Curso Traducido TIG USA GTAW

7/30/2019 Curso Traducido TIG USA GTAW

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Soldadura de Arco con Electrodo de Tungsteno y Gas(Gas Tungsten Arc Welding)

Edicin de: Michael S. Flagg

Colaboradores:

Frank ArmaoDennis Klingman

Joe KolasaArt Papineau

Carl Peters

Tony PolewchakBill West

Traduccin por: Sergio M. MagaaGerente de Desarrollo e Ingeniera

de Ventas de Lincoln Electric Mexicana


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Prefacio

Este documento fue escrito con el fin de proveer al lector de informacin especializada en el Proceso de

Soldadura de Arco con Electrodo de Tungsteno y Gas, por sus siglas en ingls: GTAW (Gas Tungsten

Arc Welding) .

Se describe el proceso en detalle, el equipo necesario que se usa para este proceso. Tambin son

incluidas las tcnicas para soldar e informacin especfica para la soldadura de varios de los metales

mas importantes y sus aleaciones.

Hay ciertos riesgos asociados con la soldadura de arco que pueden causar inclusive la muerte o lesiones

importantes. Sin embargo, estos riesgos pueden ser evitados mediante el uso de: prcticas seguras de

aplicacin de la soldadura que se describen en la primer seccin de este documento.

Los resultados obtenidos por un producto o servicio, utilizando la informacin contenida en este

documento es y debe ser slo y nicamente responsabilidad del usuario o contratista. Hay muchas

variables que estan mas all del control de lo descrito en este documento que pueden afectar los

resultados obtenidos al aplicar la informacin aqu contenida. Estas variables incluyen, pero no estan

slo limitadas al: procedimiento de soldadura, qumica de la pieza a soldar, temperatura de aplicacin,

diseo de la junta, mtodos de fabricacin y requisitos del servicio que desempee la pieza.

Esta informacin ha sido preparada por

la Fundacin James F. Lincoln para la Soldadura de Arco

quien contribuye con la industria de soldadura en general.

Traducido de la Segunda Edicin de Enero del 2004


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SOLDADURA DE ARCO CON ELECTRODO DETUNGSTENO Y GAS (SAETyG)

Tabla de Contenido:

SEGURIDAD EN LA SOLDADURA DE ARCO ELECTRICO

Introduccin --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------5

Prcticas de Seguridad en la Soldaduras de Arco Elctrico --------------------------------------------------------------------------6

Descargas Elctricas -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------6

Humos y Gases -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------7

Radiacin del Arco ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------7

Fuego o Explosin -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------7

Precauciones generales para la Soldadura Elctrica con Electrodo de Tungsteno y Gas ----------------------------------------9

1.0 INTRODUCCION

1.1 Descripcin del Proceso -------------------------------------------------------------------------------------------------------------101.2 Historia del Proceso -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------10

1.3 Requisitos del Equipo --------------------------------------------------------------------------------------------------------------11

1.4 Campo de Aplicacin -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 111.5 Ventajas y Limitaciones -------------------------------------------------------------------------------------------------------------12

2.0 FUNDAMENTOS

2.1 Principios de Operacin -----------------------------------------------------------------------------------------------------------12

2.2 Polaridad -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------13

2.3 Gases de Proteccin ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------15

2.4 Electrodos ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------17

2.5 Caractersticas de las Fuentes de Poder ------------------------------------------------------------------------------------------20

2.6 Antorchas ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------222.7 Rectificacin y Efecto de Limpieza en la CA -----------------------------------------------------------------------------------24

2.8 Alimentadores de Alambre --------------------------------------------------------------------------------------------------------24

3.0 TECNICAS DE SOLDADURA PARA OPERACIN MANUAL

3.1 Cmo Definir los Parmetros de Soldadura --------------------------------------------------------------------------------------26

3.2 Composicin del Electrodo y Forma de la Punta --------------------------------------------------------------------------------26

3.3 Gases de Proteccin y Flujo del Gas ----------------------------------------------------------------------------------------------27

3.4 Antorchas ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------27

3.5 Mtodos de Encendido de Arco ----------------------------------------------------------------------------------------------------27

3.6 Preparacin de la Junta --------------------------------------------------------------------------------------------------------------28

3.7 Manejo de la Antorcha y Alimentacin del Material de Aporte ---------------------------------------------------------------30

3.8 Gas de Respaldo, Trenes de Proteccin y Cmaras de Atmsferas Controladas --------------------------------------------31

4.0 TECNICAS DE SOLDADURA PARA OPERACIN AUTOMATICA

4.1 Soldadura Mecanizada Bsica ------------------------------------------------------------------------------------------------------32

4.2 Cmo Definir los Parmetros de Soldadura --------------------------------------------------------------------------------------32

4.3 Control de la Velocidad de Avance ------------------------------------------------------------------------------------------------32

4.4 Control de la Velocidad de Alimentacin de Alambre --------------------------------------------------------------------------334.5 Control del Voltaje de Arco (longitud del arco) ----------------------------------------------------------------------------------33

4.6 Programas para Soldadura -----------------------------------------------------------------------------------------------------------33

4.7 Corriente Pulsada y Alimentacin en Pulsos --------------------------------------------------------------------------------------34

4.8 Herramental y Gas de Respaldo ---------------------------------------------------------------------------------------------------34

4.9 Proteccin Auxiliar ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------35


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5.0 SOLDADURA DE LOS MATERIALES

5.1 Aceros al Carbono -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------35

5.2 Aceros Baja Aleacin ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------36

5.3 Aceros Inoxidables ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------38

5.4 Aleaciones de Aluminio -------------------------------------------------------------------------------------------------------------41

5.5 Aleaciones Base Nquel -------------------------------------------------------------------------------------------------------------435.6 Aleaciones de Titanio ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------44

5.7 Cobre y sus Aleaciones --------------------------------------------------------------------------------------------------------------48

5.8 Magnesio y sus Aleaciones ----------------------------------------------------------------------------------------------------------50

APENDICE

Tabla A - 1 Metales de Aporte para la Soldadura con TyG de los Aceros al Carbono y Baja Aleacin------------------------53

Tabla A - 2 Metales de Aporte para la Soldadura con TyG de Aceros Inoxidables Austenticos ------------------------------53

Tabla A - 3 Metales de Aporte para la Soldadura con TyG de Aceros Inoxidables, Martensticos, Ferrticos, de

Endurecimiento por Precipitacin y Duplex --------------------------------------------------------------------------------------54

Tabla A - 4 Metales de Aporte para la Soldadura con TyG de las Aleaciones de Aluminio ------------------------------------54

Tabla A - 5 Metales de Aporte para la Soldadura con TyG de las Aleaciones Base Nquel -------------------------------------55

Tabla A - 6 Metales de Aporte para la Soldadura con TyG de las Aleaciones de Titanio ----------------------------------------55Tabla A - 7 Metales de Aporte para la Soldadura con TyG de las Aleaciones de Cobre ----------------------------------------56

Tabla A - 8 Metales de Aporte para la Soldadura con TyG de las Aleaciones de Magnesio ------------------------------------56

Tabla A - 9 Requisitos de la Composicin Qumica para los Electrodos de Tungsteno ----------------------------------------57

Tabla A - 10 Rangos Tpicos de Corriente para los Electrodos de Tungsteno ----------------------------------------------------57

Tabla A - 11 Requisitos para la Identificacin de Electrodos -----------------------------------------------------------------------58


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SEGURIDAD EN LA SOLDADURADE ARCO

Introduccin:

El tema de seguridad y prcticas seguras en

soldadura, corte y procesos afines est cubierto en la

norma americana ANSI Z49.1 Seguridad en

Soldadura y Corte y la Z49.2 Prevencin del Fuego

en el uso de los Procesos de Soldadura y Corte. El

manejo de gases comprimidos est cubierto en el

CGA P-1. El personal deber de estar familiarizado

con las prcticas de seguridad que se discuten en

estos documentos. En las reas donde se desarrolla el

proceso SAETyG hay, adicionalmente, otros riesgos

potenciales.

Seguridad en el Manejo de los Cilindrosde Gas de Proteccin y los Reguladores.

Los cilindros de gas comprimido deben de sermanejados cuidadosamente y asegurados

apropiadamente cuando esten en uso. Golpes, cadas

o un manejo rudo pueden daar los cilindros,

vlvulas o conexiones y causar fugas o accidentes. Si

una vlvula se rompe cuando est a la presin del

cilindro, la presin que se origina puede ser tan alta

que impulse el cilindro a travs del taller. Cuando se

suministra un cilindro, los tapones protectores de las

vlvulas deben mantenerse en su lugar y ajustados a

mano hasta que se vayan a usar.

Uso de CilindrosLos siguientes puntos deben ser observados cuando

se instalen o se vayan a usar los cilindros de gas deproteccin:

1. Asegure el cilindro de forma apropiada.

2. Antes de conectar el regulador a la vlvula de un

cilindro, abrir momentneamente la vlvula y

cerrarla de inmediato para limpiarla de polvo o de

cualquier otro material que pudiese obstruir el

regulador. La operacin de la vlvula se debe de

efectuar parndose a un lado del regulador y nunca

de frente.

3. Despus de que el regulador haya sido conectado,

el tornillo de ajuste debe ser aflojado, girndolo en

sentido contrario a las manecillas del reloj.

Posteriormente, abrir la vlvula lentamente para

evitar que la presin entre de golpe al regulador.4. La vlvula de suministro de gas deber de

permanecer cerrada si no se encuentra alguna

persona en el rea.

GasesLos gases mas txicos asociados con el procesoSAETyG son el ozono y el bixido de nitrgeno.

Gas fosgeno podra estar presente como resultado de

la descomposicin trmica o ultravioleta de agentes

limpiadores con hidrocarburos clorados, tales como

el tricloroetileno o el percloroetileno, cuando se

encuentren en la vecindad de la operacin de soldadura.

