
22.25 mm (3/8 a 7/8 de pulgada) dependiendo del tamaño de la pistola.
• Tubo – guía o funda del alambre/electrodo: A través del cual el electrodo llega procedente, nor-
malmente, de una bobina. Es muy importante el diámetro y material del tubo – guía del electrodo. Se utiliza-
rán de acero en forma de espiral en el caso de materiales como el acero o el cobre, y serán de teflón o nylon
para el magnesio o el aluminio, aunque también se emplearán para el acero inoxidable con el fin de no con-
taminar el electrodo.
• Conducto de gas
• Cables eléctricos
• Interruptor: La mayoría de las pistolas de manipulación manual tienen un gatillo que actúa como
interruptor para comenzar o detener la alimentación del alambre.
• Conductos para el agua de refrigeración :( solo para pistolas refrigeradas por agua).
Estas pistolas pueden utilizarse con intensidades hasta de 600 A.
La pistola puede ser de cuello curvado (cuello de cisne con un ángulo de 40º a 60º) o rectas; las de
cuello de cisne suelen ser más flexibles y cómodas para el soldeo manual.
MODOS DE TRANSFERENCIA
La transferencia del metal en
el arco puede realizarse básicamente
de cuatro formas:
En Cortocircuitos. El metal
se transfiere del electrodo a la pieza
cuando el electrodo contacta con el
metal fundido depositado por solda-
dura.
Se produce por contacto del
alambre con el metal depositado. Se
obtiene este tipo de transferencia
32
cuando la intensidad y la tensión de soldeo
son bajas. Se utiliza este tipo de transferen-
cia para el soldeo en posición vertical, bajo
techo y para el soldeo de espesores delgados
o cuando la separación en la raíz es excesi-
va. Los parámetros típicos oscilan entre los
siguientes valores: voltaje 16 a 22 V, inten-
sidad de 50 a 150 A. Se reconoce porque el
arco es corto, suele haber proyecciones y
hay un zumbido característico. Este tipo de
transferencia se obtiene más fácilmente con
dióxido de carbono (CO2)
Transferencia globular. En forma de grandes gotas de tamaño mayor que el alambre/electrodo que
caen al baño de fusión por su propio peso.
La transferencia globular se caracteriza por la formación de una gota relativamente grande de metal
fundido en el extremo del alambre. La gota se va formando hasta que cae el baño fundido por su propio peso.
Este tipo de transferencia no suele tener aplicaciones tecnológicas por la dificultad de controlar adecuada-
mente el metal de aportación y porque suele provocar faltas de penetración y sobre espesores elevados. Los
parámetros típicos son: voltaje de 20 a 35 V, intensidad de 70 a 255 A.
Transferencia en spray. Se desprenden pequeñas gotas
del alambre y se desplazan a través del arco hasta llegar a la
pieza.
En este tipo de transferencia las gotas que se forman son
iguales o menores que el diámetro del alambre electrodo y su
transferencia se realiza desde el extremo del alambre al baño
fundido en forma de una corriente axial de finas gotas (corriente
centrada con respecto al alambre). Se obtiene este tipo de trans-
ferencia con altas intensidades y altos voltajes : intensidades de
150 a 500 A y voltajes de 24 a 40 V. Los gases inertes favorecen
este tipo de transferencia.
La transferencia en spray se puede aplicar prácticamente a cualquier tipo de material base pero no se
puede aplicar a espesores muy finos ya que la corriente de soldeo es muy alta.
Con este tipo de transferencia se consiguen grandes tasas de deposición y rentabilidad en la soldadu-
ra.
Transferencia por arco pulsado. Es un modo de transferencia tipo spray que se produce en impul-
sos regularmente espaciados, en lugar de suceder al azar como ocurre en el arco spray.
33
MATERIALES DE APORTACIÓN
Los electrodos / alambres empleados son de diámetros pequeños (0.6, 0.8, 1.0, 1.2, 1.6, 2.0,
3.0 y 3.2 mm) y se suministran en bobinas para colocar directamente en los sistemas de alimentación.
Para conseguir una alimentación suave y uniforme el alambre debe estar bobinado en capas perfectamente
planas y es necesario que no esté tirante durante su suministro, sino que exista una cierta holgura entre la
bobina y la vuelta que se está desenroscando. Al ser los alambres de pequeño diámetro y la intensidad de
soldeo bastante elevada, la velocidad de alimentación del electrodo suele ser elevada del orden de 40 a 340
mm/s (2.4 a 20.4 m/min.) para la mayoría de los metales y de hasta 600 mm/s (236 m/min.) para las aleacio-
nes de magnesio.
