Equipos de Soldadura GTAW y sus Ventajas

Introducción

Soldadura es el proceso de unir dos o más piezas que generalmente son metales o de la familia de los ferrosos, para realizar este proceso se funde un material de aporte que generalmente es otro metal que posee características propias como, punto de fusión, el cual es el más importante, puesto que de ello depende la soldadura que se va a realizar; existes diferentes procesos de Soldadura (GMAW, FCAW, GTAW y SAW) los cuales son hechos para diferentes aplicaciones, se consideran la facilidad de ejecución y lo más primordial el factor económico que implica realizar cada uno de los procesos.

El proceso de soldadura GTAW es considerado uno de los procesos más eficaces, y mejor que cualquier otro puesto que se puede realizar en la mayoría de metales y aleaciones y las ventajas que trae son considerables para ser denotado como uno de los procesos más versátiles dentro de todos los procesos de soldadura.

Desarrollo

La soldadura TIG o soldadura GTAW se caracteriza por emplear un electrodo permanente de tungsteno, dada la elevada resistencia a la temperatura del tungsteno el cual se funde a 3410 °C, acompañada de la protección del gas, la punta del electrodo apenas se desgasta tras un uso prolongado. Se emplean gases inertes como el helio y el argón, existen otros gases que también pueden reemplazarlos pero para una mejor eficacia se emplea el helio y argón. Este tipo de soldadura es conocida como la más eficaz que no produce escoria y que se la puede realizar en casi cualquier superficies metálicas y aleaciones y de un grosor de hasta 6 mm

Características

Para realizar soldadura GTAW se requiere buena coordinación vista-pulso, muy similar a la necesaria para soldaduras oxiacetilénicas. La soldadura GTAW a menudo es más fácil de aprender si una persona sabe soldar con gas, aunque la soldadura con gas no es un requisito para aprender habilidades de soldadura GTAW. [1]

Ventajas

• Es un proceso muy limpio y versátil.
• No deja escoria, tal como ocurre en la mayoría de los otros procesos.
• No es necesaria una limpieza posterior.
• La versatilidad se demuestra por su capacidad de utilizarse en soldaduras con casi cualquier material, de cualquier espesor y en cualquier posición
• La mayoría de soldadura GTAW se practican en materiales con espesores menores de 6 mm
• No provoca fundición considerable en los materiales a soldarse en comparación a los otros procesos. 

Limitaciones

La mayor desventaja, en cuanto a un uso más amplio, es que es cara. La soldadura manual GTAW requiere bastante tiempo, lo que representa un aumento del coste en el total del producto. Los avances en automatización con el proceso GTAW han reducido un poco estos costes; sin embargo, se considera todavía un proceso relativamente caro en comparación con otros métodos de unión.

E. Equipos de Soldadura GTAW

1. Sopletes. Los sopletes de soldadura GTAW están disponibles en tipos enfriados por agua y por aire. La eficiencia de transferencia de calor por la soldadura GTAW puede ser tan baja como del 20%. Esto significa que el 80% de calor generado no entra en la soldadura. 
2. Es por ello que se emplean sopletes con enfriamiento por aire y por agua, el enfriamiento por aire es más portátil porque tiene menos mangueras pero el enfriamiento por agua es más eficiente que el de aire.
3. Mangueras. Un soplete enfriado por agua tiene 3 mangueras conectadas a la máquina de soldadura. Las mangueras son para el gas protector al soplete, el agua de enfriamiento al soplete y el agua de enfriamiento de retorno y la cubierta de cables de alimentación al soplete. 
4. Tungsteno. El tungsteno puro tiene numerosas propiedades que lo conviernen en un electrodo no consumible excelente para el preoceso de soldadura GTAW. Estas propiedades se pueden mejorar añadiendo cerio, lantano, torio, o circonio al tungsteno. El tungsteno se lo puede afilar con el esmeril para facilitar su aplicación.
5. Medidor de caudal. Es un regulador de caudal de un sistema colector o puede ser un regulador combinado de flujo y de presicion utilizado en un cilindro individual. El flujo se mide o controla abriendo una válvula pequeña en la base del medidor de caudal. El rango de flujo luego se lee en unidades de cfh (pies cúbicos por hora). 
6. Gases Protectores. Los gases protectores utilizados para el proceso de soldadura GTAW son Argón (Ar), Helio (He), Nitrógeno (N), o una mezcla de dos o más de estos gases. El propósito del gas protector es proteger el baño de fusión de la soldadura y el electrodo de tungsteno de los efectos dañinos del aire. El gas protector también afecta a la cantidad de calor producido por el arco y a la apariencia del cordón de soldadura resultante. El argón y helio son gases inertes nobles. Esto significa que no se combinaran químicamente con ningún otro material.
7. G. Electrodos para el proceso GTAW. La norma ANSI/AWS A5.12, (Especificación para electrodos de tugsteno y de aleación de tungsteno para la soldadura y corte por arco) clasifica los electrodos con base en su composición química, como se muestra en la tabla 1.