LAS OPERACIONES DE DESENGRASE QUE SE

REALICEN CON HIDROCARBUROS

CLORADOS DEBEN DE SER UBICADAS DE

FORMA QUE LA RADIACION DE LA

SOLDADURA DE ARCO NO ALCANCE LOS

VAPORES.

OzonoLa luz ultravioleta emitida por el arco de la SAETyG

acta en el oxgeno de la atmsfera circundante para

producir ozono. La cantidad depender de la

intensidad y longitud de onda de la energa

ultravioleta, la humedad ambiental y otros factores. La

concentracin de ozono se incrementa, generalmente,

con el incremento de la corriente de soldadura, con el

uso de argn como gas de proteccin y cuando se

sueldan metales altamente reflejantes. Si el ozono no

se puede reducir a un nivel seguro mediante la

ventilacin o efectuando variaciones al proceso, ser

necesario suministrar aire fresco al soldador, ya seacon un respirador que proporcione aire o por algn

otro medio.

Bixido de NitrgenoAlgunas pruebas muestran que las concentraciones

mas altas de bixido de nitrgeno se encuentran en

una zona dentro de los 150 mm (6 pulgs) del arco.

Con ventilacin normal, estas concentraciones son

rpidamente reducidas a niveles seguros en la zona de

respiracin del soldador, mientras mantenga la cabeza

fuera de la columna de humos que se generan

mientras se est soldando. Lo que permite que el

bixido de nitrgeno no sea un riesgo en el proceso

SAETyG.

Humos MetlicosEl proceso SAETyG produce la menor cantidad de

humos de soldadura que cualquier otro proceso de

soldadura de arco abierto. Sin embargo, algunos

vapores metlicos generados de elementos voltiles

de metales aleados pueden generar humos metlicos y

de la misma forma que los recubrimientos metlicos

como el: cadminizado o tropicalizado y el

galvanizado.

Los humos generados en el SAETyG pueden ser

controlados por ventilacin , sistemas de extraccin o

equipo de proteccin para respiracin como el

descrito en ANSI Z49.1 El mtodo de ventilacinrequerido para mantener el nivel de substancias

txicas, en la zona del soldador, por debajo de las

concentraciones aceptables depende de varios

factores, entre los que se encuentran: el tipo de

material a soldar, el tamao del rea de trabajo y el

grado de confinamiento u obstruccin al movimiento

normal del aire, donde se realice la soldadura. Cada

estacin de soldadura debe ser evaluada de forma

individual para determinar lo que ser requerido. Los

lmites de exposicin para las substancias txicas

asociadas con la soldadura estan designadas por el


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tiempo y peso promedio entre los lmites de los

valores del umbral (TLV en ingls) y los valores

mximos y han sido establecidos por La Conferencia

Americana de Higiene Industrial del Gobierno

(ACGIH en ingls) y por la Administracin

Ocupacional de Higiene y Seguridad (OSHA en

ingls). El cumplimiento a los niveles indicadospueden ser verificados por el muestreo de la

atmsfera bajo la careta del soldador o en la vecindad

inmediata a la zona de respiracin del ayudante.

Energa RadianteLa energa radiante total producida en el proceso

SAETyG puede ser mas alta que la producida con el

proceso de electrodo revestido debido a la

significtiva menor cantidad de humos de soldadura y

por lo es mayor la exposicin del arco. La intensidad

producida de energa radiante ultravioleta,

generalmente es la mas alta, cuando se usa una

proteccin de gas argn y en la soldadura de

aluminio. Los rangos del vidrio con filtro de sombraque se recomienda para la SAETyG y que se indican

en ANSI Z49.1, son:

A

El nmero de sombra que se use depender de lapersona y la localizacin del arco. Se recomienda

que el operador empiece con la sombra mas oscura y

vaya a la mas clara hasta que la operacin sea lo

suficientemente visible. Aunque no se recomienda ir

a un nmero de sombra mas clara de lo marcado para

su correspondiente rango de corriente.

Para el proceso SAETyG se recomienda usar ropa de

piel obscura o algodn para reducir la reflexin de

luz ultravioleta que puede causar quemaduras en la

cara o el cuello an debajo de la careta. Mientras

mayor sea la intensidad de la radiacin ultravioleta

mas rpido desintegrar la ropa de algodn.

De manera particular cuando se suelde aluminio o

aleaciones de aluminio con magnesio, es importante

protegerse la piel. El Dr. Bartley de NIOSH report

que el aluminio que contiene magnesio puede emitirhasta cinco veces mas de radiacin ultravioleta que

el aluminio puro o el que contiene manganeso y

cobre. Los altos niveles de radiacin ultravioleta

pueden causar cncer en la piel, particularmente las

ondas producidas por el vapor de magnesio en elarco.

Prcticas de Seguridad en la Soldadurade Arco Elctrico.Para protegerse usted mismo y a cualquier gente

alrededor, de lesiones severas o muerte, debe estar

enterado y entender todos los posibles riesgos de la

soldadura con arco elctrico. Por lo que deber seguir

los procedimientos y tomar precauciones para evitar

estos riesgos.

Estos riesgos, se pueden agrupar en cuatro

categoras: 1) descargas elctricas, 2) humos y gases,

3) radiacin del arco y 4) fuego y explosin.

Antes de iniciar el proceso de soldadura, todo el

equipo deber de estar en buenas condiciones de

operacin. Cualquier reparacin o conexin deber

ser hecho slo por personal autorizado.

Descargas Elctricas

Las descargas elctricas pueden matar

Protjase de posibles descargas elctricas:

a) El circuito del electrodo y la pieza de trabajo ( otierra) estan vivos mientras la soldadora est

encendida. Nunca permita el contacto entre una

parte viva del circuito y su piel o ropa si est se

encuentra mojada. Use guantes secos y sin

agujeros para aislar sus manos.

b) Siempre aslese de la pieza de trabajo y la tierrausando un aislamiento seco. Cuando suelde en

lugares hmedos, pisos metlicos, rejillas o

andamios y en una posicin sentada o acostada,

deber de asegurarse que el aislamiento est seco

y es lo suficientemente largo para impedir que el

rea fsica de su cuerpo haga contacto con la

pieza de trabajo o tierra.

c) Asegrese siempre que el cable de tierra haga unbuen contacto con el metal que est siendo

soldado. La conexin debe estar tan cerca como

sea posible de la zona a soldar.

d) Aterrice la pieza de trabajo o metal que estsiendo soldado para que se obtenga un buen

contacto.

e) Mantenga la antorcha de la soldadura, pinza detierra, cables de fuerza y la mquina en buenas yseguras condiciones de operacin.

f) Nunca sumerja el extremo de la antorcha en agua,para enfriarla, ya que puede ocasionar una fisura

en la boquilla de cermica y contaminar laantorcha.

g) Nunca toque de manera simultnea, las parteselctricamente vivas de antorchas que esten

conectadas a dos soldadoras porque el voltaje

entre las dos puede ser la suma de voltajes de

circuito abierto de las dos mquinas.

h) Cuando cambie o instale electrodos en unaantorcha de SAETyG asegrese que la mquinano est encendida.

i) Cuando trabaje arriba del nivel del piso, protjasede una cada en caso de que sufra una descarga.


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j) Nunca suelde SAETyG con guanteshmedos, pueden producir una descarga

por la alta frecuencia.

Humos y Gases

Los humos y gases pueden serpeligrosos para su salud

a) La soldadura produce hunos y gases que

pueden ser peligrosos para su salud. Evite

respirar estos humos y gases mientras est

soldando, manteniendo su cabeza fuera de

estos gases. Use una adecuada ventilacin

y/o extraccin cerca del arco para retirar

los humos y gases de la zona de

respiracin. Cuando suelde con

consumibles que requieran de una

ventilacin especial, tales como aquellos

que contengan una cantidad significativa

de manganeso, cromo, etc. o cuandosuelde sobre aceros con recubrimientos

metlicos como el galvanizado, plomo o

tropicalizado y otros metales que

producen humos txicos puede ser

requerida extraccin localizada o an algo

que ofrezca mayor cuidado como una

fuente de suministro de aire fresco a el

soldador mediante un respirador de aire.

b) No suelde en locaciones que esten cerca de

vapores de hidrocarburos clorados

provenientes de operaciones de

desengrase, limpieza o atomizado. El

calor y la radiacin del arco puedenreaccionar con los vapores del solvente

para formar fosgeno que es un gas

altamente txico y algunos otros

productos irritantes.

c) Los gases de proteccin usados en lasoldadura de arco pueden desplazar el aire

y causar lesiones o muerte por sofocacin.

Cuando se encuentre en reas confinadas,

siempre use ventilacin suficiente, para

asegurar que el aire que respire est

limpio.

d) Lea y entienda las instrucciones del

fabricante para el equipo y los

consumibles que sern usados, incluyendo

las Hojas de los Datos de Seguridad delMaterial (MSDS en ingls) y obedezca

las prcticas de seguridad de su empresa.

Radiacin del Arco Elctrico.

La radiacin del arco puede producir lesin en losojos y quemar la piel.

a) Use una proteccin con el filtro apropiado

y su cubierta para proteger sus ojos de

las chispas y la radiacin del arco

cuando suelde u observe la soldadura de

arco abierto. La careta y los filtros

deben de cumplir con la norma ANSI

Z87.1 Debajo de la careta se deben de

usar lentes de seguridad mientras se est

soldando.

b) Use ropa de color oscuro hecha dematerial durable y resistente a las

chispas que proteja su piel la de los

dems de la radiacin del arco.

c) Proteja al personal que transitecerca de usted con pantallas inflamables

apropiadas y advirtales que no vean

el arco ni que se expongan a la

radiacin o a las chispas o metal

caliente.

d) La ropa, las mamparas circundantesy el equipo deben tener una

superficie de baja reflexin para

disminuir los reflejos de la radiacin

del arco. Las pinturas que usan

pigmentos que contienen ciertas

cantidades de xido de cinc o bixido

de titanio tiene baja reflexin de laradiacin ultravioleta.