Dados sus pequeños diámetros la relación superficie / volumen es muy alta, por lo que pequeñas par-
tículas de polvo, suciedad grasa, etc. pueden suponer una importante cantidad en relación con el volumen
aportado, de aquí que sea de gran importancia la limpieza.
Los alambres de acero reciben a menudo un ligero recubrimiento de cobre que mejora el contacto
eléctrico, la resistencia a la corrosión y disminuye el rozamiento con los distintos elementos del sistema de
alimentación y la pistola.
El material de aportación es, en general, similar en composición química a la del metal base, varián-
dose ligeramente para compensar las pérdidas producidas de los diferentes elementos durante el soldeo, o
mejorar alguna característica del metal de aportación. En otras ocasiones se requieren cambios significativos
o incluso la utilización de alambres de composición completamente diferente.
Cuando se varía el diámetro del alambre utilizado se debe cambiar el tubo guía, el tubo de contacto y
ajustar los rodillos, o cambiarlos en caso de que no fueran adecuados para ese diámetro de alambre.
GASES DE PROTECCIÓN
El objetivo fundamental del gas de protección es la de proteger al metal fundido de la contaminación
por la atmósfera circundante. Muchos otros factores afectan a la elección del gas de protección. Algunos de
estos son:
Material a soldar
Modo de transferencia del metal de aportación
Penetración
Forma del cordón
Velocidad de soldeo
Precio del gas
Los gases más utilizados en el soldeo MIG/MAG son :
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CO2 (dióxido de carbono)
Ar (argón), He (helio) o Ar + He
Ar + CO2 o He + CO2
Ar + O2 ( 1-10% de oxígeno)
Ar + O2 + CO2
Ar + He + CO2
Ar + He + CO2 + O2
El soldeo se denominará MAG cuando se utilicen gases activos (CO2, O2 , y MIG cuando se utilicen
los inertes ( Ar, He ).
En general, se utilizan los gases inertes para el soldeo de los materiales no férreos y aceros inoxida-
bles, utilizándose el CO2, puro solamente con los aceros al carbono; las mezclas de
Ar + CO2 y Ar + O2 se aplican también al soldeo de aceros y en muchos casos para aceros inoxida-
bles.
Cuando se utiliza CO2 no se puede obtener una transferencia en spray nítida.
Una de las mezclas más utilizadas en el soldeo MAG es Ar + 8-10% de CO2, utilizándose general-
mente con transferencia en spray. Las mezclas de Ar + CO2, con un porcentaje de éste último mayor o igual
al 25%, se utilizan para transferencia por cortocircuito en el soldeo de aceros al carbono y de baja aleación.
Con arco pulsado se utilizan mezclas de Ar + CO2 (generalmente con un 5% de CO2), o mezclas de Ar + He
+ CO2 .
Con un caudal de gas muy bajo la cantidad de gas de protección es insuficiente. Con un caudal de gas
muy alto puede haber turbulencias y formación de remolinos en el gas. El caudal de gas dependerá en gran
medida del tipo de material base. Para obtener una buena protección, el ángulo de trabajo de la pistola no
debe ser mayor de 10º a 20º. El tubo de contacto debe estar centrado en la boquilla y las proyecciones deposi-
tadas en la tobera de gas y en la boquilla de contacto deben retirarse regularmente.
PARÁMETROS DE SOLDEO
Los parámetros fundamentales que entran a formar parte de las características de soldeo, y por tanto
de la calidad de soldadura, son:
Tensión
Velocidad de alimentación
Longitud libre del alambre o “stick-out”
Velocidad de desplazamiento
Polaridad
Ángulo de inclinación de la pistola
Gas de protección
El conocimiento y control de estos paráme-
tros es esencial para obtener soldaduras de
calidad.
Estas variables no son independientes ya que
el cambio de una de ellas produce o implica
el cambio de alguna de las otras.
35
RELACIÓN ENTRE LOS PARÁMETROS
La tensión se mide en voltios (V) y es regulable en la fuente de energía, o bien a distancia desde la
unidad alimentadora de alambre. Se transmite de forma
regular desde la fuente al alambre, sin embargo se distri-
buye entre la prolongación del alambre y el arco de un
modo desigual. Aproximadamente el 90% de la energía
se concentra en el arco y el 10% restante en el alambre.
