SOLDADURA POR ARCO CON ELECTRODOS DE TUNGSTENO BAJO PROTECCION GASEOSA GTAW (GAS TUNGSTEN ARC WELDING)

El proceso de soldadura por arco elctrico con electrodo de tungsteno, tambin llamado proceso TIG (Tungsteno Inert Gas), se diferencia de los dems procesos de soldadura por arco en 2 aspectos fundamentales:

1. El electrodo empleado no es consumible. 2. La soldadura de las partes entre s, puede realizarse sin el aporte de material.

Bsicamente consiste en un proceso de soldadura por arco en el cual el calor es generado entre un electrodo no consumible y el metal base (pieza a soldar).Por su modo de operacin, el proceso TIG es similar al de una soldadura autgena, con la diferencia que el calor desarrollado por ste proceso es producido por una llama oxiacetilnica.

Figura 1 Equipo de Soldadura GTAW

Principios de Funcionamiento.

Al accionar o pulsar el botn que la antorcha tiene en su empuadura energiza todo el circuito haciendo saltar el arco entre el extremo o punta de un electrodo no consumible y el metal base o pieza. El calor desarrollado por dicho arco funde el metal base formando un bao de metal lquido. Tanto el electrodo como el metal fundido y las reas adyacentes, son protegida de la contaminacin atmosfrica por una envoltura gaseosa.

Una vez establecido el arco elctrico y formado el bao de fusin se acerca una varilla (que constituye el metal de aporte) hasta que la misma toque el arco (no el tungsteno), por la accin del calor generado por el arco elctrico, se funde el extremo de la varilla depositando una gota de metal fundido (ver prxima figura), que luego es trabajada (desparramada) por el arco. La varilla es introducida y retirada del arco cada vez que una gota es depositada.

Se debe tomar la precaucin de NO RETIRAR la varilla ms all del cono de proteccin gaseosa, a los efectos de evitar su oxidacin (el extremo oxidado de la varilla causaporosidades en el metal depositado). El avance del arco para un diestro, es de derecha a izquierda, de manera tal, que el cordn depositado queda a la derecha del soldador.

La posicin relativa entre el eje del electrodo y la varilla de aporte es de aproximadamente 90.

La longitud del arco elctrico, es aproximadamente 112 veces el dimetro del electrodo de tungsteno, no obstante, depende mucho de la mano del soldador. De cualquier manera, la longitud del arco no deber exceder los 5 mm como mximo, por cuanto un arco muy largo disipa ms calor sobre la superficie del metal base restndole profundidad y fusin dentro del metal, por otra parte el arco se vuelve menos estable, aumenta el riesgo de contaminacin tanto del metal de aporte como del bao de fusin, adems de causar una mayor deformacin de la junta o costura soldada.

Por otra parte la penetracin de la soldadura depender de la velocidad con que se aporta la varilla, por cuanto a mayor deposicin, mayor ser el calor absorbido del arco y por consiguiente menor calentamiento del metal base en el sentido del espesor, reduciendo consecuentemente la penetracin.

La extincin del arco o finalizacin de la soldadura se produce reduciendo lentamente el aporte con la varilla e inclinando simultneamente la antorcha hacia el cordn depositado y alejando suavemente el electrodo de la costura hasta que el arco quede totalmente apagado. Acto seguido se deja que el gas protector contine su flujo hacia el bao fundido hasta que ste se torne de color oscuro, despus del cual se corta el flujo gaseoso y se retira la antorcha.

EQUIPO DEL PROCESO TIG DE SOLDADURA

Bsicamente el equipamiento del proceso TIG de soldadura consiste en:

Una mquina de soldar que puede ser de corriente contina o alterna, generalmente son las mismas utilizadas en soldadura manual con electrodos revestidos. Una Antorcha porta electrodo, que consiste en una manguera o conducto a travs del cual se transporta la corriente y el gas protector, en cuyo extremo posee una empuadura con el sistema de fijacin del electrodo de tungsteno. Un tubo de gas con su correspondiente regulador con caudalmetro. Un equipo de refrigeracin por agua de la antorcha (opcional).