Fuego o Explosin

El fuego o explosin pueden causar lamuerte o daos a los inmuebles.

a) Retire los materiales con riesgo deencenderse lo mas apartado que

pueda. Si esto no es posible, cbralospara prevenir que las chispas de la

soldadura inicien un incendio.

Recuerde que las chispas de las

soldaduras y los residuos demateriales calientes despus de

soldados, fcilmente pueden atravesar

pequeas grietas o aberturas hacia las

reas adyacentes. Tenga un

extinguidor de fcil acceso.

b) Donde se vayan a usar gasescomprimidos se debern de tomarprecauciones especiales para prevenir

situaciones riesgosas. Refirase a la

norma de Seguridad en Soldadura y


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Corte (ANSI Z49.1) y al instructivo

de operacin del equipo que est

siendo usado.

c) Cuando interrumpa la soldadura,asegrese que ninguna parte del

circuito del electrodo toque la pieza detrabajo o tierra. Un contacto

accidental puede causar

sobrecalentamiento y crear un riesgo

de fuego.

d) No caliente, corte o suelde tanques,tambos o contenedores hasta que se

hayan tomado las medidas apropiadas

que impidan que las operaciones

mencionadas causen vapores

inflamables o txicos, provenientes de

las substancias contenidas en los

recipientes. Ya que pueden causar una

explosin an cuando se se piense que

han sido limpiados Para mayor

informacin, referirse al libro

Prcticas de Seguridad Recomendadas

para la Preparacin de Contenedores

y Tuberas que sern Soldados o

Cortados y que han Contenido

Substancias Peligrosas. AWS F4 1-80

de la Sociedad Americana de

Soldadura (AWS en ingls).

e) Antes de calentar, cortar o soldar piezashuecas de metales vaciados se debern

de abrir porque pueden explotar.

Precauciones Generales en laSoldadura de Arco con Electrodode Tungsteno y Gas.

IMPORTANTE: Si se usa un electrodo de tungstenotoriado, referirse alEstatuto de la Comisin VIII para

la Higiene en el Uso de Electrodos de Tungsteno

Toriado, pginas, 17 y 18.

a) Protjase a usted mismo cuidandoque lo que se ponga est libre de

aceite o grasa, tal es el caso de:

guantes de piel, chamarra, pantalonessin valencianas, botas y gorra sobre la

cabeza. Siempre use lentes de

seguridad cuando est en el rea de

soldadura. Use lentes de seguridad

con protectores laterales cuando est

cerca de la operacin de

desescoriado.

b) Mantenga todos los equipos enbuenas condiciones, con sus

respectivas guardas, cubiertas y

accesorios en su posicin correcta

Aleje sus manos, cabello, ropa y

herramientas de bandas, rodillos,

ventiladores y otras partes con

movimiento cuando arranque,

opere o cuando efecte algn tipo

de mantenimiento.

c)

Asegrese de que el cable de tierra estconectado a la pieza de trabajo tan cerca

del rea de soldadura como le sea

posible. Los cables conectados a la

estructura del edificio o a otros lugares

lejanos del rea de soldadura, aumentan

la posibilidad de que la corriente

elctrica haga arco con cadenas de

levantamiento, cables de gras o con

algn otro circuito elctrico. Lo que

puede crear un riesgo de incendio o

hacer que fallen las piezas debido al

sobrecalentamiento ocasionado por el

arqueo.

d) Slo use los cilindros de gascomprimido que contengan el gas

de proteccin indicado para el

proceso as como los reguladores

apropiados al tipo de gas y presin

que se use. Todas las mangueras y

conectores deben ser los apropiados

para la aplicacin y deben

mantenerse en buenas condiciones.

e) Siempre mantenga los cilindros enposicin vertical y asegurados con

cadena sobre la plataforma o

alguna base fija.

f) Los cilindros deben colocarse: alejados de lugares donde

puedan recibir un golpe o estar

sujetos a algn dao fsico.

a una distancia segura del arcode soldadura o una operacin

de corte o de cualquier otra

fuente de calor, chispas o

flama.

g) Nunca permita que el electrodo o

porta electrodo o cualquier otra

parte elctricamente viva haga

contacto con el cilindro.

h) Mantenga su cabeza y cara alejados

de la vlvula del cilindro cuando la

accione para abrir el paso de gas.

i) Las capuchas de proteccin de la

vlvula deben estar siempre en su

lugar y apretadas a mano excepto

j) Cuando el cilindro est conectadopara ser usado.

k) Lea y siga las instrucciones para

cilindros de gases comprimidos y


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accesorios anexos, descritos en la

publicacin P-1 de la CGA

denominada: Precauciones para el

Manejo Seguro de los Cilindros de

Gases Comprimidos.

l) Corte la alimentacin de corrienteaccionando el interruptor antes de

trabajar en el equipo.

m) Efecte la instalacin elctrica de

acuerdo con el Cdigo Nacional de

Electricidado de acuerdo con las

recomendaciones del fabricante.

n) Aterrice el equipo de acuerdo al

Cdigo Nacional de Electricidady a

las recomendaciones del fabricante.

Seguridad en Soldadura y Corte,Norma

ANSI Z49.1 disponible a travs de AWS

P.O. box 351040 Miami, Florida 33135

La ANSI Z49.2 est disponible a travs

del Instituto Nacional de NormasAmericanas (ANSI)

1430 Broadway, New York, N.Y. 10018

Las publicaciones de la CGA P-1 est

disponible a travs de la Asociacin de

Gases Comprimidos, Inc.

1235 Jefferson Davis Highway

Suite 501, Arlington, VA 22202


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Gas de Proteccin

1.0INTRODUCCION1.1 Descripcin del Proceso

El proceso de Soldadura de Arco con Electrodo de

Tungsteno y Gas (SAETyG) que tambin es

conocido como el proceso de tungsteno con gasinerte (TIG en ingls) origina el calor para la

soldadura de un arco elctrico que se establece entre

un electrodo de tungsteno y la pieza ha ser soldada o

pieza de trabajo, (Fig. 1). A la zona del arco se le

debe agregar un gas inerte para proteger de la

oxidacin el electrodo de tungsteno y el metal en

estado lquido, as como proporcionar un medio para

el paso de la corriente del arco.

Este proceso fue desarrollado en 1941, inicialmente

para la soldadura de magnesio y aluminio ya que era

necesario tener un proceso con resultados superiores

que el que se ofreca con el electrodo revestido. Y

desde entonces, el proceso SAETyG se ha ido

refinando y se ha usado para soldar casi todos los

metales y aleaciones.

La necesidad de agregar aporte depende de la forma y

tamao de la junta as como del material que se est

soldando. La velocidad a la que se alimente el metal

de aporte es independiente de la energa del arco(voltaje x corriente) Sin embargo, la velocidad

mxima de alimentacin del aporte est limitada por

la misma energa del arco.

El proceso cubre un rango amplio de aplicaciones,

desde el espesor de una hoja de 1.3 mm (0.005) parasoldarla con 2 a 3 Amps hasta aplicaciones con 1000

Amps. para soldar placas de 25 mm (1 pulg.) de una

sola pasada con el proceso SAETyG de arco inmerso.

1.2 Historia del ProcesoEn 1930, Hobart y Devers patentaron un nuevo

proceso que consista en establecer un arco elctrico

entre un electrodo de tungsteno no consumible y el

metal base, dentro de una cmara, llena de gas inerte.Fueron realizados experimentos con argn y helio

como gases de proteccin aunque comercialmente no

fue adoptado el proceso debido al alto costo de los

gases inertes.

En 1941 Russell Meredith y V.H. Pavlecka

desarrollaron la primer antorcha de uso prctico con

la que se le poda sujetar un electrodo de tungsteno y

adems suministrar un gas inerte para proteccin del

electrodo, el metal lquido y la zona de calor

adyacente. El gas inerte se alimenta a travs de una

boquilla que rodea el electrodo de tungsteno lo que

proporciona el medio de proteccin al arco mientras

se avanza a lo largo de la junta. En 1942, Meredithpatent el proceso y lleg a ser conocido como

Soldadura de Arco con Helio (Heli-Arc welding). Y

aunque el proceso fue desarrollado con helio, fue el

gas argn el que lleg a ser mas ampliamente usado

como gas de proteccin, debido a su menor costo y

por tener una operacin mas suave.

El desarrollo de la antorcha y el proceso Heli-Arc o

de Soldadura de Arco con Electrodo de Tungsteno y

Gas fue motivado por la necesidad que haba en la

industria de aviacin de soldar las aleaciones de

magnesio. Las primeras aplicaciones en la soldadura

de aleaciones de magnesio fueron hechas con CD,

electrodo al positivo (polaridad invertida) usando ungenerador de corriente constante como fuente de

poder. Esta polaridad fue usada para conseguir la

accin limpiadora, necesaria en el magnesio aunque la

mayor parte del calor se concentr en el electrodo de

tungsteno mas que en la pieza. Por lo que pronto se

dieron cuenta que una fuente de CA podraproporcionar la necesaria accin de limpieza y

adems una gran cantidad del calor necesario para la

peza de trabajo.

Fig 1. Proceso de Soldadura de Arco con Electrodo deTun steno Gas

Arco Placa de Respaldode Cobre

Electrodo de Tungsteno

Orificio parael Gas

Entrada delGas deProteccin

Conductor dela Corriente

Portaelectrodoo Mordaza

Difusor oPortamordaza

Varilla de Aporte

Boquilla

Pieza de Trabajo

Vlvula

Opcional

de Gas

Entrada

de Gas

Orificio para el Gas

Electrodo

de Tungsteno

Gas de Proteccin

Cable de Tierra

Cable

de

Fuerza

Boquilla

Pieza de

Trabajo

Figura 2. Antorcha para SAETyG enfriada por gas


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1.3 Requisitos del Equipo

Para el proceso de SAETyG se requiere de una

antorcha enfriada con gas o agua para sujetar el

electrodo y conectarla a la fuente de poder mediante

el cable de fuerza. Las antorchas para corrientes

bajas, enfriadas con gas (Figura 2), el cable de fuerza

est dentro de la manguera de gas, lo que tambinproporciona un aislamiento al conductor. Las

antorchas enfriadas por agua (Figura 3) requieren de

tres mangueras: una para el suministro de agua, otra

para el regreso y la tercera para el suministro de gas.

