INFLUENCIA DEL GAS Y EL ARCO DE LA SOLDADURA

El uso de Anhídrido Carbónico (CO2) causa más turbulencias ent la transferencia del metal del alambre al metal base con la tendencia a crear cordones de soldadura más abultados y un alto incremento de las salpicaduras. Las mezclas de gases con bases de Argón (Ar) proveen transferencias de metales más estables y uniformes, buena forma del cordón de soldadura y las salpicaduras son reducidas al mismo, además de un rango más bajo en la generación de humo. El incremento en el Voltaje del arco tiende a incrementar la fluidez, haciendo las soldaduras más rasas, afectando la penetración de los bordes y generando más salpicaduras, Los voltajes más altos reducen considerablemente la penetración y podrían causar la perdida de elementos que forman parte de la aleación.

VARIABLES QUE AFECTAN UNA SOLDADURA GMAW

Penetración. Geometría. Calidad del depósito. Corriente de una soldadura. Velocidad de alimentación. Polaridad. Voltage de arco. Velocidad de recorrido. Extensión del electrodo. Ángulo de desplazamiento. Posición de la unión que se va a soldar. Diámetro del electrodo. Composición y tasa de flujo del gas protector.

POLARIDAD EN EL PROCESO GMAW

 Generalmente utiliza CCEP Arco estable. Transferencia del metal uniforme. Relativamente pocas salpicaduras. Buenas características de la zona soldadura. Profundidad máxima de penetración. Polaridad en el proceso GMAW CCEN Pocas veces se utiliza. Alta velocidad de fusión. Transferencia globular. Menor penetración.

GASES USADOS EN GMAW

Función Proteger el metal de soldadura fundido de la atmósfera. Dar características al arco. Modalidad de transferencia del metal. Penetración y perfil de la franja de soldadura. Velocidad de soldadura. Tendencia al socavamiento. Acción limpiadora. Propiedades mecánicas del metal de soladura.

 • Dióxido de Carbono. • Mezcla de Argón/Dióxido de Carbono. • Mezcla de Helio/Argón/Dióxido de Carbono. • Argón. • Mezcla de Helio/Argón.

GASES INERTES

 Argón Y Helio Se emplean para soldar metales no ferrosos y aceros inoxidables, al carbono y de baja aleación. Las diferencias físicas entre ambos son: densidad, conductividad térmica y características del arco.

Argón 1.4 más denso que el aire. Más pesado. Transferencia Spray. Helio 0.14 veces la del aire Más liviano. Mayores tasas de flujo 2 o 3 veces más. Mayor conductibilidad térmica.

En aceros al Carbono por Corto Circuito 100% CO2 Buena penetración Buena velocidad de avance 75% Ar/25% CO2 Baja salpicadura Charco más líquido

En aceros al Carbono 80% Ar/20% CO2 El más barato por Spray 85-96% Ar Balanceado con CO2 Mayor velocidad de viaje Charco más líquido Mayor penetración Menos socavaciones

En aceros de baja aleación por Corto Circuito 75% Ar/25%CO2 Estabilidad de arco buena Poca salpicadura Apariencia aceptable

DEPÓSITO DE SOLDADURA GMAW

IMPORTANCIA DE LA FLUIDEZ

La fluidez de la soldadura fundida en el cordón de soldadura es muy importante por varias razones. Cuando la soldadura fundida es suficientemente fluyente, mientras está en su estado líquido, tiende a moverse sola llenando los espacios hasta los bordes produciendo una forma rasa, con formas más gentiles especialmente en las soldaduras de filetes. Esto es muy importante para las soldaduras de corto circuito de multi-paso, donde un defecto de "carencia de fusión" puede ocurrir si la forma en los pasos iníciales es pobre. Soldaduras rasas bien moldeadas son también bien apreciadas cuando la apariencia es una de las principales preocupaciones y donde el uso de esmeriles sea necesario para llegar a cumplir los requerimientos del trabajo.

Precaución: Excesiva fluidez podría generar problemas en la ejecución de la soldadura en ciertas posiciones o haciendo soldaduras sobre filetes cóncavos horizontales

EL CONTROL DE LA POROSIDAD

Una suficiente desoxidación del cordón de soldadura es necesaria para minimizar la formación de monóxido de carbono CO y por consiguiente la porosidad. Para lograr esto, Algunos fabricantes han desarrollado alambres que contienen elementos con los cuales el oxígeno se combina preferentemente al carbón para formar escorias inofensivas. Estos elementos, llamados desoxidantes, son manganeso (Mn), silicón (Si), titanio (Ti), aluminio (Al), y zirconio (Zr). Aluminio, titanio y zirconio son los desoxidantes más poderosos, quizás cinco veces más efectivos que el manganeso y el silicón, no obstante estos últimos dos elementos afectan de manera especial el proceso y por eso son ampliamente utilizados, las cantidades de manganeso podrían variar desde 1.10% hasta 1.58% y en el caso del silicón desde un 0.52% hasta 0.87%.