Por tanto, cuanto mayor sea la longitud del arco mayor
será la tensión.
La intensidad, sin embargo, está muy relaciona-
da con la velocidad de alimentación del alambre, de
forma que cuanto mayor es la velocidad de alimentación
mayor es la intensidad.
La tasa de deposición también está muy relacio-
nada con la intensidad; cuanto mayor es la intensidad
más rápidamente se producirá la fusión y, por tanto, la deposición. Se pueden establecer así las siguientes
equivalencias:
EXTREMO LIBRE DEL ALAMBRE ELECTRODO (“STICK-OUT”)
El extremo libre del alambre es la distancia desde el tubo de contacto hasta el extremo del alambre y
está relacionada con la
distancia entre el tubo
de contacto y la pieza a
soldar. Esta variable
tiene suma importancia
para el soldeo y en espe-
cial para la protección
del baño de fusión.
Cuando aumenta
el extremo libre del
alambre la penetración
se hace más débil y au-
menta la cantidad de
proyecciones.
36
Éstas pueden interferir con la salida del gas de protección y una protección insuficiente puede provo-
car porosidad y contaminación excesiva.
La mayoría de los fabricantes recomiendan longitudes de 6 a 13 mm para transferencia por cortocir-
cuito y de 13 a 25 mm para otros tipos de transferencia. Disminuyendo la longitud en transferencia por corto-
circuito, aunque la tensión suministrada por la fuente de energía sea baja, se consigue buena penetración.
En la siguiente figura se ha representado la influencia de la variación de la distancia entre el tubo de
contacto y la pieza.
VELOCIDAD DE DESPLAZAMIENTO
Si se mantienen todos los demás parámetros constantes, cuanto menor sea la velocidad de soldeo ma-
yor será la penetración. Sin embargo una pistola se puede sobrecalentar si se suelda con intensidad alta y baja
velocidad de soldeo. Una velocidad de soldeo alta producirá una soldadura muy irregular.
POLARIDAD
Para la mayoría de las aplicaciones del soldeo GMAW se utiliza la polaridad inversa (DC+) ya que se
obtiene un arco estable, con una buena transferencia de metal de aportación, pocas proyecciones, un cordón
de soldadura de buenas características y gran penetración.
La polaridad directa (DC-) casi no se utiliza porque, aunque la tasa de deposición es mayor, general-
mente solo se consigue transferencia globular.
La corriente alterna no se utiliza en el soldeo MIG/MAG ya que el arco se hace inestable y tiende a
extinguirse.
ÁNGULO DE INCLINACIÓN DE LA PISTOLA (ÁNGULO DE DESPLAZAMIENTO)
Cuando se utiliza la técnica de soldeo hacia delante disminuye la penetración y el cordón se hace más
ancho y plano, por lo que se recomienda para el soldeo de pequeños espesores. La máxima penetración se
obtiene con el soldeo hacia atrás con un ángulo de desplazamiento de 25º. Para la mayoría de las aplicaciones
se utiliza el soldeo hacia atrás con un ángulo de desplazamiento de 5-15º. En el soldeo del aluminio, sin em-
bargo, se suele preferir el soldeo hacia delante pues se mejora la acción limpiadora. Para el soldeo en ángulo
(posición PB) se recomienda un ángulo de trabajo de 45º.
37
SOLDADURA TIG (Tungsten Inert Gas), GTAW (Gas
Tungsten Arc Welding)
PRINCIPIOS DE SOLDADURA TIG
Es un procedimiento de soldadura con electrodo refractario bajo atmósfera gaseosa. Esta técnica
puede utilizarse con o sin metal de aportación.
El gas inerte, generalmente Argón, aísla el material fundido de la atmósfera exterior evitando así
su contaminación. El arco eléctrico se establece entre el electrodo de tungsteno no consumible y la pieza.
El gas inerte envuelve también al electrodo evitando así toda posibilidad de oxidación.
Como material para la fabricación del electrodo se emplea el tungsteno. Se trata de un metal esca-
so en la corteza terrestre que se encuentra en forma de óxido o de sales en ciertos minerales. De color gris
acerado, muy duro y denso, tiene el punto de fusión más elevado de todos los metales y el punto de ebulli-
ción más alto de todos los elementos conocidos, de ahí que se emplee para fabricar los electrodos no con-
sumibles para la soldadura TIG.