El cable de fuerza, normalmente se encuentra en la

manguera de retorno de agua lo que produce un

enfriamiento del cable y permite el uso de

conductores mas pequeos que el usado para una

antorcha enfriada por gas, para la misma capacidad

de corriente.

1.4 Campo de Aplicacin

El proceso SAETyG es capaz de producir soldaduras

de muy alta calidad en casi todos los metales y

aleaciones.

Sin embargo, la tasa de depsito es la mas baja de

todos los procesos de soldadura elctrica por lo que

no puede ser usado donde se requieran altas tasas de

depsito. El proceso SAETyG puede ser usado para

el paso de raz en tuberas de acero al carbono, baja

aleacin y acero inoxidable con anillos de insertoconsumibles o adicionando metal de aporte. El

espesor faltante, de la junta de ranura en una tubera,

puede ser rellenado mediante el proceso de electrodo

revestido o mediante algn proceso semiautomtico

como el de Soldadura de Arco Metlico con Gas

(GMAW en ingls) que usa un electrodo slido o

mediante el proceso de Soldadura de Arco con

Ncleo de Fundente (FCAW en ingls) con un

electrodo tubular.

Para el proceso SAETyG se requiere una fuente de

poder del tipo de corriente constante o con una curva

caracterstica del tipo cada de voltaje ya sea de CD

CA y con o sin la capacidad de arco pulsado. En el

caso de las antorchas enfriadas por agua se prefiere

un recirculador en lugar de una conexin directa a

una llave de agua.

Para las operaciones de soldadura automtica o

mcanizada, se requiere equipo adicional, como por

ejemplo, para mover la antorcha en relacin con la

pieza de trabajo as como alimentar el alambre dentro

del charco de soldadura. Tambin puede ser

requerido un sistema totalmente automatizado con un

programador con microprocesadores que controlen la

corriente de soldadura, velocidad de avance y la

alimentacin del alambre.

Tambin es necesario, para este proceso, un

suministro de gas argn, helio o una mezcla entre

stos, as como un regulador de presin, flujmetros

y mangueras. El gas o gases pueden ser suministrados

desde uno o varios cilindros o desde contenedores

con gas lquido. En la figura 4 se muestra un

diagrama esquemtico de un arreglo completo para la

SAETyG.

Portaelectrodoo Mordaza

Orificio para

el Gas

Electrodo

Boquilla

Entrada de Gas

Cable

de

Fuerza Entrada

de Agua

Salida de A ua

Manija

Figura 3 -Vista Seccional de una Antorcha Tpicapara el Proceso de SAETyG. (enfriada por agua)

Mquinade

Soldar

Cable de TierraPieza de Trabajo

Cablede

Fuerza

Fuente deSuministrode Gas

Manguera de Gas

Regulador/Flujmetrode Gas

Figura 4 - Arreglo Esquemtico del Equipo para Soldadura de Arco con Electrodo de Tungsteno y Gas


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12

La SAETyG puede ser usada para aquellas

aleaciones donde una alta calidad de soldadura y la

contaminacin atmosfrica son factores crticos.

Como ejemplo de estas aplicaciones podemos citar la

aplicacin en metales reactivos y refractarios, tales

como el titanio, circonio y columbio los cuales conpequeas cantidades de oxgeno, nitrgeno o

hidrgeno pueden causar una prdida de ductilidad y

de la resistencia a la corrosin. Tambin puede ser

aplicada en aceros inoxidables y superaleaciones base

nquel donde se requiere soldaduras de alta calidad

respecto a la porosidad y fisuras. El proceso SAETyG

tambin es apropiado para soldar hojas o lminas

muy delgadas de cualquier material soldable debido a

que el amperaje puede ser controlado a niveles muy

bajos (entre 2 a 5 amps.) lo cual se requiere para

estos espesores. La SAETyG no debe ser usado en

metales o aleaciones de bajo punto de fusin, como la

soldaura estaoplomo y aleaciones base cinc debido a

que la alta temperatura del arco elctrico hace muy

difcil controlar el charco de soldadura.

Un desarrollo relativamente nuevo de la SAETyG

para la soldadura de espesores gruesos que es

conocida como arco inmerso o proceso de arco

sumergido con tungsteno. Este proceso mecanizado

se emplea una gran antorcha, enfriada por agua con

un electrodo de tungsteno de hasta 13mm (1/2) de

dimetro, el cual se posiciona para que la punta

quede dentro de la superficie de la placa que se est

soldando. Una corriente de 1000 amps, produce una

fuerza de arco que mantiene alejado el metal fundido

del electrodo, mientras se realiza la soldadura. Para

placas de 25 a 38 mm ( 1 a 1 ) de espesor se

pueden soldar en dos pasadas con o sin la adicin de

una pequea cantidad de aporte.

1.5 Ventajas y Limitaciones

La principal ventaja del proceso SAETyG es que se

pueden obtener soldaduras de muy alta calidad en

cualquiera de los metales soldables y sus aleaciones,

excepto aquellos con punto de fusin muy bajo,

debido a que el gas inerte que rodea el arco y la zona

de soldadura, protege el metal fundido contra la

contaminacin. Otra gran ventaja es que el metal de

aporte puede ser agregado al charco de soldadura,

independientemente del nivel de corriente del arco.Mientras que en otros procesos de soldadura de arco

elctrico la velocidad de depsito del aporte est

directamente relacionado con la intensidad de la

corriente del arco. Entre otras ventajas se tiene: un

nivel de chisporroteo muy bajo, la posibilidad de

soldar materiales muy delgados y una adaptabilidad

del proceso a una gran variedad de aplicaciones

semiautomticas y automticas.

La principal desventaja o limitacin en la SAETyG

es que la tasa de depsito es la mas baja. Otra

desventaja es que se requiere de soldadores con

mayor habilidad y generalmente es de mayor costo

comparado con los otros procesos de soldadura de

arco

2.0 FUNDAMENTOSEn esta seccin se describen los principios

fundamentales del proceso SAETyG as como el

equipo y consumibles requeridos.

2.1 Principios de Operacin

En el proceso SAETyG se establece un arco elctrico

en una atmsfera de gas inerte entre un electrodo de

tungsteno y el metal base que se suelde. El arco est

rodeado por un gas inerte que pude ser argn, helio o

una mezcla de stos. El calor generado en el arco es

igual al producto de la corriente por el voltaje de arco

lo que aproximadamente representa que el 70% delcalor se genera en la terminal positiva del arco

(nodo).

La corriente del arco es conducida principalmente por

los electrones (Figura 5) que son emitidos de la

terminal negativa, sobrecalentada (ctodo) y tambin

por los electrones producidos por la ionizacin de lostomos de gas. Los electrones son atrados al nodo

donde generan aproximadamente el 70 % del calor

del arco. Una pequea porcin de la corriente del

arco es conducida por los iones de gas positivos que

son atrados al ctodo donde se genera

aproximadamente el 30 % del calor del arco. El

ctodo pierde calor como consecuencia de la emisin

de electrones, los cuales transforman esta energa en

calor cuando los electrones entran o interactan con

el nodo. Esta es la razn de porque la cantidad de

calor generada en el nodo es mayor que la del

Electrones:Provenientes delelectrodo de

tungsteno, caliente

y de la ionizacindel gas inerte,

movindose en

direccin hacia laieza de traba o.

Pieza de Trabajo

Electrodo

Iones del Gas:Provenientes de la

ionizacin del gas

inerte, movindose

en direccin haciael electrodo de

tungsteno.

FIGURA 5 Diagrama Esquemtico de un Arco conTungsteno y Gas con Corriente Directa (Electrodo al Negativo).


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13

ctodo. El voltaje del arco est constituido por tres

componentes: voltaje del ctodo, voltaje de la

columna del arco y el voltaje del nodo. El voltaje

total del arco en el proceso SAETyG se incrementa

con la longitud del arco (Figura 6). Sin embargo la

corriente y el gas de proteccin tienen efectos sobre

el voltaje que sern discutidos mas adelante. Elvoltaje total del arco puede ser fcilmente medido,

sin embargo, los intentos de medir con precisin el

voltaje entre el ctodo y el nodo no han sido

exitosos. Si graficamos el voltaje total del arco contra

la longitud del arco y extrapolamos a cero la longitud

del arco obtendremos un voltaje que es

aproximadamente la suma del voltaje del ctodo mas

la del nodo. De la suma total del voltaje del ctodo

mas el del nodo, determinado mediante esta forma,

se obtiene un valor de entre 7 y 10 volts, para un

ctodo de tungsteno en un medio de gas argn.

Debido a que la mayor cantidad de calor se genera en

el nodo, el proceso de SAETyG normalmente se

trabaja con el electrodo de tungsteno al negativo o

ctodo (polaridad negativa) y la pieza de trabajo al

positivo o nodo. Esto ocasiona que el calor se

genere donde se requiere, es decir en la pieza de

trabajo.

2.2 Polaridad

El proceso SAETyG puede ser operado en tres

diferentes modos: electrodo al negativo (polaridad

directa), electrodo al positivo (polaridad invertida) o

con CA (ver Figura 7) . En el modo de electrodo al

negativo, la mayor cantidad de calor se encuentra en

la pieza de trabajo, por esta razn con el electrodo al

negativo, es decir, con la polaridad directa es como

mas se usa la SAETyG para la soldadura de la

mayora de los metales. El electrodo al negativo

(polaridad directa) tiene una desventaja y es que noproporciona un efecto de limpieza en la superficie de

trabajo. Aunque, esto no es significativo para la

mayora de los metales, porque sus xidos se

descomponen o funden bajo el calor del arco por lo

que el metal depositado se fusionar con los bordes

de la junta. Sin embargo, los xidos de aluminio y

magnesio son muy estables y tienen puntos de fusin

muy por arriba que los del metal puro,

correspondiente. Por lo que, estos xidos no se

funden con el calor del arco, mantenindose en la

superficie y causando que la fusin se restrinja.

