Guía para soldar Aluminio

Artículo publicado en la revista Welding Design and Fabrication.

Traducción de la publicación en la Web de Lincoln Electric por Silvia Caballero

Selección del Equipo, Preparación del material, Técnica de soldadura, .......

Siga los métodos prácticos aquí presentados para seleccionar el equipo, preparar los materiales base, aplicar la técnica adecuada e inspeccionar visualmente las soldaduras para asegurar una alta calidad al soldar aleaciones de aluminio por el procedimiento MIG y TIG.

Incluso para los expertos en la soldadura de aceros, el soldeo de las aleaciones de aluminio puede presentar un verdadero desafío.

La mayor conductividad térmica y el menor punto de fusión de las aleaciones de aluminio pueden fácilmente producir perforaciones a menos que los soldadores sigan los procedimientos prescritos.

También la alimentación del alambre durante el soldeo MIG (GMAW) presenta un reto debido a que el alambre es más blando que el acero, tiene una resistencia más baja y tiende a enredarse en los rodillos de arrastre.

Para superar estos retos, los operarios necesitan seguir los métodos prácticos y las guías aquí indicadas.

Soldadura MIG :

Preparación del metal base : Para soldar el aluminio, los operarios deben limpiar cuidadosamente el material base y eliminar cualquier óxido de aluminio y contaminación por hidrocarburos procedentes de lubricantes o disolventes de corte.

El óxido de aluminio en la superficie del material funde a 2038ºC mientras que el aluminio, metal base de debajo, funde a 649ºC. Por ello, cualquier óxido que quede en la superficie del metal base inhibirá la penetración del metal de aporte en la pieza.

Para eliminar los óxidos de aluminio, utilizar un cepillo de alambre de acero inoxidable o disolventes y soluciones decapantes. Si se usa un cepillo de acero inoxidable, cepillar solo en una dirección. Tener cuidado de no cepillar demasiado enérgicamente, ya que pueden incrustarse los óxidos en la pieza. Usar solo el cepillo para piezas de aluminio; no limpiar aluminio con un cepillo que haya sido utilizado para acero inoxidable o acero al carbono. Cuando se usen soluciones químicas decapantes, asegurarse de que han sido eliminadas de la pieza antes de soldar.

Para minimizar el riesgo de que los hidrocarburos de aceites o soluciones de corte entren en la soldadura, eliminarlos con un desengrasante. Verificar que el

desengrasante no contenga hidrocarburos.

Precalentamiento : El precalentamiento de la pieza de aluminio puede ayudar para evitar la fisuración de la soldadura. La temperatura de precalentamiento no debe exceder de 110ºC. Usar un indicador de temperatura para prevenir sobrecalentamiento.

Además, colocar puntos de soldadura al principio y al final de la zona a soldar ayudará la eficacia del precalentamiento. También debe precalentarse una pieza de aluminio grueso cuando se suelda a una pieza delgada. En el caso de problemas de fusión insuficiente en el inicio, la solución puede ser la adición de chapas de inicio y fin de soldadura.

La técnica del empuje : Con aluminio, utilizar una técnica de empuje en lugar de arrastre, alejando la pistola fuera de baño, se conseguirá menor contaminación en la soldadura, y mejor acción limpiadora y cobertura de gas de protección.

Velocidad de avance : La soldadura del aluminio necesita ser realizada “caliente y rápida”. A diferencia del acero, la alta conductividad térmica del aluminio determina el uso de ajustes de amperajes, tensiones y velocidades de avance más altos. Si la velocidad de avance es demasiado baja, el soldador corre el riesgo de perforar la chapa, en especial, si es chapa delgada.

Gas de protección : El Argón, debido a su buena acción limpiadora y perfil de la penetración, es el gas de protección más comúnmente usado para la soldadura del aluminio. En la soldadura de las aleaciones de aluminio de la serie 5XXX un gas de protección mezcla de argón con helio, con un máximo del 75% de helio, minimizará la formación de óxido de magnesio.