A continuación se define los parámetros que caracterizan a este tipo de procedimiento:
- Fuente de calor: por arco eléctrico;
- Tipo de electrodo: no consumible;
- Tipo de protección: por gas inerte;
- Material de aportación: externa mediante varilla, aunque para el caso de chapas finas se
puede conseguir la soldadura mediante fusión de los bordes sin aportación exterior;
- Tipo de proceso: fundamentalmente es manual;
- Aplicaciones: a todos los metales;
- Dificultad operatoria: mucha.
La soldadura que se consigue con este procedimiento puedes ser de muy alta calidad, siempre y
cuando el operario muestra la suficiente pericia en el proceso. Permite controlar la penetración y la posibi-
lidad de efectuar soldaduras en todas las posiciones. Es por ello que sea éste el método empleado para
realizar soldaduras en tuberías.
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Una variante de este proceso es el llamado TIG pulsado, donde la corriente que se aplica varía en-
tre dos niveles a frecuencias que dependen del tipo de trabajo, consiguiéndose mejorar el proceso de ceba-
do. Para este caso el tipo de corriente a emplear es alterna. El TIG pulsado tiene aplicación sobre todo
para pequeños espesores.9
METALES SOLDABLES POR TIG
Aluminio y sus aleaciones SI
Bronce SI
Latón SI
Cobre y sus aleaciones SI
Fundición POSIBLE – NO COMÚN
Inconel SI
Plomo POSIBLE- NO COMÚN
Magnesio SI
Niquel y sus aleaciones SI
Metales preciosos SI
9 FUENTE: http://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn52.html
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Acero al carbono SI
Acero inoxidable SI
Titanio SI
ZAMAK (Zinc, Aluminio, Magnesio, Cobre) NO (Contamina electrodo de tungsteno)
POLARIDAD DE LOS ELECTRODOS Y ANTORCHA.
Hay tres posibilidades de conexión con la corriente en el electrodo, cada una de ellas con las caracte-
rísticas particulares.
A) DCEN (DirectCurrentElectrodeNegative): La distribución de calentamiento en es:
30% en el electrodo y 70% en el metal base. La punta del electrodo debe estar bien afilada. Posee
mayor penetración. Para los materiales no ferrosos (aluminio) no se consigue soldar, ya que calienta
al metal base hasta derretirlo, debido a la capa de óxidos superficiales.
B) DCEP (DirectCurrentElectrode Positive): la distribución de calentamiento es: 70%
electrodo y 30% metal base. Tiene menos penetración. Usa un electrodo más grueso que en el caso
anterior. Para un electrodo de 1/8” la corriente máxima recomendable es de 30 a 40A. Para metales
no ferrosos rompe la capa de óxidos superficiales consiguiendo soldar pero no tiene buena penetra-
ción.
C) CA (Corriente Alterna): La distribución del calentamiento es 50% para el electrodo
y 50% para el metal base. La punta del electrodo debe ser redondeada. En la mitad del ciclo positivo
rompe la capa de óxidos superficiales y en la mitad negativa suelda.
Los óxidos superficiales del aluminio tienen una temperatura de fusión superior que la del
metal base. Para el aluminio el punto de fusión es de 660°C y para los óxidos superficia-
les es de 2050°
40
Proceso de
soldadura
GTAW
TIG
SMAW
MMA
GMAW
MIG/MAG
FCAW
Alambre Tu-
bular
SAW
Arco Sumer-
gido
Tipos de Sali-
da CC CC CV CV CV o CC
CC: corriente constante CV: voltaje constante
Tanto en el proceso TIG como MMA, la salida es CC porque se necesita que haya mínima variación
de corriente. En cambio, en el proceso MIG/MAG se necesita un voltaje constante.