Todo el equipo se encuentra interconectado, tal como lo muestra la figura 1

Fuente de poder para soldar. Una fuente de poder especialmente diseada se usa para la soldadura al arco con electrodo de tungsteno. En general, las fuentes de poder TIG tiene caractersticas decrecientes. Puede usarse una fuente de poder tipo transformador, inversor. Transformador rectificador, o generador. Se usa tanto la corriente alterna (AC) como la corriente continua DC, excepto en las mquinas tipo inversor las cuales usan solamente tipo DC. La fuente poder contiene usualmente un generador de alta frecuencia, para ayudar al encendido del arca Cuando se suelda con corriente continua. Este generador se usa continuamente cuando se suelda con comente alterna. La seleccin de la corriente alterna o continua depende del material que se esta soldando. La corriente continua se recomienda para la soldadura de aceros inoxidables, aceros al carbono, cobre y sus aleaciones, as como para metales valiosos como el titanio.

La mayora de las mquinas diseadas para la soldadura por arco con electrodo de tungsteno y proteccin gaseosa incluyen vlvulas solenoides para controlar el gas para proteccin y el agua para enfriamiento (cuando se usa). Se incluye tambin un oscilador de alta frecuencia con distancia descriptiva, as como los conectores especiales para unir la antorcha para soldar y el juego de cables a la mquina, La fuente de poder puede tambin incluir medidores y programadores.

Algunas mquinas incluyen la capacidad para proporcionar una corriente pulsante Las fuentes de poder diseadas para la soldadura al arco con electrodo de tungsteno y proteccin gaseosa tambin pueden usarse en otros procesos. Es posible usar una fuente de poder convencional AC o DC, diseada para la soldadura por arco manual. Sin embargo se requiere usualmente un accesorio para alta frecuencia y la mquina deber disminuir su capacidad cuando se suelda con corriente alterna. Los mejores resultados se obtienen con fuente de poder especialmente diseadas para la soldadura al arco con electrodo tungsteno proteccin gaseosa.

Como mnimo el cabezal TIG trae incorporado los siguientes sistemas que permiten la ejecucin de soldaduras de alto performance:

Sistema de Alta Frecuencia. Consiste en una bobina que genera ondas muy cortas cuya frecuencia puede oscilar entre los 100 y 300 KHz (pudiendo llegar a los 12 MHz) y con voltajes de pico del orden de los 10 a 20 Kv. La finalidad primordial de sta unidad de alta frecuencia es generar ciclos (como los de una corriente alterna) que se repiten hasta 300.000 veces en un segundo con lo que se produce la ionizacin del gas protector (argn o helio) para que ste se constituya en un puente elctrico entre la punta del electrodo y la pieza, permitiendo de ese modo el encendido del arco elctrico, sin necesidad de establecer el corto circuito tocando la pieza con el extremo del electrodo.

Cabe sealar, que de no disponer la unidad generadora de la alta frecuencia, el nico modo de encender el arco elctrico es raspando el electrodo (como si fuera un fsforo) contra la superficie del metal base (maza).

Otra de las funciones importantes de la alta frecuencia se tiene cuando se est trabajando en Corriente Alterna. El instante que se pasa del semiciclo positivo al negativo, necesariamente se pasa por un punto donde la corriente vale cero (0), o sea, se interrumpe la circulacin del flujo elctrico y para reiniciar el mismo sera necesario provocar un corto circuito (trabajando en corriente alterna es prcticamente imposible). Gracias a la presencia de la alta frecuencia en el circuito de soldadura, la ionizacin que sta provoca en los gases que rodean el arco, permite el reencendido del mismo cada vez que la corriente pasa por cero. Dicho de otro modo, a pesar de la interrupcin de la corriente elctrica, el arco no se extingue gracias a la presencia del plasma que forman los gases dentro del arco.

Resumiendo podemos decir que la unidad generadora de la Alta Frecuencia se emplea en un proceso TIG para:

Producir el encendido del arco, sin necesidad de tocar la pieza con el electrodo. Permitir el reencendido del arco cuando se suelda con Corriente Alterna. Inferir una mayor estabilidad al arco elctrico. Asegurar una mejor y ms eficiente limpieza (eliminacin de los xidos) en la soldadura de metales tales como el Al y Mg.

Sistemas de Pre y Posflujo de Gas.- Se trata de un circuito programado que viene incorporado en el equipo TIG. Bsicamente consiste en temporizadores que permiten preestablecer tiempos de salida del gas protector, ya sea, antes del inicio o encendido del arco, como despus de extinguido del mismo.

