Tema: SOLDADURA DEL ALUMINIO

Expositor: Ramón Neyra Parra

SOLDADURA DEL ALUMINIO

El aluminio tiene muchas aplicaciones que implican soldadura....

Fast Ferries – 44 metros de longitud – 300 pasajeros – 42 nudos de velocidad

Proa, techo, casco y estructura de ferry – Aleación 5083

El aluminio tiene muchas aplicaciones que implican soldadura....

El aluminio tiene muchas aplicaciones que implican soldadura....

Chasis de motos y bicicletas Cannondale

Soldadura de chasisutilizando GTAW contubos de aluminio de la serie 6000

El aluminio tiene muchas aplicaciones que implican soldadura....

Aleaciones de Aluminio

ForjadoForjadoAluminio (99% min).....1XXXCobre.......................... 2XXXManganeso..................3XXXSilicio........................... 4XXXMagnesio......................5XXXMagnesio y Silicio.........6XXXZinc.............................. 7XXXOtros Elementos...........8XXX

Eg : 1060 99.60% , segundo digito indica las modificaciones de la aleación original.

Designación de Aleaciones

AL

Cu Mn Si Mg Mg-Si Zn Otros1xxxConductividadTérmicaEléctrica

2xxxAlta Resistencia

3xxxConformados

4xxxTemperaturaConformadosoldabilidad

5xxxResistenciadespués deSoldadura

6xxxResistencia TracciónExtrucción

7xxxResistenciaTracción

8xxx

Nro. De 4 digitos

No Tratable Térmicamente

Tratable Térmicamente

CLASIFICACION DEL ALUMINIO

Aleaciones Tratables Térmicamente o Endurecidas Térmicamente

Aleaciones No Tratables Térmicamente o Endurecidas por Trabajado Mecánico.

El aluminio es un metal muy usado por...

Es un material ligero. Es 3 veces menos pesado que el acero

Muy buena resistencia a la corrosiónMuchas aleaciones de aluminio tienen resistencia estructural

DurabilidadBuena conductividad eléctrica ( 65% del cobre puro)

Muchas de sus aleaciones tienen buena “soldabilidad”

¿ Es más difícil soldar aluminio que soldar acero?

¡ No !Es diferente

¿ QUE DE DIFERENTE TIENE EL ALUMINIO ?

Propiedades Fisicas

Densidad gr/cm3 2.700 8.700

Punto de Fusión (°C) 660 1350

Conductibilidad Eléctrica % 62 10

Conductibilidad Térmica (w/m.°C) 222 46

Aluminio Acero

Por ejemplo....

Tiene mayor conductividad térmica que el acero ( 6 veces más)calor más intenso para efectuar una fusión efectiva durante la soldadura

CALOR

¿ QUE DE DIFENTE TIENE EL ALUMINIO ?

Capa de óxido– Capa dura, delgada y tenaz ( 2.5 – 5.0

nm de espesor normal) (nm=10-9 mm)– Posible tratamiento de

anodizadomayor espesor– Temperatura de fusión: 2052 °C– Es aislante eléctrico– Es porosa posibilidad de absorción de

humedad y generación de porosidad

Por ejemplo...

En mucho de los casos, una soldadura de aluminio es más débil, en grado respetable, que el metal base que esta siendo soldado

ASTM B209 6061-T6 :

RT:275 MPa Unión soldada mínimo: RT:165 MPa

¿Qué aleaciones de aluminio son “soldables”?

Cuando se dice que una aleación de aluminio es soldable, nos referimos a la facilidad de esta aleación de ser soldada sin sufrir fisuración en caliente

Fisuración en caliente....

Se debe a la ocurrencia simultánea de una debilidad metalúrgica en el metal de soldadura mientras solidifica y esfuerzos transversales al cordón de soldadura

Se llama así porque ocurre a temperaturas cercanas a la solidificación

Fisuración en caliente...

La tendencia a la fisuración en caliente depende del contenido de aleación del metal de soldadura

( contenido crítico)

Rangos químicos críticos...

Silicio en la mezcla aporte/metal base entre 0.5 y 2.0 % produce una composición de metal de soldadura suceptible a la fisuración

Magnesio en el rango de 0.5 a 3% también Metales base Al-Mg de contenido de Mg menor a 2.8% puede ser soldado con aportes 4xxx y 5xxx

Para mayores contenidos de Mg no usar aportes de la serie 4xxx (eutéctico asociado con gran cantidad de Mg2Si)

Fisuración en caliente...

.

Se puede superar los problemas de soldabilidad usandomateriales de aporte

Por lo tanto....

Habrá aleaciones soldables y aleaciones no soldables

1xxx3xxx4xxx5xxx6xxx

2xxx (*)7xxx (**)(*) Soldables: 2219

2519(**) Soldables: 7004 7005

7039

¿Temperatura de servicio?

Limitación: Corrosión por esfuerzoSegregación de Mg en límites de grano puede inducirla

Esta segregación puede ocurrir en aleaciones de contenido de Mg mayor a 3% y expuestos a temperatura

Temperaturas de servicio mayores a 60°C pueden ocasionar este problema

Aporte 5554 y metal base 5454 diseñados para servicio a temperatura

Aportes de la serie 4xxx pueden usarse

¿ Respuesta a PWHT ?

Muchos aportes convencionales no responden a PWHT sin una dilución considerable con el metal base

Se han desarrollado aportes que si lo hacen:– Aporte 4643 para metales base serie 6xxx– Aporte 5180 para serie 7xxx– Otros: 2319, 4009, 4010, 4145, 206.0, A356.0,

A357.0, C355.0, C357.0, etc

Procesos de soldadura usados...

GTAW...

Gas Tungsten Arc Welding Se requiere Corriente Alterna (AC)

GTAW...

Se usará para espesores delgadosSe usará para aplicaciones que requieran excelente acabado

4043 = TIGFIL 405

1000 = TIGFIL 400

4047 = TIGFIL 407

Y QUE HAY DEL PROCESO GMAW...

Gas Metal Arc Welding

EMPUJA

JALA

AMBOS

TIPOS DE TRANSFERENCIA

Gracias