TIPOS DE CORRIENTE
ACEROS EN GENERAL CC
ALUMINIO Y SUS ALEACIONES CA
LATON Y SUS ALEACIONES CC
FUNDICION CC
COBRE Y SUS ALEACIONES CC
NIQUEL Y SUS ALEACIONES CC
MAGNESIO Y SUS ALEACIONES CA
ACEROS INOXIDABLES CC
TITANIO CC
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A continuación se adjunta una tabla donde, en función del material y tipo de corriente empleada,
se resume la calidad de soldadura obtenida:
Material CA CCPD CCPI
Magnesio e < 3 mm. MB M B
Magnesio e > 4 mm. MB M M
Aluminio e < 2,5 mm. MB M B
Aluminio e > 2,5 mm. MB M B
Acero Inoxidable B MB M
Aleaciones de Bronce B MB M
Plata B MB M
Aleaciones de Cr y Ni B MB M
Aceros bajo en C (e < 0,8 mm.) B MB M
Aceros bajo en C (e < 3 mm.) M MB M
Aceros altos en C (e < 0,8 mm.) B MB M
Aceros altos en C (e < 3 mm.) B MB M
CICLO DE TRABAJO (%)
También conocido como factor de servicio, factor de marcha o dutycycle, es el porcentaje de un pe-
riodo de 10min. Que se puede usar la máquina sin causar sobrecalentamiento o daños en ella o en los compo-
nentes de la misma.
Ejemplo: TIG, 210A@60%, significa que se puede trabajar a 210A durante 6min, los 4 restantes se
descansa.
SMAW o MMA: 210A@30%
Hasta cuándo puedo trabajar al 100% con MMA o TIG?
42
𝐼 = √(𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑁𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙)2. (𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑇𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 𝑁𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙)2
𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑇𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 𝐷𝑒𝑠𝑒𝑎𝑑𝑜
Con el ejemplo anterior de MMA
𝐼 = √(210𝐴)2. (30%)2
100%= 115𝐴@100%
Despejando de la ecuación anterior podemos calcular el ciclo de trabajo deseado
𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑇𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 𝐷𝑒𝑠𝑒𝑎𝑑𝑜 =(𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑁𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙)2. (𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑇𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 𝑁𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙)2
𝐼2. 100%
CONTROLES DE AJUSTES TIG
Gas Imput: Manguera del tubo Gas output: manguera de antorcha
Control del cable gatillo
Remote: control remoto de corriente (pedal)
Seleccionadores de proceso de soldadura y de tipo de corriente
2T: Two- steptrigger: hay dos pasos (se aprieta el gatillo, se suelda y luego se suelta el
gatillo)
4T: four- step trigger: cuatropasos.
1. Apretargatilloenciendearco
2. Soltar gatillo, arco prendido
3. Apretar gatillo, arco se apaga
4. Soltar gatillo, fin del proceso
Pre- Flow (Preflujo) 0-15 segundos, es para empezar el arco eléctrico, sale gas antes de que se encienda
Past- Flow (postflijo) 1-30 segundos, permite que el gas siga saliendo después de apagado el arco para pro-
teger la pieza y la punta del tungsteno. Es decir, una vez terminado de soldar, hay que
permanecer unos segundos quietos hasta que termine de salir el gas.
Initial A (StartCurrent): es al encender el arco y permite tener baja la corriente. Al
apretar el gatillo en 4T
EJEMPLO: Si quiero trabajar con 130A, MMA, haciendo los reemplazos correspondientes tenemos
que el ciclo de trabajo es del 78%, es decir que se puede trabajar durante casi 8min y no trabajar du-
rante 2min.
43
InitialSlope (Up Slope): Rampa de ascenso, cuando se suelta el gatillo aumenta la co-
rriente. (tiempo que se desee, 2seg, 3seg)
Final Slope (Down Slope): rampa de descenso, al finalizar la soldadura apretar el gati-
llo. Continuar avanzando (apretando) hasta que no haya más baño de fusión y mante-
ner hasta que el postflujo actúe protegiendo.
Crater: es para evitar que el metal base se agujeree.
Pulse Frecuency
Frecuencia de Pulso
L(low), baja: 0,5 a 25Hz o pps (pulso por segundo)
H (higth), Alta: 30 a 500 Hz o pps (acero al carbono, acero inox.)
Pulse Width
Ancho del pulso
Recomendado en fijar al 35%
Base Current Corriente de Base, fijar en 1/5 de la corriente máxima
PeakCurrent Corriente máxima, es la que seleccionamos
MODO TIG PULSADO
Es la posibilidad de seleccionar una corriente alta y una baja. Permite que se logre un enfriamiento de
la soldadura, controla el calentamiento de la pieza. Permite soldar materiales más delga-
dos.