La finalidad del preflujo de gas, como primer objetivo; es inertizar el espacio entre la tobera (elemento que rodea el electrodo y a travs del cual se dirige el flujo de gas) y la superficie a soldar, y como segundo objetivo; permitir su ionizacin bajo la accin de la alta frecuencia.

La funcin del posflujo de gas, tiene por misin, la de proteger el bao de fusin y el electrodo despus de la extincin del arco elctrico, de la accin del aire que lo rodea. El posflujo de gas se mantiene el tiempo necesario hasta que el bao se haya solidificado y su color haya adquirido el aspecto de gris oscuro.

La ventaja de utilizar el preflujo de gas est implcita en su funcin arriba descripta, en cuanto a la necesidad del posflujo de gas, se debe al hecho, que si se deja sin proteccin el bao de fusin despus de interrumpida la soldadura, no solo se produce la oxidacin del metal depositado y del electrodo (por el oxgeno del aire circundante), sino que podra desembocar en una fisura en el crter del metal depositado debido a un enfriamiento brusco.

Sistema de Pendiente Final Anticrter.- Esta unidad electrnica de control de la pendiente al finalizar la soldadura, tambin llamado Sistema Anticrter, ha sido incorporado a los efectos de evitar una brusca interrupcin de la corriente del arco elctrico.

Durante la operacin de soldadura, la intensidad de la corriente en el arco elctrico es bastante elevada (90/130 amp.) y produce un aporte trmico capaz de fundir tanto el metal base como la varilla de aporte, cuando finaliza la operacin de soldadura o se interrumpe el arco elctrico, la corriente de soldadura cae a cero en forma abrupta, causando un rpido enfriamiento de la pileta, o bao de fusin, originando un rechupe en la misma, dando lugar a la formacin de una concavidad en el centro de la pileta, llamado Crter. Dicho crter, bajo determinadas condiciones de esfuerzos puede conducir a la fisuracin de la junta.

El sistema Anticrter, prev la formacin del rechupe en la pileta durante la solidificacin, haciendo que la corriente de soldadura antes de ser interrumpida, reduzca gradualmente su intensidad hasta alcanzar un valor de aproximadamente un 30-40% del amperaje de soldadura utilizado.

Antorcha para soldar. La antorcha de soldadura para al arco con electrodo de tungsteno y proteccin gaseosa contiene el electrodo de tungsteno y dirige el gas para proteccin, as como la corriente para soldar, hada el arco. Las antorchas enfriadas por aire estn diseadas para las soldaduras con trabajos Manos de hasta 150 amperios; las antord1as enfriadas por agua se usan para soldaduras con trabajos pesados de hasta 600 amperios. Las antorchas viene equipadas con juego de cables, los que dirigen el gas, la corriente de soldadura y el agua de enfriamiento (cuando se usa), desde la mquina hacia la antorcha.

Existen disponibles antorchas especiales que facilitan la proteccin para el gas de salida cuando se suelda titanio u otros metales que se oxidan fcilmente. Existen disponibles los dispositivos que proporcionan un flujo laminar del gas para proteccin, con la finalidad de soldar en ranuras profundas, en esquinas exteriores o donde las corrientes de aire puedan perturbar la proteccin gaseosa. Estos dispositivos no se usan en la mayora de las aplicaciones para soldar.

Electrodos de tungsteno. Los electrodos usados con el proceso de soldadura TIG, estn fabricados de tungsteno o aleaciones de tungsteno. El tungsteno tiene un punto de fusin de 6170 F (3400C), el cual es ms alto que cualquier metal y se considera no consumible. Cuando se usa adecuadamente el electrodo, ste no toca el depsito fundido de soldadura. Si el electrodo de tungsteno toca el depsito de soldadura, se contamina y deber limpiarse inmediatamente. Si el electrodo no se limpia, se puede generar un arco errtico.

Los electrodos de tungsteno estn disponibles en siete clasificaciones (seis aleaciones y una de tungsteno puro. El tungsteno puro es ms barato; sin embargo las aleaciones que contienen 1% o 2% de Torio son bastante populares. Estas aleaciones son ms caras, pero son recomendadas para la soldadura de metales especficos. El zirconio aleado con el tungsteno proporciona un mayor transporte de corriente cuando se usa corriente alterna.