En el modo, electrodo al positivo o de polaridad

invertida, si se realiza el efecto de limpieza en la

superficie de trabajo, ocasionado por el impacto de

los iones de gas, que remueve la capa delgada de

xido superficial mientras el gas inerte forma una

cubierta que protege la superficie, permitiendo que el

metal se funda sobre el borde antes de que sea

formada una nueva capa de xido. La desventaja de

este modo es que la mayor porcin de calor selocaliza en el electrodo de tungsteno conectado al

positivo, mientras que la porcin menor del calor,

est en la pieza de trabajo. Lo que significa que para


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14

conseguir la misma cantidad de calor que la que se

obtiene cuando el electrodo est al negativo, la

corriente tiene que ser incrementada por un factor de

2.3. Este incremento de corriente aunado al hecho de

que la mayor cantidad de calor se genera en el

electrodo cuando se conecta al positivo, ocasiona que

la operacin del electrodo cuando se conecta al

positivo tenga que disipar cerca de cinco veces mas

calor que cuando se opera con el electrodo al

negativo. Por lo que normalmente el dimetro de un

electrodo en polaridad al positivo es cuatro veces

mayor que el usado con polaridad negativa.

En el modo de CA, se obtienen las caractersticas

deseables de los otros dos modos pero a un nivel mas

reducido.

A 60 Hz en CA, la limpieza se obtiene en cada mitad

de ciclo positivo y algo de calor es generado en la

pieza de trabajo. El rea limpiada durante la mitad

del ciclo de polaridad positiva, se mantendr limpiadurante la otra mitad negativa, mientras sea protegida

por el gas inerte. La mayor parte del calor en la

soldadura se produce en la pieza de trabajo durante la

parte del ciclo de polaridad negativa.

Cuando se usa SAETyG con CA para la soldadura de

aluminio puede ocurrir una rectificacin del arco. Si

esto ocurre, cuando el electrodo est negativo, unamayor corriente fluir (Figura 8) ocasionando que el

arco se vea y se oiga, inestable. Este fenmeno ocurre

debido a que la superficie limpia del aluminio no

emite electrones tan fcilmente como lo hace el

electrodo de tungsteno sobrecalentado. Esto es muy

comn en mquinas viejas con una salida sinusoidal

de la CA. La mayora de las fuentes de poder nuevas

para SAETyG estan integradas con circuitos que

balancean tanto la mitad del ciclo positiva como lanegativa y generalmente est condicin de balance


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es muy deseable para la soldadura de aluminio. Las

fuentes de poder mas avanzadas para SAETyG estan

equipadas con circuitos de estado slido que permiten

el ajuste de la CA hacia el lado positivo o negativo de

cada ciclo. Este tipo de fuentes de poder tambin

producen una CA de onda cuadrada en lugar de la

CA sinusoidal.Por lo que, cuando se desea el mximo de limpieza se

favorece el modo de electrodo al positivo y cuando se

desea el mximo de

calor se favorece el modo de electrodo al negativo.

En general, las fuentes de poder de onda cuadrada

son menos susceptibles al fenmeno de rectificacin

del arco que las del tipo sinusoidal, aunque en

ocasiones tambin ocurre.

2.3 Gases de Proteccin

Cualquier tipo de gas inerte puede ser usado para la

SAETyG pero comercialmente slo se usa el argn y

el helio. En la Figura 9 se muestran las curvascaractersticas de longitud de arco contra el voltaje de

arco para una intensidad de corriente de 300 amps.

con un electrodo de tungsteno como ctodo y una

pieza de trabajo de titanio como nodo para cinco

tipos de gases inertes. En la Figura 10 tambin se

muestran las curvas caractersticas de voltaje de arco

contra la corriente de arco, bajo las mismas

condiciones sealadas. La tendencia de las curvas son

similares para todos los gases, aunque la curva del

helio se encuentra a un voltaje significativamente

mas alto que la de los dems gases. De estos ,

nicamente el helio (peso atmico = 4) y el argn

(peso atmico = 40) son los mas usados

comercialmente debido a que son los mas abundantesy de mucho menor costo que los otros gases inertes.

En la Tabla 1 se relacionan algunos datos de sus

propiedades fsicas relacionadas con los gases inertes

mencionados. En estos datos se puede ver porque el

helio y el argn son los mas usados en SAETyG en

donde el flujo de gas mas representativo es de 0.85

m3

/hr (30 pies3

/hr). El contenido de argn en la

atmsfera de la Tierra es de 1 % aprox. lo que

proporciona una fuente ilimitada de gas mediante la

licuefaccin y su posterior separacin.

El argn grado soldadura se refina para purificarlo al

99.99 % y normalmente se transporta en camiones

con aislamiento a una temperatura de - 150

o

C (- 300oF) y tambin puede ser suministrado al usuario como

lquido o gas comprimido en cilindros. Para los

usuarios con un gran consumo, se puede proporcionar

argn lquido a un costo significantemente menor que

con cilindros de gas. Sin embargo, es necesario

instalar equipo para: almacenamiento de argn

lquido, evaporacin y distribucin a las reas de uso.

Existen contenedores porttiles con capacidad de 170

lts. (45 galones) de argn lquido, los cuales se

pueden colocar donde se vaya a usar el gas y no

requieren de tanques de almacenamiento ni de

sistema de distribucin. El argn es mas usado en

la SAETyG que el helio por las siguientes razones:

1. Produce un arco mas suave y estable

2. Se puede operar con menor voltaje de arco a un

valor dado de corriente y longitud de arco


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TABLA 1

Propiedades y Costos Aproximados de losGases Inertes

Gas Peso Atmico Densidad % de Contenido Costo Aprox. Costo (1)

(% respecto al aire) en la Atmsfera usd/pie3

usd/hr

0.043 1.39(en cilindros para

Argn 40 130 0.934 lquido de 170 lts)0.03 0.90

(en camin pipa)

Helio 4 13 0.00052 0.123 9.22(del Gas Natural) (en cilindro)

Nen 20 65 0.00182 4.00 120.00

Kriptn 84 273 0.000114 20.00 600.00

Xenn 131 425 0.000005 250.00 7500.00

(1) Basado en un flujo de 14.2 lts/min (30 pies3 /hr) para todos los gases excepto para el helio que esde 2.5 X 14.2 = 35.5 lts/min (75 pies3/hr)

3. Proporciona una gran accin de limpieza en la

soldadura de materiales como aluminio y

magnesio usando el modo de CA.

4. El argn es mas abundante por lo que es mas

fcil de conseguir y de menor costo.

5. Se puede obtener una muy buena proteccin

con niveles de flujo menores.

6. En la zona del arco, el argn es mas resistente

a la contaminacin por rfagas de aire.

7. Es mas fcil iniciar el arco en argn.

Debido a las caractersticas de bajo voltaje que

se usan con el argn, es mas fcil iniciar el arco

y particularmente mas til en la soldadura

manual de lminas delgadas en donde un arco de

menor calor ayuda a evitar que se traspase la

lmina. Cuando se suelda en las posicionesvertical o sobrecabeza, el calor mas bajo ayuda a

reducir la tendencia del metal base de que seescurra o afloje.

La densidad del argn es aprox. 1.3 veces

que la del aire y es 10 veces mayor que la

del helio. Por esta razn el argn, al ser maspesado cubrir el rea de soldadura y ser

mas resistente a rfagas de aire que el helio.

Mientras que el helio por ser mas ligero que

el aire tiende a elevarse mas rpidamente,

causando turbulencia que puede introducir

aire a la atmsfera del arco. Debido a a que el

costo del helio es tres veces mayor que el del

argn y el flujo que se requiere es de dos a tres

veces mas alto que el usado con argn,

ocasionando que el costo de de usar helio como

gas de proteccin puede llegar a ser hasta nueve

veces mas que cuando se emplea argn.

El helio que tiene un peso atmico de 4 es el mas

ligero de los gases monoatmicos y es le

segundo en abundancia despus del argn. El

helio grado soldadura se purifica hasta obtener

un grado de 99.99 %. Normalmente se transporta

como lquido. Y aunque su precio es de tres

veces el costo del argn, comparado con los

otros gases inertes es, su costo es

considerablemente menor. Bajo las mismas

condiciones de corriente de arco y longitud de

arco, el helio requiere de aproximadamente 1.7

veces mas de voltaje de arco que el requerido

usando argn, como se indica en las figuras 9 y10. Por lo que la energa o calor que se

desarrolla en un arco con helio es 1.7 veces masalto que el de argn, para un valor de corriente

dado. Debido al mayor calor generado, el helio o

las mezclas de argn con helio son mas

favorecidas para la soldadura de secciones

gruesas, materiales con alta conductividadtrmica o una alta temperatura de fusin. Las

mezclas de argn con helio estan disponibles en

combinaciones estndar en porcentajes de 25, 50

y 75 % de helio. Con la ayuda de un mezclador


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de gases se pueden obtener otras relaciones

de mezclas.

Usando helio o argn, en las aplicaciones de

SAETyG, se pueden obtener muy buenos

resultados, pero la mayora de las veces se

prefiere el argn por producir un arco massuave y tener un menor costo. El argn es

preferido tambin parta la soldadura de

materiales delgados ya que previene que se

traspase la pieza mientras se suelda. Cmo se

mencion arriba, el uso del helio se

recomienda para la soldadura de materiales

gruesos y de alta conductividad trmica como

el cobre y aluminio.

El hidrgeno tambin se emplea en porcentajes

de hasta 35 % para altas velocidades de avance

en aceros inoxidables y aleaciones de nquel.