PeakCurrent o corriente de pico
Pulse frecuency: pps o Hz 0-500hz
Pulse Width: ancho de pulso, mantener en 35%
Base Current: mantener en 20% de la corriente de pico
44
En la parte superior de la onda, hay baño de fusión. A tener en cuenta que para aluminio es recomen-
dable 2 o 3hz, en cambio no es bueno esto para aceros inoxidables, para el cual se debe seleccionar por enci-
ma de 100hz pulse width (para espesores de 0,6 o 0,8 es necesario 250hz)
PARA UNA MAQUINA QUE TENGA SALIDA DE CA/CC
Balance, Wave Balance o Control de Onda: en situación normal, la CA tiene dos ciclos, 50% del
tiempo es positivo y 50% es negativo, con este control se puede regular esto, modificándolo. Si la máquina
tiene la posibilidad de regular (30% a 99%) se debe seleccionar valores superiores al 51%. Si tiene valores
(30% a 70%) de debe regular a valores superiores al 51%.
SI la onda es más positiva se tiene una acción de limpieza del óxido refractario del
aluminio
Si la onda es más negativa (lo recomendado) se consigue un cordón más limpio y es
posible trabajar con tungsteno más afilado. Se tiene más penetración pero menos acción de limpieza.
AC frecuency (20 a 250hz) recomendado 120hz.
Controlar el ancho del cordón de soldadura
Decreciendo la frecuencia, el baño de fusión y el cordón es más ancho.
45
Aumentando la frecuencia se logra que el baño de fusión sea más estrecho y el arco
más enfocado.
GASES PARA TIG
El gas utilizado en este sistema es un gas inerte, los cuales son gases que no reaccionan con metales u
otros gases, es decir, significa que cuando se termina de soldar los elementos de la aleación no se modifica-
ron.
La función principal del gas es proteger al baño de soldadura, pero el gas debe tener un potencial de
ionización, es decir, formar iones, para que evite el apagado del arco eléctrico. Por ejemplo, el Nitrógeno es
un gas inerte pero no es capaz de producir iones, por lo tanto el arco eléctrico no se mantiene.
46
Los gases que más se usan son el ARGÓN y el HELIO
ARGÓN HELIO
Potencial de Ionización: 15,7v
Peso atómico: 40
1,5 veces más pesado que el aire
10 veces más pesado que el helio
Argón forma manta sobre la soldadura
Baja conductividad térmica
Produce excelente estabilidad del arco
Facilita encendido del arco
Mejor control del baño de fusión
Arco eléctrico más suave y silencioso
Baja penetración
Costo mucho menor que el helio
Se pueden soldar todos los metales solda-
bles
Potencial de Ionización: 24,5v
Peso atómico: 4
7 veces más liviano que el aire
10 veces más liviano que el argón
El helio tiende a subir del área de la soldadura
Alta conductividad térmica
Produce mala estabilidad del arco
Malo para encender el arco
Peor control del baño de fusión
Arco eléctrico inestable y turbulento
Gran penetración
Necesita 2 o 3 veces más gas que el argón
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PUREZA DE LOS GASES, REGULACIÓN DE PRESIÓN (FLUJO DE GAS)
Gas tipo 4.8 (99,998% de pureza)
5.0 (99,999%)
La unidad de flujo es: L/min o Cfh (pies cúbicos por
hs)
TIG: aprox. 10L/min
9L/min = 20Cfh
ELECTRODOS DE TUNGSTENO
Los electrodos de tungsteno poseen un punto de fusión de 3422°C, es el punto de fusión más alto que
existe, aunque hay aleaciones que llegan hasta los 4000°C
Para elegir el electrodo de tungsteno hay que tener en cuenta:
¿Qué metal base voy a soldar?
¿Qué espesor voy a soldar?
Todos los metales bases que para soldar necesitan DCEN, el electrodo debe estar AFILADO. Para
soldar aluminio y sus aleaciones (CA) el electrodo debe tener la punta REDONDEADA.
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Todos los electrodos poseen la misma apariencia, pero se los identifica por colores.