Aceros al Carbono y Baja Aleación

Varilla sólida para el proceso TIG (GTAW) cuyo depósito es un acero al carbono con mediano contenido de manganeso y silicio, presenta buena soldabilidad proporcionando un charco limpio con buena visibilidad, su depósito es libre de poros y fisuras, ideal para soldar desde el pase de raíz en toda posición.

Aplicaciones:

• Cordón de raíz en tuberias de presión
•  Cordón de raíz en recipientes a presión
• Matricería
• Aceros ASTM A35.

Parámetros que implica el procedimiento para soldar acero inoxidable 308- L.

Varilla sólida para el proceso TIG (GTAW) cuyo depósito es un acero inoxidable austenítico de bajo contenido de carbono, del tipo Cr-Ni, sus depósitos tienen una resistencia a temperaturas hasta de 350°C expuestos al aire y a gases oxidantes producto de combustión hasta 800°C

Aplicaciones:

• Se usa para los aceros inoxidables de la familia Cr/Ni: AISI 301, 302, 304, 308.
• Se usa para los aceros inoxidables estabilizados de la familia Cr/Ni: 321, 347 pero dependiendo del medio que lo rodea.
• También puede unir lo aceros: DIN: X5 CrNi 18 8, X5 CrNi 18 10, X5 CrNi 18 12, X2 CrNi 19 11.

Conclusiones

• El proceso de soldadura GTAW es el mejor proceso, gracias a que el cordón de suelda queda estéticamente bien y no produce escoria.
• El proceso GTAW puede o no utilizar material de aporte, dependiendo si el espesor a soldar es menor a 3 mm.
• Se observó que el ASTM A-36 posee excelentes propiedades mecánicas, siendo este metal uno de los más comunes y utilizados a la hora de soldar.

Recomendaciones.

• Para cualquier proceso de soldadura se debe tener en cuenta el factor de seguridad que debe tener el elemento soldado.
• Para realizar un proceso de soldadura exitosa es recomendable utilizar gas de protección o algún otro método efectivo, que evite al máximo la presencia de defectos en la soldadura.
• Utilizar el electrodo adecuado según nos indican los manuales de soldadura tanto (AGA, INDURA y SOLDEX).

Bibliografía

1. L. Jeffus, MANUAL DE SOLDADURA GTAW (TIG). Editorial Paraninfo, 2008.
2.  «Soldadura : principios y aplicaciones – Larry Jeffus – Google Libros». [En línea]. Disponible en: https://books.google.es/books?hl=es&lr=&id=rHynAxzh0iEC&oi=fnd&pg=PP1&dq=soldadura+Fcaw&ots=bwNV6pk-gY&sig=sYhxtkkoX1ZgLkA1oaGbHedvvz8#v=onepage&q=soldadura%20Fcaw&f=false. [Accedido: 18-ene-2020].
3. L. Jeffus, Soldadura : principios y aplicaciones. Editorial Paraninfo, 2009.
4.  «Manual de Soldadura INDURA.pdf». .