Los electrodos de tungsteno estn codificados por colores para facilitar su reconocimiento. Los electrodos de tungsteno estn disponibles ya sea con "acabado limpio o con acabado bruido". El tungsteno con acabado limpio ha sido limpiado qumicamente luego de templado y forjado. Un acabado bruido ha sido maquinado sin puntas hasta un tamao uniforme y tiene una superficie pulida y brillante. El acabado bruido proporciona un electrodo extremadamente suave y perfectamente brillante, el cual tiene ms capacidad para conducir calor hacia la boquilla de la antorcha. Los electrodos de tungsteno vienen en dimetros que varan de 0.020 in (0,5 mm} hasta 1/4 in (6.4 mm). Las longitudes varan de 3 in (75 mm).

Los electrodos de tungsteno se presentan en varias dimensiones, de distintos dimetros (desde 0,3mm a 6,4mm) y longitudes (de 3 a 24), adems puede ser de tungsteno puro o aleado al torio o zirconio. La norma AWS A5.12 clasifica los electrodos de tungsteno segn la siguiente denominacin:

La misma norma identifica cada tipo de electrodo con un determinado color, segn sea su clasificacin. La tabla siguiente indica los tipos de electrodos y su correspondiente color:

Gases de Proteccin

Como su nombre lo indica, se los utiliza para la proteccin tanto del arco elctrico como la pileta del bao de fusin. Estos gases son qumicamente inertes, es decir, que no reaccionan ni se combinan con el metal fundido ni daan al electrodo.

Los gases comnmente utilizados en el proceso TIG, son el Argn, Helio y la mezcla de ambos. Es muy importante el grado de pureza de dichos gases, si por ejemplo, el argn contiene 0,3% de oxgeno como impureza, se deteriora notablemente la conformacin del cordn de soldadura, disminuye la zona de emisin catdica, se oxida el tungsteno, etc. Por otra parte, la presencia de un contenido de hidrgeno superior al 1%, trae aparejado poros en la soldadura y una pelcula de color grisceo sobre el cordn depositado, tambin disminuye la mancha catdica. Finalmente la humedad contenida en los gases no debe exceder el 0,05% (punto de roco cerca de 50 o C), por cuanto es detrimental la influencia del vapor de agua sobre el metal depositado, que por la accin del arco elctrico se disocia en oxgeno e hidrgeno. La pureza de los gases de soldadura debe ser del 99,99% como mnimo para asegurar una buena calidad de metal depositado.

Argn. El Argn es un gas inerte, su potencial de ionizacin 15,7 volts (potencial de ionizacin es el voltaje requerido para extraer un electrn de un tomo del gas transformndolo en un in, o en un tomo cargado elctricamente). Este gas tiene una baja conductividad trmica, lo cual significa que no es un buen conductor del calor, este efecto se traduce en una mayor densidad de arco, o sea, que el arco concentra una mayor energa y la confina en una pequea rea central. El argn produce una mejor accin de limpieza y confiere una mayor estabilidad al arco elctrico an a bajos amperajes de soldadura.

Ventajas

La utilizacin de ste gas presenta las siguientes ventajas 1. Arco ms suave y silencioso. 2. Para una misma corriente, el voltaje del arco es ms bajo, por consiguiente el aporte trmico es menor. 3. Apto para la soldadura de espesores (chapas) finas. 4. Por su buena accin de limpieza, se lo utiliza para la soldadura del aluminio y el magnesio. 5. Por ser ms pesado que el aire, requiere menor caudal de gas en la soldadura bajo mano. 6. Mayor facilidad de encendido. 7. Menor costo y de ms fcil obtencin. 8. Para la soldadura vertical y sobre cabeza, si bien, no otorga una buena proteccin, se lo prefiere por el buen control que ejerce sobre la pileta lquida. 9. Ms apto para la soldadura de materiales dismiles.

Helio. El potencial de ionizacin del helio es de 24,5 volt, y posee una excelente conductividad trmica, por lo tanto disminuye la densidad del arco elctrico como consecuencia de la expansin de la columna del arco por efecto de la transmisin del calor, el arco es ms abierto. Como la tensin del arco elctrico es mayor, a igual longitud de arco la energa aportada es tambin mayor, se estima que el helio emite 1/3 ms de calor que el argn trabajando con la misma intensidad de corriente elctrica. Por ser ms liviano que el aire, requiere de un 10 a 20% ms de consumo.