ELECTRODO CARÁCTERÍSTICAS
Puro (Verde)
No radiactivo
AWS 5.12 EWP/ ISO 6848 WP
Óxido Principal: no tiene
Se usa en CA (aleaciones de Al y Mn)
Corrientes medianas y bajas
No es bueno en inverter
Bueno para formar punta redondeada
Malo en altas corrientes
Mucho desgaste, baja calidad
2% Toriado (Rojo)
RADIACTIVO
AWS 5.12 EWTH-2/ ISO 6848 WT 20
Óxido Principal: 1,7- 2,2% Torio
Mejor en CC
Aceros no corrosivos, titanio, niquel y cobre
Buen encendido y estabilidad del arco
Mediana resistencia y desgaste
Mediana resistencia para escupir
CUIDADO PARA ALMACENAMIENTO Y MANEJO
O,8% Circonado (Blanco)
No radiactivo
AWS 5.12 WEZr-8/ ISO 6848 WZ 8
Óxido Principal: 0,7- 0,9% Circonio
Indicado para CA
Se usa para inverter y máquinas convencionales
Forma la punta redondeada con facilidad
Mejor en corrientes altas
Mejor encendido y estabilidad del arco
Puede reemplazar al tungsteno verde
Tungsteno al 1.5% de Lantano (Oro)
No radiactivo
AWS 5.12 EWLa-1.5/ ISO 6848 WL1.5
Óxido Principal: 1,3- 1,7% Lantano
Se usa en inverter y equipos convencionales
Aceros no corrosivos, titanio, níquel y cobre
Mejor encendido y estabilidad del arco en CC
Menos desgaste, erosión de la punta
No escupe
Un poco más de capacidad que el tungsteno de torio
Tungsteno al 2% de Cerio (Gris)
No radiactivo
AWS 5.12 EWCe-2/ ISO 6848 WC 20
Óxido Principal: 1,8- 2,2% Cerio
Se usa en CA y CC
Equipos Inverter y convencionales
Bueno para aceros de baja aleación, inox, aluminio, magnesio,
titanio, níquel, cobre.
Baja resistencia al desgaste (erosión de la punta)
Bueno en bajas corrientes
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No escupe
Muy bueno para soldar espesores delgados.
Tungsteno al 2% de Lantano (Azul)
No radiactivo
AWS 5.12 EWLa-2/ ISO 6848 WL 20
Óxido Principal: 1.8 a 2,2% Lantano
Se usa en CA o CC
Equipos inverter y convencionales
Bueno para aceros de baja aleación, inoxidables, aluminio,
magnesio, titanio, níquel, cobre.
Buen encendido y estabilidad del arco
Mediana y altas corrientes
Tiene buena resistencia a la erosión y a la alta frecuencia
No es para soldar espesores delgados
Multicompondrare
Electrodo de tungsteno universal
WLCY (azul claro)
Tungsteno E3 (morado- purpura)
No radiactivo
(¿?) normas
Óxidos Principales: 1,5% Lantano, 0,08% Circonio, 0,08%
Itrio= 1.66%
Excelentes características de encendido
Adecuado para todas las aplicaciones en todo rango de solda-
dura CA y CC
Para aleaciones de acero, aluminio, titanio, níquel, cobre y
magnesio, como así también para aceros no aleados y de alta alea-
ción
Son adecuados para soldaduras automatizadas
Baja temperatura del electrodo
Mayor vida útil que el tungsteno toriado
Excelente estabilidad en la punta
PREPARACIÓN DEL ELECTRODO DE TUNGSTENO
A la hora de afilar los electrodos de tungsteno, hay que tener en cuenta en qué tipo de corriente va-
mos a trabajar, si es corriente alterna, la punta debe ser redondeada, si es corriente continua la punta debe ser
estilo aguja, pero esto a su vez trae consecuencias como se puede ver a continuación donde se ve las conse-
cuencias de tener un electrodo más afilado.
La punta del electrodo debe tener
una longitud aproximada a 2 o 3 veces el
diámetro del mismo (el diámetro recomenda-
do es de 2,4mm)
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Para poder afilar un electrodo, se debe
recurrir a una amoladora de banco,
teniendo en cuenta la siguiente imagen.
Se puede observar cual es la posición
correcta de afilado.
Si el electrodo presenta marcas de afi-
lado rotativas causará un arco errante y
restringirá el flujo de corriente.
Cuando el electrodo es más fino el arco eléctrico es más ancho, se tiene un cordón de
soldadura ancho y con baja penetración. A medida que el ángulo va aumentando es
menor será el ancho y mayor la penetración. Lo recomendable es usar entre 35° a 45°
en CC, pero en CA se recomienda usar 120° a 180°
AFILAR LA PUNTA Y NUN-
CA DEJAR COMO AGUJA,
RECORTAR UN POCO