Cuando se quiere aumentar la velocidad de

avance en materiales muy delgados se puede usar

mezclas de argn con hasta 50% de hidrgeno.

Se debe vigilar el uso de contenidos altos de

hidrgeno ya que pueden causar porosidad.

2.4 Electrodos.

Para seleccionar los electrodos para la SAETyG

se deben considerar cinco factores: tipo de

material, dimetro, afilado de la punta,

portaelectrodo y boquilla de cermica.

2.4.1 Material del Electrodo

Los electrodos para el SAETyG son fabricadosde tungsteno puro, tungsteno con 1 2 % de

torio, tungsteno con 2 % de cerio, tungsteno con

1, 1.5 2 % de lantano y tungsteno con un

contenido de 0.15 a 0.4 % de zirconio. Todos los

electrodos, normalmente, estan disponibles en

los dimetros de 0.25 a 6 mm (0.010 a 0.25 pulg)

e incluso con dimetros especiales hasta de 13

mm (0.5 pulg) y cuyas longitudes van desde los

75 a los 600 mm ( de 3 a 24 pulg). Los requisitos

para la composicin qumica estan dados en la

Tabla A-9 del Apndice de la Especificacin

para Electrodos de Tungsteno en Soldadura de

Arco, A5.12 de la AWS. Los electrodos pueden

ser suministrados con acabado superficial porlimpieza o pulido. Donde el trmino limpieza se

refiere a una limpieza qumica que remueve las

impurezas superficiales ocasionadas en las

operaciones de embutido y trefilado. Por otro

lado, el acabado pulido se realiza por medio de

un desbaste descentrado que remueve las

imperfecciones de la superficie. En la

Especificacin para Electrodos de Tungsteno en

la Soldadura de Arco, A5.12 de la AWS se

anotan los requisitos y algunos datos para los

electrodos de tungsteno.

Los electrodos de tungsteno puro (verdes) con

99.5 % de pureza son los menos costosos pero

tienen la menor capacidad de conduccin de

corriente, cuando se usan en la CA y baja

resistencia a la contaminacin.

Los electrodos de tungsteno que contienen 1 %de torio (amarillos) o con 2 % de torio (rojos)

tienen mayor emisividad de electrones que los

de tungsteno puro y por lo tanto mejor

capacidad de corriente y una mayor durabilidad.

El encendido de arco es mas fcil y el arco es

mas estable lo que ayuda a que se tenga una

mejor resistencia a la contaminacin originada

por el metal base. Cuando se usan con CD

polaridad negativa, mantienen una punta bien

afilada.

El torio es un material radioactivo por lo que

cuando se usan este tipo de electrodos se deben

de tomar medidas apropiadas de seguridad. Las

siguientes clasulas fueron desarrolladas por la

Comisin VIII en Salud y Seguridad del Instituto

Internacional de Soldadura (IIW por su siglas en

ingls):

Estatutos de la Comisin VIII enAspectos de Salud para el Uso deElectrodos de Tungsteno Toriados.

Los xidos de torio se encuentran en

electrodos de tungsteno toriados hasta en

un 4.2 % ( segn ISO 6848-WT para el

electrodo 40). El torio es un material

radioactivo y puede causar riesgos porexposiciones externas e internas. Si se

tienen, deben de considerarse alternativas

factibles para su manejo

Varios estudios realizados con electrodos

toriados han mostrado que debido al tipo

de radiacin generada, los riesgos de

radiacin externa, durante su almacenaje,soldadura o disposicin de residuos

pueden ser no considerables en

condiciones de uso normal.

Al contrario, cuando se est esmerilando

la punta del electrodo se generanpartculas radioactivas, con riesgos de

exposicin interna. Consecuentemente, es

necesario el uso de sistemas localizados

de ventilacin para controlar las partculas

en la misma fuente y si es necesario se

deber de complementar con equipo deproteccin respiratoria. El riesgo de una

exposicin interna durante la soldadura

no es considerable ya que el electrodo se

consume muy lentamente


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18

Se deben de tomar precauciones para

controlar cualquier riesgo de exposicin

durante la disposicin del polvo de los

dispositivos de afilado o desbaste

Los estatutos citados estan basados en

consideraciones hechas a partir de losreportes disponibles. La Comisin VIII

continuar manteniendo estos aspectos

bajo revisin

Los electrodos de tungsteno que contienen

zirconio (cafs) tienen propiedades entre los

electrodos de tungsteno puro y los toriados con

respecto al encendido de arco y su capacidad de

conduccin de corriente. Estos electrodos se

recomiendan para la soldadura de aluminio en

CA por encima de los electrodos de tungsteno

puro y los toriados, cuando se usan con

mquinas de soldar convencionales, no del tipo

inversor, debido a que mantienen la punta

redonda durante la aplicacin y tienen una alta

resistencia a la contaminacin. Otra ventaja de

estos electrodos es que estan libres de la

radioactividad del elemento torio.

Los electrodos de tungsteno ceriados (naranjas)

fueron introducidos a finales de 1980. El uso de

cerio, inicialmente en los electrodos no

consumibles, estaba presente en diferentes

valores de porcentaje. Recientemente, slo la

versin con 2 % de cerio, lleg a ser

comercialmente significativa. Los electrodos de

tungsteno ceriados no son radioactivos y operan

bien tanto con CA CD. Estos electrodos tienen

buenas caractersticas de encendido de arco y

estabilidad y tienen mejor durabilidad que sus

contrapartes de tungsteno toriado.

Los electrodos de tungsteno con 1 % de lantano

(negros), 1,5 % de lantano (dorados) y 2 % de

lantano (azules) tienen caractersticas similares a

los tungsteno ceriados. Estos electrodos de

tungsteno pueden ser usados para aplicaciones

con corriente alterna o directa . En la medida que

se aumente el porcentaje de lantano tambin seincrementa su facilidad de encendido, estabilidad

de arco y mejora la vida de la punta. Estos

electrodos pueden ser usados en lugar de los de

tungsteno toriados con las mquinas de soldartradicionales y las del tipo inversor. El lantano

no es un material radioactivo.

La clasificacin G para los tungstenos es aquella

que contiene la adicin de elementos de aleacin

no especificados. La adicin directa de

aleaciones al tungsteno afecta las caractersticas

de operacin del electrodo. Bajo estaclasificacin, el fabricante debe de proporcionar

la informacin del tipo y cantidad de elementos

de aleacin adicionados.

2.4.2 Dimetro y Forma de la Punta

del Electrodo.

El material del electrodo, dimetro y forma de lapunta (Figura 11) dependern del tipo de

aplicacin de soldadura, espesor del material,

tipo de junta y cantidad de metal a depositar. Los

electrodos usados con CA o con polaridad al

positivo debern de ser de dimetros mas

grandes que los que se usan con polaridad al

negativo. En las Tablas 2 y 3 se enlistan los

requisitos qumicos tpicos as como los rangos

de corriente para diferentes tipos de electrodos

de tungsteno .

La longitud total de un electrodo de tungsteno

estar limitado por la longitud de la antorcha de

SAETyG que se use. Las longitudes mayores

permiten mayor nmero de afiladas, sin embargo

los mas cortos, son mas econmicos.

La extensin del electrodo que sobresale de la

mordaza o porta electrodo determina el

calentamiento y la cada de voltaje en el electrodo.Ya que este calor no contribuye en la soldadura, la

extensin del electrodo, deber de mantenerse tan

corta como sea necesaria para que nos permita

tener acceso a la junta.

Se recomienda que los electrodos que se usen parasoldar con CD, polaridad negativa, ya sean los del

tipo de 2 % de torio, con cerio o con lantano

debern ser afilados con una punta en forma de un

cono truncado. Aunque, un afilado de la punta en

forma aguda, facilita el encendido de arco, no es

muy recomendable, debido a que la punta sefundir y se formar una pequea bola en el

extremo. Una punta plana y con un afilado angular,

conservar esta forma, si se usa dentro del rango de

corriente recomendado en la Tabla 3. Un exceso de

corriente causar que el electrodo se sobrecaliente


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Tabla 2Requisitos de la Composicin Qumica para los Electrodosa

Tabla 3Rangos Tpicos de Corriente para los Electrodos de Tungsteno(1)


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20

y se funda. Mientras que una corriente muy baja

permitir el bombardeo en el ctodo y la consecuente

erosin debida a la baja temperatura de operacin

ocasionando una inestabilidad dell arco

Para la soldadura con CA y CD con el electrodo al

positivo, es deseable que la punta del electrodo tengauna forma de hemisferio del mismo dimetro del

electrodo. En los electrodos de mayor dimetro que

se utilizan en la soldadura con CA y CD con

electrodo al positivo, este tipo de punta proporciona

una superficie estable dentro del rango de operacin

de corriente. Los electrodos del tipo zirconiados son

los preferidos para aplicaciones con CA y CD con

electrodo al positivo ya que tienen mayor capacidad

de arrastre de corriente que los electrodos de

tungsteno puro y son mas fciles para formar la bola

en condiciones de operacin normales. Los

electrodos toriados no forman la bola fcilmente por

lo que no se recomiendan para la soldadura con CA o

CD electrodo al positivo. El ngulo de afilado en la

punta del electrodo afecta en la penetracin de la

soldadura, ya que a menor ngulo se tender a reducir

el ancho del cordn por lo que la penetracin se

incrementa. Cuando se est preparando el ngulo de

la punta de un electrodo, el desbaste debe ser hecho

de forma paralela a la longitud del electrodo. Existen

mquinas especiales para efectuar el desbaste de los

electrodos que realizan un desbaste muy preciso con

el ngulo deseado.

2.5 Caractersticas de las Fuentes dePoder

2.5.1 Transformadores-Rectificadores

Las fuentes de poder para el uso con la SAETyG

deben ser de corriente constante con una curva

caracterstica de Cada de Voltaje (Figura 12A).