Ventajas 1. Apto para la soldadura de grandes espesores debido al mayor calor generado en el arco. 2. Soldadura de metales con alta conductividad trmica, como el caso del cobre. 3. Apto en soldaduras de altas velocidades. Menor riesgo de porosidades en la soldadura. 4. Mayor penetracin por mayor aporte trmico. 5. Aplicable en procesos automticos de soldadura. 6. Mejor proteccin en soldadura vertical y sobre cabeza.

Mezcla Argn-Helio. Estas mezclas son utilizadas principalmente en soldaduras TIG automatizadas, y cuando se requiere combinar el mejor control de la pileta lquida que brinda el argn con la mayor penetracin que otorga el helio. Dependiendo de las caractersticas del trabajo se utilizan los siguientes tipos de mezclas:

75% HELIO / 25% ARGON 80% HELIO / 20% ARGON

El Argn es ms pesado que el aire lo que hace que permanezca en la zona del arco ms tiempo, Cuando el deposito de soldadura se localiza debajo de la tobera para el gas. El Helio es ms liviano que el aire, haciendo esto que sea necesario duplicar las tasas de flujo del gas en estas opciones. Ya que el Helio es ms liviano que el aire, ste a veces se usa en las posiciones que localizan el depsito de soldadura por encima de la tobera para el gas (como en el caso de la posicin sobre cabeza).

METAL DE APORTE VARILLAS TIG. Es un proceso GTAW, el metal de aporte puede ser el mismo metal base o pieza a soldar adecuadamente preparada, o varillas de aporte que se adicionan al bao de soldadura. Los metales de aporte estn disponibles en un amplio rango de tamaos, variando aproximadamente de 0.020 in (0.5 mm) a 1/4 in (6.4 mm) los metales de aporte se fabrican en longitudes de corte recto (para soldadura manual) y carretes continuos {para la soldadura automtica y semiautomtica).

Dependiendo del tipo de material base a soldar, se deber seleccionar la varilla adecuada que rena las propiedades fsicas o qumicas del material de la pieza. En la mayora de los casos se consiguen varillas en el mercado cuyas propiedades mecnicas permiten su utilizacin en un amplio espectro de materiales base y que se encuentran clasificadas por cdigos y normas internacionales, tales como, la AWS, DIN, AFNOR, etc. Sin embargo, en caso de no encontrar el tipo de varilla que rena las propiedades fsicas o qumicas del metal base a soldar, existe el recurso de cortar una tira del metal base y utilizar la misma como metal de aporte.

Clasificacin de las Varillas de Aporte segn AWS. La AWS (American Welding Society) que significa Sociedad Americana de Soldadura, agrupa bajo el nmero A5.18 todas las varillas para la soldadura de Aceros al Carbono de mediana resistencia y la A5.28 agrupa todas las varillas utilizadas en la soldadura de Aceros de Baja Aleacin y Aceros de Alta Resistencia. Las varillas son identificadas con letra y nmeros cuyo significado se indica a continuacin.

E R 70 S - 2 Electrodo Varilla Resistencia a la Rotura [ ksi ] Alambre Slido Composicin Qumica y Tipo de Gas A continuacin se da un cuadro con la clasificacin de las varillas TIG ms usuales y sus aplicaciones, segn normas AWS.

Los consumibles citados en la tabla precedente, son los ms usuales de cada uno de los grupos AWS. Para mayor informacin se deber recurrir al cdigo ASME II parte C.

VARIABLES DEL PROCESO

Polaridad Inversa. Se dice que la polaridad es inversa, cuando el electrodo se halla conectado al polo positivo (+) de la mquina. En este caso la circulacin de la corriente (electrones) elctrica es desde la pieza (que est conectada al polo negativo de la mquina) hacia el electrodo, o sea, entra en el electrodo. Ver fig.

Polaridad Directa. La polaridad es directa, cuando el electrodo se encuentra conectado al polo negativo (-) de la mquina. En este caso, la circulacin de la corriente elctrica es, del electrodo hacia la pieza que se halla conectada al polo positivo de la fuente. Ver figura.

Corriente Alterna. La corriente alterna cambia constantemente su valor con el pasar del tiempo de manera cclica. Se la representa tal como indica la prxima figura, donde un ciclo est compuesto por 2 semiciclos, uno por encima del eje horizontal, denominado semiciclo positivo y uno por debajo del eje horizontal, llamado semiciclo negativo.

