Aunque muchos metales se sueldan en GTAW, la soldadura de aluminio suele estar asociada a este proceso. Se pueden utilizar muchos otros procesos para soldar aluminio, pero para espesores finos el más utilizado es el TIG.
La difusión del aluminio en el sector de la automoción ha dado lugar a innovaciones y desarrollos en la soldadura TIG. Debido a sus altas características mecánicas y estéticas, la soldadura TIG es el proceso de mayor rendimiento.
Índice
Soldadura de aluminio con TIG
El proceso TIG es el más adecuado para soldar aluminio, pero para soldarlo de forma fácil y fiable se necesitan algunas consideraciones sobre las características de este metal.
El aluminio puro tiene un punto de fusión por debajo de 650°C y no hay variaciones de color como en la mayoría de los otros metales. Por esta razón no es posible ver visualmente cuando el aluminio está cerca de fundirse. La capa de «óxido» que se forma rápidamente en la superficie tiene un punto de fusión mucho más alto (unos 2050ºC).
Además, el aluminio hierve a temperaturas inferiores (2520ºC) al punto de fusión del óxido.
El óxido también es más pesado que el aluminio y, cuando se funde, tiende a hundirse o quedar atrapado en el aluminio fundido. Por estas razones, es fácil entender por qué, en la medida de lo posible, la «capa de óxido» debe eliminarse antes de soldar.
La polaridad inversa del arco permite obtener un efecto de bombardeo iónico que rompe el óxido superficial (alúmina). La soldadura AC aprovecha este efecto en las fases de polaridad inversa y, en las fases de polaridad directa, en el enfriamiento del tungsteno.
Aluminio y calor
El aluminio es un excelente conductor de calor. Se requiere un alto aporte de calor al comienzo de la soldadura, ya que se pierde mucho calor al calentar el material de relleno. A medida que avanza la soldadura, el calor avanza con el arco y precalienta el metal base.
En este punto, una entrada de calor y por lo tanto una corriente de soldadura más baja en comparación con el arranque en la placa fría es suficiente. Por esta razón, recomendamos un control de pie o manual Amptrol™ para usar con la soldadora Lincoln Precision TIG® – para cambiar fácilmente la corriente durante la soldadura.
Algunas aleaciones de aluminio tienen tendencia a agrietarse en caliente. Esto ocurre a temperaturas en las que la aleación se encuentra en estado líquido-sólido y, al no tener suficiente resistencia a la rotura para soportar las tensiones de contracción que se producen durante el enfriamiento, los enlaces intergranulares se rompen.
La selección correcta del metal de aportación, el proceso de soldadura y la geometría del cordón pueden reducir o eliminar estos problemas. Algunos expertos recomiendan la técnica como un paso de peregrino.
Llenado
El metal introducido es una combinación del material base y el material de relleno y debe tener la resistencia, ductilidad y resistencia a la corrosión requeridas por la aplicación.
Consulte la tabla siguiente para conocer los materiales de relleno recomendados para las distintas aleaciones de aluminio.
La tasa de depósito más alta se logra soldando alambres o varillas de mayor diámetro a la corriente de soldadura más alta posible.
Con la misma corriente, mientras no se haya alcanzado la corriente de saturación, deposita el consumible con la sección menor. El diámetro del hilo más adecuado para una aplicación específica depende de la corriente que se pueda utilizar para realizar la soldadura.
A su vez, la corriente es regulada por la fuente de alimentación disponible, la geometría de la unión, el tipo de aleación y su espesor, y la posición de soldadura.
Metal de aportación recomendado para los diferentes tipos de aleaciones de aluminio
Metal de aportación recomendado(1)
Material de base Optimización de las características de tracción Optimización de la soldabilidad
Notas:
(1) Consejos para placas «0» endurecidas.
(2) La soldabilidad de estos materiales base no se ve afectada significativamente por el metal de aportación. La elongación de estos materiales base es generalmente menor que la de las otras aleaciones listadas.
(3) Para juntas soldadas en 6061 y 6063 que requieran máxima conductividad eléctrica, utilice el metal de aportación 4043. Sin embargo, si se requiere tanto resistencia como conductividad, utilice metal de aportación 5356 y aumente el tamaño de la soldadura para compensar la menor conductividad de 5356.
Calidad de almacenamiento
La soldadura TIGUNA sólo se obtiene si el material de relleno está limpio y es de alta calidad.
Si el alambre no está limpio, se pueden introducir muchos contaminantes en el metal de soldadura, debido a la superficie relativamente grande del metal de aportación en comparación con la cantidad de metal que se deposita.
Los contaminantes del material de relleno suelen ser aceite u óxido hidratado.
El calor de la soldadura libera hidrógeno de estas fuentes, causando porosidad en la soldadura. Los alambres de soldadura de aluminio Lincoln ER4043 y Lincoln ER5356 se fabrican según los más altos estándares de prueba y se empacan para evitar la contaminación durante el almacenamiento.
Dado que el metal de aportación se diluye con el material de base en el baño de metal de aportación, la composición del metal de aportación y del material de base influye en la calidad de la soldadura.
Las tres Ps : Limpieza, Limpieza y LIMPIEZA
Las piezas a soldar suelen ser conformadas, rebanadas o mecanizadas de otro modo antes de empezar a soldar. La eliminación completa de todos los lubricantes es un requisito previo para obtener soldaduras de alta calidad.
Se debe tener especial cuidado para eliminar completamente el aceite, los hidrocarburos y otros materiales extraños antes de soldar. Los bordes con acabado cianurado deben estar limpios y lisos. Para facilitar la limpieza, los lubricantes utilizados en la fabricación deben retirarse rápidamente.
Para reducir la posibilidad de porosidad y escoria de la soldadura, no se debe subestimar la limpieza de las superficies de soldadura. El hidrógeno puede causar porosidad y el oxígeno puede causar escoria de soldadura.
Los óxidos, grasas y aceites contienen oxígeno e hidrógeno que, si se dejan en los bordes a soldar, provocan defectos. Las operaciones de limpieza deben realizarse antes de empezar a soldar. En la tabla siguiente encontrará un resumen de las operaciones de limpieza que deben realizarse.
Métodos comunes utilizados para limpiar las superficies de aluminio antes de soldar
Tipos de limpieza
Compuestos a eliminar
A- Aceites, grasas, mezclas, y polvos (utilice cualquier
método listado
Superficies de soldadura
- Limpiar con soluciones alcalinas medias.
- Pulidores con disolventes como acetona o alcohol
- Limpiar con disolventes
Piezas terminadas
- Desengrasar con vapor
Desengrasar con spray - Remojar en disolvente alcalino
Sumergir en disolvente
B- Óxidos (Utilice cualquier método de la lista)
Superficies de soldadura
- Sumergir en una solución alcalina fuerte, luego en agua y luego en ácido nítrico. Termine con agua y luego seque.
- Limpiar con un desoxidante adecuado
- Retirar mecánicamente con cepillos o esmerilado. Para aplicaciones críticas, limpie mecánicamente todas las superficies antes de soldar.
Piezas terminadas
- Remojar en una solución alcalina fuerte, luego en agua y luego en ácido nitrílico.
- Termine con agua y luego seque.
- Sumérjase en la solución adecuada