Alambre de soldadura : Seleccionar un alambre de aluminio que tenga una temperatura de fusión similar a la del material base. Cuanto más pueda el operario acercarse al rango de fusión del metal, más fácil será soldar la aleación. Emplear alambres de 1,2 o 1,6 mm de diámetro. Cuanto mayor sea el diámetro del alambre, más fácil es la alimentación. Para soldar material delgado, un alambre de 0,9 mm de diámetro combinado con un procedimiento de soldadura pulsado con una baja velocidad de alimentación, de 250 a 760 cm/min. (100 a 300 in/min.), dará buenos resultados.

Soldaduras de forma convexa : En la soldadura del aluminio, la fisuración del cráter causa la mayoría de defectos. La fisuración proviene del alto valor de la dilatación térmica del aluminio y de las considerables contracciones que ocurren cuando se enfrían las soldaduras. El riesgo de fisuración es más grande con cráteres cóncavos, dado que la superficie del cráter se contrae y rompe cuando se enfría. Por ello, debe rellenarse el cráter de manera que quede convexo (formando un montículo). Al enfriarse la soldadura, la forma convexa del cráter compensará las fuerzas de contracción.

Selección del equipo : Cuando se selecciona una fuente de corriente para la soldadura MIG del aluminio, hay que considerar en primer lugar el método de transferencia : arco spray o arco pulsado.

Para el soldeo con arco spray puede utilizarse equipos de corriente constante (cc) y de

tensión constante (cv). El arco spray toma un chorro minúsculo de metal fundido y lo pulveriza a través del arco desde el alambre hasta el metal base. Para aluminio grueso que requiere corrientes de soldeo superiores a 350 A, los equipos de corriente constante, cc, producen resultados óptimos.

La transferencia por arco pulsado se lleva a cabo, generalmente, con un equipo de tecnología inverter. Los equipos más recientes llevan instalados procedimientos de arco pulsado basados en el tipo y diámetro de alambre. En el MIG pulsado, una gota de metal de aporte se transfiere desde el alambre a la pieza en cada pulso de corriente. Este proceso proporciona menos salpicaduras y velocidades de avance más rápidas que las del soldeo por arco spray. También se tiene mejor control del aporte térmico (heat input), mayor facilidad de soldeo en posición y permite al operario soldar material delgado a bajas velocidades de alimentación y corrientes.

Devanador : El método preferido para la alimentación del alambre de aluminio, a largas distancias es el método push-pull (empujar y arrastrar) que emplea un devanador cerrado para proteger el alambre del ambiente. Un motor de velocidad variable y par constante en el devanador ayuda a empujar y guiar el alambre a través de la pistola a una fuerza y velocidad constantes. Un motor de alto par en la pistola arrastra el alambre y mantiene constantes la velocidad de alimentación y longitud de arco.

En algunos talleres, los soldadores utilizan los mismos devanadores para alambre de acero y de aluminio. En este caso, el uso de espirales de plástico o Teflon ayudará a asegurar una alimentación suave y constante. Para los tubos guía, usar tubos de salida tipo cincel y tubos de entrada de plástico para mantener el alambre lo más cerca posible de los rodillos de arrastre y prevenir enredos del alambre.

Durante el soldeo, mantener la manguera de la pistola lo más recta posible para minimizar la resistencia a la alimentación. Verificar la correcta alineación entre los rodillos de arrastre y los tubos guía para prevenir el raspado del aluminio.

Utilizar rodillos de arrastre diseñados para aluminio. Ajuste la tensión del rodillo de arrastre para suministrar una tasa de alimentación constante. Tensión excesiva deformará el alambre y causará rugosidad y alimentación errática; tensión demasiado pequeña dará alimentación irregular. Ambas condiciones pueden conducir a un arco inestable y porosidad en la soldadura.

Pistolas de soldadura : Para el soldeo del aluminio utilizar una espiral independiente para la pistola. Para evitar calentamiento del alambre, intentar restringir ambos finales de la camisa para eliminar separaciones entre la camisa y el difusor de gas de la pistola.