Es una corriente alterna de 50 ciclos, significa que en 1 (un) segundo cambia 100 veces su polaridad, pasando en forma alternada de polaridad positiva a la negativa, dicho de otra manera, en un instante la corriente circula en un sentido y en el siguiente instante lo hace en sentido contrario y as 100 veces por segundo. Cabe sealar que en corriente alterna no tiene sentido hablar de polaridad directa o inversa, por cuanto sta cambia constantemente.

Corriente Pulsante. Una corriente pulsante es aquella que tambin cambia con el tiempo, aumentando y disminuyendo su valor, solo que mantiene constante su polaridad. En una corriente pulsante, los perodos pueden ser modificados de acuerdo a la necesidad, tanto en frecuencia (cantidad de perodos por segundo) como en amplitud (altura de cada semiperodo).

El proceso TIG para la mayora de las aplicaciones, utiliza la fuente de corriente continua y polaridad directa (electrodo al polo negativo), con excepcin de la soldadura del aluminio y el magnesio el resto de los metales incluyendo el acero inoxidable y el titanio se sueldan empleando dicha polaridad.

Estando conectado el electrodo al polo (-) de la mquina, permite trabajar con mayores intensidades sin que se funda el extremo del electrodo, hecho que no ocurre si se lo conecta al polo (+).

La razn del calentamiento y posterior fusin del electrodo se debe al hecho, que en polaridad inversa, la corriente circula, como ya habamos visto, hacia el electrodo, los electrones al chocar con el tungsteno transforman toda su energa cintica en calor y si se tiene en cuenta que el 70% del calor generado por el arco elctrico se concentra en el polo positivo, en este caso sobre el electrodo de tungsteno, el deterioro del mismo ser inminente.

En la tabla siguiente se presentan los amperajes recomendados para distintos dimetros de electrodos, tipo de corriente y polaridad. Todos estos valores son referidos a electrodos de tungsteno tipo EW Th-1 y EW Th-2, utilizando como gas de proteccin el Argn. Los valores de amperaje reflejan de manera elocuente la influencia de la polaridad del electrodo en corriente continua.

Como ya se mencion anteriormente, tanto el aluminio como el magnesio no pueden ser soldados con polaridad directa, sino que debera utilizarse la polaridad inversa (electrodo en el polo positivo). La razn de ello se debe al hecho que dichos metales forman sobre su superficie una capa de xido que los protege y para poder romper la misma es necesario producir un bombardeo de iones (cargas positivas) sobre la misma. Habamos visto en el primer captulo que las cargas positivas circulan en sentido contrario a las negativas (electrones), entonces para que ello suceda deberamos conecta el electrodo al polo positivo, de manera tal que al quedar la pieza conectada al polo negativo los iones se dirigirn hacia dicha superficie produciendo all su descarga y consecuente accin de limpieza (eliminacin del xido). Sin embargo, ya hemos visto que deberamos trabajar con amperajes excesivamente bajos, o bien, utilizar dimetros de electrodos muy grandes. Par salvar dicho inconveniente, se utiliza corriente alterna en lugar de la continua.

ELECTRODO (mm)

0,5 1,0 1,6 2,4 3,2 4,0 4,8 6,4 CORRIENTE CONTINUA POLARIDAD DIRECTA POLARIDAD INVERSA 5-20 15-80 70-150 150-250 250-400 400-500 500-750 750-1000 - - 10-20 15-30 25-40 40-55 55-80 80-125 CORRIENTE ALTERNA 5-20 20-60 60-120 100-180 160-250 200-320 290-390 340-525

En corriente alterna, solamente el 50% del tiempo el electrodo trabaja en polaridad positiva, lo cual permite que el mismo se enfre lo suficiente como para evitar su deterioro, y adems se cumple con el objetivo de limpieza durante el semiciclo positivo. Ver en figura el efecto del tipo de corriente y polaridad sobre la limpieza y penetracin de la soldadura.

La Figura A, muestra una soldadura realizada con CC y Polaridad Directa, donde se observa una buena penetracin, por cuanto la concentracin de calor se origina en la superficie de la junta. No existe accin de limpieza con sta polaridad.

La Figura B, indica una soldadura realizada con CC y Polaridad Inversa, con sta polaridad se obtiene una buena accin de limpieza como producto del flujo de los iones del gas argn hacia la superficie de la pieza, cuyos impactos contra la misma se produce con suficiente fuerza dando lugar a la destruccin de la capa de xido all presente. Por otra parte, el flujo de los electrones hacia el electrodo causa un efecto de calentamiento del mismo, produciendo una soldadura con muy escasa penetracin.