Puden tener otro tipo de funciones opcionales como

control para el ascenso y descenso de la corriente,

control de pulso y programas del ciclo completo. Las

fuentes de poder de voltaje constante no deben ser

usadas en el proceso SAETyG debido a que en

longitudes de arco cortas, la corriente llega a ser

excesiva (Figura 12B).

La fuente de poder puede ser un transformador-

rectificador monofsico el cual puede suministrar

CA para la soldadura de aluminio. Las fuentes de

poder fabricadas especficamente para SAETyG,

normalmente incluyen una fuente de alta frecuenciapara el inicio de arco y vlvulas que controlan el flujo

del gas inerte as como enfriamiento por agua para la

antorcha. Cuentan tambin con temporizadores que

permiten a las vlvulas abrir poco antes de que se

encienda el arco y cerrar poco despus de que se

extingue el arco. La alta frecuencia es necesaria para

encender el arco en lugar del encendido por toque

que ocasiona que se contamine el tungsteno

fcilmente. Es posible controlar la alta frecuencia

para que accione slo para el encendido o de manera

contnua para la operacin en el modo de CA.


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Las fuentes de poder deben incluir un contactor

secundario y un medio para controlar la corriente de

manera remota. Para la soldadura manual, se podran

realizar estas funciones mediante un pedal que

controle el contactor y la corriente de soldadura. Es

deseable una fuente de poder con un solo rango de

corriente que le permita al soldador variar la corrientede un valor mnimo al mximo sin necesidad de

cambiar de rango con algn interruptor.

Las fuentes de poder mas avanzadas cuentan con

controles que les permite pulsar la corriente en los

modos CA y CD con pulsos esencialmente

cuadrados. Tanto la corriente de fondo como la de

pico pueden ser ajustadas, as como la duracin del

pulso (tiempo del pico) y la frecuencia del pulso

(Figura 13). La frecuencia del pulso es igual a 1

dividido entre el tiempo del ciclo en segundos. Este

control del pulso nos permite realizar soldaduras en

materiales delgados, paso de raz y en la posicin de

sobrecabeza con menor riesgo de atravesar la pieza o

deformarla.

Todas las fuentes de poder transforman el alto voltaje

y baja corriente de alimentacin a una corriente alta y

bajo voltaje de salida mediante un transformador. En

el pasado, los transformadores operaban directamente

con una alimentacin de CA a 50 60 Hertz.

Desafortunadamente los transformadores son

relativamente, poco eficientes a esas frecuencias ya

que se genera mucho calor en el transformador que

por diseo debe ser de gran tamao y peso.

Adicionalmente, cuando se usa a 60 Hertz, el control

entrega una seal limitada a no mas de 120 por

segundo.

Hace algunos aos, se encontr que en la SAETyG,

la penetracin en la soldadura , se origina cuando el

electrodo est al negativo en el ciclo de CA. Durante

la parte del ciclo positivo, la penetracin se reduce y

la mayor parte del calor se va al electrodo de

tungsteno. Sin embargo, cuando el electrodo est en

la parte positiva del ciclo, el arco realmente remueve

los xidos de la superficie del aluminio, haciendo que

sea mas fcil soldarlo. Debido a esto y aunque la

mayora de los metales en el proceso SAETyG sesueldan usando corriente directa, el aluminio

normalmente se suelda usando CA.

Las primeras mquinas para SAETyGproporcionaban una salida en CA con una onda

sinusoidal simple que generaba la misma cantidad de

partes positivas y negativas, lo que resultaba muy

poco eficiente, ya que slo se necesita una pequea

cantidad de energa positiva para conseguir una

adecuada limpieza. No era posible variar la

proporcin entre la parte positiva y negativa.

Aproximadamente 85% del negativo y 15% delpositivo proporcionan un arco para una adecuada

limpieza y penetracin. Sin embargo, se requieren

electrodos de tungsteno de mayor dimetro ya que

mucho de la energa de arco se va hacia el tungsteno.

2.5.2 Inversores

Las capacidades de las fuentes de poder para soldar

estan cambiando constantemente y muy rpido,especialmente en el rea de la tecnologa de losinversores. Las fuentes de poder del tipo inversor son

apropiadas para la soldadura de una amplia variedad

de metales que incluye las aleaciones de aluminio

con espesores delgados.

Los inversores fueron introducidos, primeramente,

como fuentes de poder para la soldadura con CD y

mas recientemente para generar corriente alterna. En

este tipo de fuentes de poder, la alimentacin de CA

de 50 60 Hertz se rectifica a CD, posteriormente

pasa a una seccin del inversor en donde se encuentra

un interruptor de estado slido que enciende y apaga

con una frecuencia de hasta 20,000 Hertz. Esta CApulsada de alta frecuencia y alto voltaje se alimenta al

transformador principal donde se convierte la CA de

20,000 Hertz a un voltaje bajo que es apropiado para

efectuar la soldadura. Finalmente se hace pasar a

travs de un filtro y un circuito de rectificacin. La

salida se controla con circuitos de estado slido que

modulan la velocidad de interrupcin de los

transistores.


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Este novedoso diseo de inversores nos ofrece

muchas ventajas. La primera, es que el transformador

principal que opera a 20,000 Hertz es mas eficiente

que los transformadores a 50 60 Hertz , lo que

permite que se pueda fabricar mucho mas pequeo.

Las fuentes de poder de SAETyG del tipo inversor

llegan a pesar de 14 a 23 Kg (30 a 50 lbs).

Otra ventaja de las fuentes de poder del tipo inversor

es el costo de energa. El equipo tipo inversor es

mucho mas eficiente que la del tipo transformador

convencional. Bajo circunstancias normales, los

ahorros por costos de energa son de un 10%

aproximadamente.

Durante muchos aos, las fuentes de poder tipo

inversor solamente podan entregar CD, los

inversores con salida de CA, simplemente no

existan, lo que limitaba los inversores para el uso en

la soldadura de aluminio que normalmente en

SAETyG se suelda usando CA. Mediante el uso dedos inversores trabajando con polaridades opuestas y

de manera alternada, encendiendo y apagndolas se

poda generar un tipo de CA. Algunos inversores

todava generan CA de esta forma. Actualmente se

tienen mtodos mas sofisticados para generar la CA:

La habilidad para generar CA es lo que hace que los

inversores sean considerados para la soldadura de

aluminio usando la SAETyG. El hecho de que el

voltaje de arco, realmente nunca llegue a cero,

permite que el arco con CA sea mucho mas estable

que lo que se tena en el pasado. La mayora de las

fuentes de poder del tipo inversor para SAETyG no

necesitan que la alta frecuencia sea contnua paramantener la estabilidad. La eliminacin de la alta

frecuencia contnua, reduce la cantidad de

interferencia por radiofrecuencia que se genera en la

fuente de poder.

Adicionalmente, el hecho de que las seales decontrol puedan ser enviadas a 20 Kilohertz significa

que la frecuencia de salida de la CA de soldadura

puede ser variada. Las mquinas viejas slo producen

una salida de 60 Hertz. Las altas frecuencias pueden

ser muy tiles para en la soldadura de materiales

delgados ya que cuando se aumenta la frecuencia, el

cono del arco y el cordn se hacen mas angostos lo

que ocasiona mayor penetracin.

Las fuentes de poder tipo inversor brindan un arco

con efecto de limpieza con tan solo 15% en la parte

positiva. Si se reduce la porcin del ciclo en elpositivo, el proceso se vuelve mas eficiente, se

incrementa la penetracin de la soldadura y se reduce

la cantidad de calor que impacta en el electrodo de

tungsteno, lo que nos permite el uso de menores

dimetros de electrodos y afilado en forma de punta

que ayuda a concentrar y hacer cordones mas

angostos.

Casi todas las fuentes de poder del tipo inversor para

la SAETyG estan diseadas para usar tungstenos

toriados al 2 %, sin importar si la salida es de CD

CA. Las caractersticas de salida de los inversores lespermiten usar tungstenos toriados al 2 % con afilado

en punta en el modo de CA, sin necesidad de realizar

la punta en forma de bola, como ocurre en los

transformadores tradicionales. Tambin se pueden

usar los tungstenos con cerio y con 2 % de lantano.

Tambin se recomienda integrar un mdulo de alta

frecuencia, slo para el encendido, en la operacin

con CD o para una operacin con CA con salida

contnua. Algunas de las nuevas fuentes de poder del

tipo generador de corriente incorporan una tecnologa

de fraccionamiento (chopper) que permite el

encendido de arco por toque en la operacin con

CD, sin que exista contaminacin del tungsteno.

2.5.3 Generadores de Corriente.

Las fuentes de poder tipo generadores de corriente

normalmente son propulsadas por un motor a

gasolina o diesel y producen CD, ya sea del tipo

corriente constante o con la curva caracterstica de

cada de voltaje o tambin con la de caracterstica

de voltaje constante. La fuente de poder del tipo

alternador, puede suministrar CA para la SAETyG.

Una fuente de poder que sea capaz de operar en

corriente constante o voltaje constante deber de

colocarse en el modo de corriente constante para la

aplicacin de soldadura con TyG.

2.6 Antorchas

Las antorchas para la soldadura con TyG deben de

cumplir con las siguientes funciones: 1) sujetar el

electrodo de tungsteno para que se pueda manipular

durante la operacin de soldadura, 2) proporcionar

una conexin elctrica al electrodo, 3) suministraruna proteccin de gas inerte a la punta del electrodo,

a el arco y a la zona caliente de soldadura, y 4) aislar

el electrodo y las conexiones elctricas del operador

o del soporte de montaje. En la Figura 14 se muestran

las antorchas tpicas para soldar mediante la

SAETyG. La antorcha est constituda por un cuerpometlico, un portaelectrodo, un difusor y una tapa

que aprieta y sostiene el electrodo de tungsteno. El

cable elctrico est conectado al cuerpo de la

antorcha, el cual est aislado y protegido por una

cubierta de plstico. Las antorchas manuales tienen

conectada una manija a la cubierta de plstico. Elcable de fuerza, la lnea de gas y la conexin para

agua pasan a travs de la manija o de la cabeza de la

antorchas que se usan para las operaciones

automticas. En las antorchas pequeas que se usan

para bajas corrientes, el electrodo, el portaelectrodoy los componentes internos son enfriados por el


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FIGURA 14 Antorchas para SAETyG


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mismo flujo de gas inerte. Las antorchas mas grandes

y para mayor capacidad de corriente son enfriadas

por agua y requieren de conexiones a la llave de agua

y descarga o a un recirculador de agua. Se prefieren

los recirculadotes que trabajan con agua destilada y

desionizada para prevenir la acumulacin de

depsitos de minerales, dentro de la antorcha,ocasionados por el agua de la llave.