Cambiar las camisas a menudo para minimizar el potencial abrasivo del óxido de aluminio que causa problemas de alimentación.

Utilizar boquillas de contacto 0,4 mm. más grandes que el diámetro del alambre que se utilice, ya que las boquillas calientes se dilatan en forma oval y probablemente limitarían la alimentación del alambre. Generalmente, cuando una corriente de soldadura supera los 200 A, se debe utilizar una pistola refrigerada por agua para minimizar el aumento de temperatura y reducir las dificultades de la alimentación.

Soldadura de aluminio

 

No hace muchos años la soldadura del aluminio era considerada como algo imposible. Pero en los tiempos actuales es cosa común el poder efectuar su soldadura en forma casera cuando se poseen los conocimientos necesarios que en todos sus detalles exponemos en esta sección.

Antes que nada, es importante que digamos algo sobre el aluminio como metal, para tener una idea clara que nos permita distinguir sus distintos grados de pureza de la cual depende el éxito de la soldadura.

El aluminio puro es un metal de aspecto "argentino" (plateado), muy liviano, que no se altera al aire, pero se cubre instantáneamente de una pelicula transparente, finísima, de óxido de aluminio que lo preserva de toda corrosíón de origen atmosférico que pueda alterar su aspecto.

Esta película de óxido que acabamos de mencionar es la que dificulta la operación de soldarlo, pues mientras el alumínio funde a los 6250 C, su óxido lo hace a más de 1000° C, o sea cuando el metal ya ha fundido. Es por estas razones que debemos ante todo reducir químicamente este óxido para poder soldar el metal.

Posiblemente muchos amígos lectores pensarán que siendo el aluminio un metal tan conocido y de uso diario, estas aclaraciones están demás, pero es del caso aclarar que nos estamos refiriendo al aluminio químicamente puro. tan dificil de encontrar en los Útiles de cocina y otros de uso diario aceptados como si fueran de aluminio y que en realidad son aleaciones de este metal con alto porcentaje de silicio, cinc, hierro, cobre, etc., comprendiendo en estas proporciones algunas impurezas que conspiran contra las buenas soldaduras.

En los traba,los caseros lo más corriente es tener que soldar cacprolas y otros rpcipientes por el estilo tapando agujeros o raja duras producidas en el aluminio. Después de limpiar perfectampnte el metal desengrasando su superficie y pasando lana de acero para pulir el metal, observamos detenidamente la parte pulimentada para calcular su grado de pureza por el aspecto que presenta. Si muestra un color blanco de plata uniforme es indicio de que estamos en presencia de un aluminio de buena calidad que admitirá fácilmente la soldadura; si en cambio resulta grisáceo, es claro indicio de que se trata de una aleación de aluminio con fuerte agregado de cinc, antimonio u otros metales blandos.

 

Técnica

 

Se tratará de dar un asiente firme entre dos ladrillos, pero esto no basta, por tratarse de un elemento muy liviano que se mueve con facilidad. Se puede cargar de arena la parte inferior para fomentar la inmovilidad. La punta de la varilla de soldar indica el lugar donde se está soldando. La llama de la lámpara de gasista está dirigida más abajo de la zona, pues siendo el aluminio un excelente conductor del calor, no es necesario que el fuego incida en el mismo punto de la soldadura evitando de esa forma que esa zona se ensucie con hollín.

Con la punta de la barra de soldar se arrima el fundente y se toca raspando el metal suavemente. Si está en el punto exacto de temperatura, la liga se funde y corre adhiriéndose fuertemente, dejando soldado el aluminio.

Como última recomendación, debemos recordarles nuevamente que para una buena soldadura cuanto más puro es el aluminio tanto mejor y más fácil se efectúa a la soldadura. Por otra parte, si al tocar el metal con la barrita de soldar, ésta no funde en seguida, debe retirarse momentáneamente a la espera de mayor temperatura y se prueba nuevamente después de actuar un rato más la llama, pues la fusión de la liga debe producirse inmediatamente de entrar en contacto crm el aluminio en el lugar a soldar.