La Figura C, muestra una soldadura realizada con CA (corriente alterna), donde se combina una buena limpieza llevada a cabo durante el medio ciclo positivo y una adecuada penetracin obtenida durante el semiciclo negativo.

Otra variante de los tipos de corriente utilizadas, es la de corriente Pulsante (descripta anteriormente). Este tipo de corriente tiene la caracterstica. De permitir trabajar con energas de arco suficientemente altas como para fundir el metal de aporte (varilla) y al mismo tiempo mantener un bajo aporte trmico global puesto en juego durante la soldadura.

Este hecho presenta las siguientes ventajas:

a) Permite realizar la soldadura en espesores muy finos (menores a 1 mm), sin el riesgo de producir la perforacin de la junta. b) Permite la soldadura de aquellos materiales (inoxidables austenticos) en los cuales se debe cuidar que el aporte trmico no exceda los lmites establecidos. c) Permite minimizar considerablemente la deformacin de la junta.d) Permite un mejor control del bao de fusin de la soldadura desde el punto de vista operativo.

Trabajando en corriente pulsante, durante el semiciclo de alta corriente (tambin llamada corriente de soldadura) se produce la fusin y deposicin de la varilla, mientras que durante el semiperodo de baja corriente (llamada corriente de base) se produce el enfriamiento de la gota (metal) depositado.

Seleccin y Usos del Electrodo

La seleccin del tipo de electrodo va depender en gran medida del tipo de material que se quiere soldar, del tipo de corriente con que se va a trabajar y de las caractersticas operativas.

La seleccin del dimetro del electrodo se deber efectuar teniendo en cuenta que el mismo, no debe ser ni tan pequeo que se corra el riesgo de fundir el extremo del mismo, ni tan grande que conduzca a una inestabilidad del arco (para una corriente de soldadura dada), como consecuencia de la disminucin de la emisin electrnica debido al bajo calentamiento del electrodo.

Corrientes de soldadura recomendados para los distintos dimetros y tipos de electrodos, (AWS A5.12-69) (a)

(a) Ranges are based on the use of argon as the shielding gas. Other current values may be employed, depending on the shielding gas (lower values would be use with helium as the shielding gas ), type of equipment, and application. (b) These combinations are not commonly used.

Electrodo de Tungsteno Puro EWP. Este electrodo tiene una pureza como mnimo 99,5%. Se lo utiliza preferentemente cuando se trabaja en corriente alterna para la soldadura del aluminio y el magnesio, infiere buena estabilidad al arco elctrico con este tipo de corriente, tanto con el gas argn como con el helio. Tambin puede se utilizado en corriente continua donde la soldadura no es tan crtica, por cuanto tiene tendencia a desprender partculas muy finas de tungsteno a travs del arco hacia el metal depositado, causando la contaminacin de la soldadura.

Trabajando en corriente alterna, no es necesario afilar la punta formarse el arco elctrico, el extremo del electrodo adquiere semiesfrica casi esferoidal y mantiene la misma durante soldadura. Esta forma semiesfrica es la que otorga la mayor en corriente alterna. del electrodo, por cuanto al inmediatamente una forma todo el tiempo que dura la estabilidad al arco elctrico

Electrodos de Tungsteno Toriado EWTh-1, EWTh-2 y EWTh-3. El electrodo de tungsteno toriado, se obtiene por el agregado de pequeos porcentajes de xido de torio (ThO2) al tungsteno puro, con lo cual se mejoran algunas de las propiedades del electrodo, tales como:

Aumento de la emisin electrnica. Aumento de la capacidad de transporte de la corriente de soldadura. La durabilidad del electrodo es sustancialmente mayor. Trabajando en corriente continua, la punta afilada del electrodo mantiene su forma durante toda la soldadura y no requiere de un nuevo afiliado. Mayor resistencia a la contaminacin.