PROCESOS GMAW

La soldadura GMAW (gas metal Arc Welding) o Soldadura MIG (metal inert gas) es también conocida como Gas Arco Metal o MAG, donde un arco eléctrico es mantenido entre un alambre solido que funciona como electrodo continuo y la pieza de trabajo. El arco y la soldadura fundida son protegidos por un chorro de gas inerte o activo. El proceso puede ser usado en la mayoría de los metales y la gama de alambres en diferentes aleaciones y aplicaciones es casi infinita. La soldadura Mig es inherentemente más productiva que la MMA (Soldadura de arco manual), donde las pérdidas de productividad ocurren cada vez que el soldador se detiene para reemplazar el electrodo consumido. En la soldadura de arco manual también es notable la perdida cuando el restante del electrodo que es sujetado por el porta electrodo es tirado a la basura, (en algunos casos es reciclado).

Por cada Kilogramo de varilla de electrodo cubierto comprado, solamente al rededor del 65% es aprovechado como parte de la soldadura (el resto es tirado a la basura o solo en algunos casos reciclado). El uso de alambre sólido y el alambre tubular ha incrementado la eficiencia entre 80-95 % a los procesos de soldadura.

El proceso MIG opera en D.C. (corriente directa) usualmente con el alambre como electrodo positivo. Esto es conocido como "Polaridad Negativa" (reverse polarity), La "Polaridad Positiva" (straight polarity) es raramente usada por su poca transferencia de metal de aporte desde el alambre hacia la pieza de trabajo. Las corrientes de soldadura varían desde unos 50 Amperios hasta 600 Amperios en muchos casos en voltajes de 15V hasta 32V, un arco auto-estabilizado es obtenido con el uso de un sistema de fuente de poder de potencial constante (voltaje constante) y una alimentación constante del alambre.

Lo que determina la ejecución correcta de este proceso es:

• La fluidez de la soldadura fundida.

• La forma del cordón de la soldadura y sus bordes.

• La chispa o salpicaduras que genera (Spatter).

Un buen procedimiento de soldadura está caracterizado por la poca presencia de porosidad, buena fusión, y una terminación libre de grietas o quebrajamientos. La Porosidad, es una de las causas más frecuentemente citadas de una soldadura pobremente ejecutada, es causada por el exceso de oxígeno de la atmosfera, creada por el gas usado en el proceso y cualquier contaminación en el metal base, que, combinado con el carbón en el metal soldado forma diminutas burbujas de monóxido de carbono (CO). Algunas de estas burbujas de CO pueden quedar atrapadas en la soldadura fundida después que se enfría y se convierten en poros mejor conocidos como porosidad. Típicamente el proceso MIG es reconocido como un proceso de muy poca deposición de Hidrógeno. Factores como la humedad en el gas protector, condiciones atmosféricas y las condiciones del metal a ser soldado podrían tener una variación en el grado de efecto adverso sobre el Hidrógeno difusible en el material depositado.

VENTAJAS, LIMITACIONES, PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO Y FACTORES

VENTAJAS DEL PROCESO GMAW

 Puede soldar todos los metales y aleaciones comerciales. No tiene la restricción de tamaño de electrodo limitado que se presenta en SMAW. Puede soldarse en todas las posiciones Tasas de deposición altas. Velocidades de depósito altas. Menos reinicios y finales de soldadura. Mayor penetración que con el proceso SMAW. Mejor resistencia mecánica. No se requiere de excesiva limpieza.

LIMITACIONES DEL PROCESO  GMAW

Equipo más complejo. Más costoso. Menos transportable. Difícil de usar en lugares de difícil acceso. La pistola es más grande que un porta electrodo. El arco de soldadura debe protegerse. Contra corrientes de aire por lo que se. Considera un equipo de atmósfera controlada. Mayor calor radiado e intensidad.

PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO

 Se basa en la alimentación automática de un electrodo continuo consumible que se protege mediante un gas de procedencia externa Es importante la habilidad del soldador para ajustar equipo, voltaje y velocidad

FACTORES QUE DETERMINAN EL TIPO DE TRANSFERENCIA

•             Magnitud y tipo de corriente de soldadura. Diámetro del electrodo. Composición del electrodo. Extensión del electrodo. Gas protector.

•             Extensión del electrodo

•             Regulación longitud del arco GMAW

•             Proceso GMAW Tipos de transferencia

COMPONENTES DEL EQUIPO DE GMAW

 Fuente de Poder de Voltaje Constante (CV) Alimentador de Alambre de Velocidad Constante Pistola y Cables Flujómetro, Mangueras, Cilindro y Conexiones para el gas Alambre ( Electrodo )

ANTECEDENTES

El concepto GMAW surgió en la década de 1920 pero estuvo disponible comercialmente en 1948. Se consideró un proceso de electrodo de metal desnudo de diámetro pequeño con alta densidad de corriente que empleaba gas inerte para proteger el arco de soldadura.  Conocido por el término MIG Posee la nomenclatura AWS y CSA de soldadura con gas y arco metálico GMAW (siglas del ingles de Gas Metal Arc Welding ).