Los portaelectrodos normalmente estan formados por

dos piezas que se adaptan a los diferentes dimetros

estndar de electrodos de tungsteno. Tanto las dos

piezas que se insertan a la antorcha, como la misma

parte de la antorcha, deben ser capaces de soportar la

corriente de soldadura requerida sin que se

sobrecaliente. Estos componentes estan fabricados de

una aleacin de cobre endurecible.

El flujo de gas inerte fluye a travs del cuerpo de la

antorcha y de los orificios del difusor hacia el

extremo del arco de la antorcha. Una boquilla o copase coloca sobre el extremo del arco, en la antorcha,

para dirigir el gas inerte sobre el electrodo y el charco

de soldadura. La funcin de la boquilla de gas es

dirigir el flujo de gas inerte alrededor del electrodo y

por consiguiente al rea de soldadura. Las boquillas

estan hechas de un material duro y resistente al calor,

como la cermica y estan disponibles en varios

dimetros y formas. Las de mayor tamao brindan

una proteccin del gas inerte mas completa en el rea

de soldadura pero pueden resultar demasiado grandes

en reas restringidas. Las boquillas pequeas

proporcionan una adecuada proteccin en reas

restringidas y con la ayuda de algunos dispositivos

se puede matener el gas inerte en la junta.

Las boquillas normalmente se atornillan a la antorcha

y estan hechas de una cermica dura y resistente al

calor. Existen algunas hechas de un vidrio para alta

temperatura como el vicor que est montado a

presin sobre un componente de plsticocompresible. Hay un tipo de boquillas a las que se les

puede insertar una pieza con una forma de malla

hecha con alambres muy finos a la que se le

denomina: lentilla de gas la cual produce un flujo

laminar, en lugar de una turbulencia del gas inerte

que incrementa la eficiencia de la proteccin gaseosa.

En la operacin de soldadura por mquina o

automatizada se debe proporcionar una mayor

cobertura de gas mediante la ayuda de un dispositivo

que suministre un gas de respaldo y un gas de arrastre

a la antorcha. Estos artculos sern comentados enuna seccin posterior.

En la mayora de las antorchas para el proceso

manual de SAETyG, la manija est colocada en un

ngulo de 70 grados aproximadamente al cuerpo dela antorcha, algunas antorchas tienen un cuello

flexible entre el cuerpo y la manija que permite

ajustarla en un rango de 50 a 90 grados.

Las antorchas para operaciones mecanizadas o

automatizadas pueden llevar el cable de fuerza y

las conexiones de gas y agua sujetadas a un lado

de las mismas, mediante una perilla de ajuste.Hay otras que tienen todas las conexiones en la

parte superior y se requiere de una herramienta

especial para apretar el tungsteno al

portaelelctrodo. Las antorchas mecanizadas

normalmente estan sujetas mediante prensas

alrededor del cuerpo de la misma antorcha.

2.7 Rectificacin y Efecto de Limpiezaen la CA.

Cmo se mencion anteriormente, cuando se

suelda aluminio o magnesio con CA ocurrir un

desbalanceo de la forma de onda (ver atrs la

Figura 8 ) debido a que el tungsteno cuando secalienta emite electrones mas fcilmente que la

superficie del metal. Lo que resulta en un mayor

flujo de corriente cuando el electrodo est

negativo, proporcionando mas calor donde se

necesita. Cuando el electrodo est positivo, la

menor cantidad de corriente ser suficiente

mientras sea la adecuada para que proporcione el

efecto de limpieza en la superficie. Tambin

menor corriente significa que el electrodo de

tungsteno se calentar menos.

Mediante la aplicacin SAETyG con CA, el flujo

de corriente se hace cero dos veces por cada

ciclo y el arco debe ser restablecido dos veces ebcada ciclo. Cuando el electrodo se hace negativo,

el reencendido ocurre fcilmente pero cuando el

electrodo se hace positivo el reencendido es lento

provocando una corriente baja. Cuando la

corriente no enciende en la mitad positiva del

ciclo, se crea una rectificacin y por lo tanto, n o

habr efecto de limpieza El uso de una alta

frecuencia sobrepuesta a la CA nos ayuda a

asegurar que el arco est reencendiendo

oportunamente en cada mitad positiva del ciclo

para brindar la accin de limpieza y reducir el

desbalanceo. Durante el modo de CA la onda

bsica sinusoidal de 60 Hertz puede ser

modificada para producir una onda cuadrada.Existen otros controles que permiten que la onda

de CA sea balanceada o variarla hacia la parte

positiva o negativa del ciclo (Figura 15). Esta

funcin es particularmente til cuando se suelda

aluminio y magnesio ya que con el control se

puede poner hacia la parte positiva del ciclo para

un mximo efecto de limpieza.

2.8 Alimentadores de Alambre

Un alimentador de alambre para la SAETyGautomatizada debe ser capaz de alimentar el


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alambre del carrete o a una velocidad controlada, a

travs de las guas, hacia el charco de soldadura. El

sistema completo del alimentador est constituido de

un portarrollo para el carrete de alambre, un motor de

arrastre, un control de velocidad y una gua para

dirigir el alambre del mecanismo de arrastre hasta el

charco de soldadura. Estos alimentadores de alambreson casi de uso exclusivo en las instalaciones

mecanizadas o automatizadas de la soldadura con

TyG aunque en la soldadura manual con TyG

tambin pueden ser usados alimentadores de alambre

que se portan de forma manual.

El mecanismo de arrastre consiste en un motorelctrico conectado a un reductor de engranes y un

juego de rodillos. La principal diferencia entre los

alimentadores para el proceso MIG y los de TyG es

el rango de velocidad. Ya que para los de TyG elrango de velocidad es de 500 a 5,000 mm/min (20 a

200 pulg/min) mientras que para los de MIG el rango

anda de 2,500 a 25,000 mm/min (100 a 1,000

pulgs/min) Normalmente un juego de rodillos se usa

en el proceso con TyG y ambos rodillos pueden tener

traccin o uno de ellos puede ser con traccin y el

otro libre. La alimentacin con ambos rodillos en

traccin ser mas positiva y con menos riesgo dedeslizamiento. El o los rodillos de traccin tienen una

ranura estriada en V para usarse con alambres de

acero al carbono, acero inoxidable, aleaciones base

nquel y titanio. El rodillo libre o loco puede se

plano o liso o puede tener una ranura en V lisa.

Para los alambre de cobre o aluminio se usan rodillos

con ranuras lisas en ambos rodillos. Los rodillos

estriados no deben ser usados en alambres suaves

debido a la tendencia de producir pequeas rebabas

del alambre que son transferidas a la punta decontacto ocasionando que se atore. Hay algunos

mecanismos que usan dos pares de rodillos en

tandem y todos tienen traccin aunque este tipo de

mecanismos se usan mas para los procesos MIG y

arco sumergido en donde se alimentan alambres mas

gruesos y a mayores velocidades que los usados en la

SAETyG.

El propsito de las unidades de control es que

nos permita establecer la velocidad de

alimentacin requerida y que sta se pueda

mantener a pesar de las variaciones en las

condiciones de carga. La mayora de los

controles usan circuitos electrnicos que

comparan el voltaje proporcional a la velocidad

del motor para establecer un voltaje de

referencia. Este voltaje de referencia puede ser

obtenido de la armadura del motor o de un

tacmetro montado en la flecha del motor. El

controlador debe tener un interruptor para

reversa y otro para alimentacin desenergizada.

Por lo que de esta forma se puede alimentar o

regresar el alambre durante la puesta en marcha.

Despus de que el alambre pasa por los rodillos

y entra al tubo que lo gua hacia la boquilla de

salida en donde se posiciona el alambre hacia el

charco de soldadura. Este tubo gua es flexible y

est blindado internamente con nylon. La

longitud puede variar de unas cuantas pulgadas

hasta varios pes de largo dependiendo de la

posicin del mecanismo de alimentacin de

rodillos y la antorcha de SAETyG. La boquilla

de salida est montada sobre o cerca de la

antorcha por una pieza que la sujeta la cual

mediante un tornillo se puede ajustar la posicin

y el ngulo. Si el alimentador de alambre se usa

para la soldadura manual con TyG , el soldador

sujetar con una mano el extremo de la boquillay el tubo gua y con la otra, la antorcha para la

soldadura con TyG El encendido y apagado

puede ser controlado mediante un interruptor en

el tubo gua o mediante un pedal. Las antorchasmanuales para la soladura con TyG tambin

pueden encontrarse con el tubo gua de

alimentacin anexado a la cabeza de la antorcha,

lo cual requiere del uso de una sola mano (Figura

16B).


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3.0 TECNICAS DE APLICACINPARA LA SOLDADURA MANUAL

Para poder llegar a tener una gran destreza en la

aplicacin de la soldadura con TyG, el soldador debe

desarrollar una habilidad para manipular la antorcha

con una mano mientras controla la corriente con el

pedal o con el control de mano y al imentar el metal

de aporte, con la otra mano. Antes de iniciar

cualquier trabajo, el soldador debe tener una buena

idea de las condiciones, tales como: metal de aporte,

corriente, gas de proteccin, posicin, aplicacin en

campo o en el taller, etc.

3.1 Cmo Definir los Parmetros deSoldadura

El tipo de material, diseo de la junta y los requisitosdel servicio determinarn la

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