Si bien, un electrodo de tungsteno toriado, trabajando con corriente alterna, admite amperajes de hasta 50% mayores que uno de tungsteno puro, no es recomendable su utilizacin, por cuanto es muy sensible a las irregularidades de la onda alterna,principalmente si no est balanceada. El mayor inconveniente que causa este electrodo en corriente alterna es la erraticidad del arco sumado a la considerable proyeccin de las partculas de tungsteno hacia la soldadura, originando la contaminacin de la misma. La mayor aplicacin de ste tipo de electrodo, es trabajando en corriente continua y polaridad directa, donde tiene su mayor venta respecto del tungsteno puro.

El tungsteno toriado de mayor aplicacin es el aleado al 2% de torio. A diferencia del tungsteno puro, el electrodo toriado debe tener la punta afilada, para obtener un arco ms estable y concentrado.

Cabe hacer una mencin especial al electrodo clasificado como EWTh-3, que incorpora entre un 1 y 2% de ThO2 (xido de torio) a travs de un segmento (banda) lateral. Con esta disposicin se consigue combinar el tipo esfera en la punta del electrodo de tungsteno como si fuera puro y las caractersticas de encendido y capacidad de transporte de corriente que posee un electrodo toriado, que adems permite trabajar con bajos amperajes manteniendo la estabilidad del arco, hecho que era imposible con un tungsteno puro.

Este electrodo fue desarrollado para mejorar el comportamiento del electrodo de tungsteno puro, cuando se trabaja en corriente alterna. Tambin puede ser utilizado en corriente continua, tomando la precaucin de no afilar la punta del electrodo, dado que despus del afilado queda eliminada la banda toriada quedando la punta del electrodo de tungsteno puro.

Electrodo aleado al Zirconio EWZr. Este tipo de electrodo es utilizado principalmente en corriente alterna (CA) dado que presenta una alta resistencia a la contaminacin adems de poseer buenas caractersticas de encendido. Este electrodo al igual que el tungsteno puro, forma en su extremo una punta semiesfrica tipo bolita que como habamos visto, favorece a una mayor estabilidad del arco soldando en CA. Donde es requerida la mxima calidad de soldadura y la total ausencia de contaminacin del metal depositado, se recomienda el uso de electrodos aleados al zirconio.

El electrodo aleado al Zr, produce un arco estable y resistente al chisporroteo, la capacidad de transporte de la corriente de soldadura es igual o ligeramente mayor, para un mismo dimetro, que el de un electrodo de tungsteno toriado.

Preparaciones Tpicas de Juntas Soldadas con TIG

La figura muestra las distintas preparaciones de la junta que se utiliza en un proceso TIG, segn sea el espesor de la pieza y la configuracin de la unin.La figura siguiente muestra algunas formas de proteccin de las uniones, donde la configuracin de la junta no permite una adecuada cobertura de la soldadura, o bien, obliga la utilizacin de un excesivo caudal de gas.

Aplicaciones del proceso TIG. El aspecto ms saliente del proceso TIG de soldadura, es la calidad del metal depositado desde el punto de vista tanto mecnico (estructural) como radiogrfico. La compacticidad del metal depositado, su resistencia mecnica, su pureza y homogeneidad qumica (no hay volatilizacin de los elementos de aleacin durante la transferencia del metal de aporte al bao de fusin y su elevada resistencia a la corrosin, hacen que este proceso sea insustituible en la soldadura donde se requiere una alta calidad del metal depositado.

Si bien, el proceso TIG puede ser aplicado en cualquier tipo de soldadura, su principal y ms ventajosa utilizacin es en la soldadura de raz donde se requiere penetracin total, ya sea, en caeras o en aquellos lugares donde no se tiene acceso del lado interior. Dems est decir, que es un proceso irreemplazable en la soldadura de raz de materiales de baja aleacin e inoxidables. Otra de las aplicaciones importantes de ste proceso es en la soldadura de lminas metlicas cuyos espesores sean menores de 1 mm o en tuberas (tubing) cuyos dimetros son de 12 (12 mm) y menores.

Ventajas respecto de Otros Procesos de Soldadura Las principales ventajas de la soldadura TIG son: Versatilidad del mtodo, permite soldar en todas las posiciones sin afectar la calidad de soldadura. Arco muy suave, estable y concentrado. Alta calidad del metal depositado. Cordones de soldadura parejos y regulares, sin crestas ni bordes abruptos. No produce salpicaduras. No forma escorias, por lo tanto no requiere limpieza posterior. Se puede soldar sin metal de aporte.

Como desventaja, se puede mencionar la lentitud del proceso cuando se trata de soldar espesores de ms de 4 mm en forma completa.