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PROCESO TIG
Nombre técnico: GTAW
Soldadura de Arco Eléctrico con
Tungsteno Protegida por Gas.
¿Que es el proceso TIG ?
La soldadura TIG es un proceso en el cual un arco
eléctrico se establece entre un electrodo de tungsteno
no consumible y la pieza de trabajo.
La zona de soldadura es protegida por un gas inerte,
generalmente Argon el cual se alimenta a través de una
antorcha.
ConceptosTipos de Corriente:
Corriente Continua:
Es aquella corriente donde el flujo de electrones se
produce un solo sentido. Siendo el polo negativo por
donde siempre sale la corriente y el positivo por donde
llega.
Grafica de corriente continua
Se representa con las letras CC,
CD o DC.
Corriente Alterna:
Esta corriente es la fluye cambiando constantemente el
sentido.este cambio lo hace 120 veces por segundo es por
eso que no se puede determinar su polaridad.
La corriente alterna se representa ca las letras CA o AC o
por su símbolo ( )
Forma de onda de la corriente
alterna
Magnitudes de la Corriente
Tensión :
Es la fuerza con que fluye la corriente,Se conoce
como voltaje (V).
Intensidad:
Es la cantidad de corriente que fluye por un
conductor, se conoce como amperaje (A).
Resistencia:
Es la oposición al paso de la corriente eléctrica
conocen como ohmios se representa con el símbolo
(Ω)
Características de la fuente de poder
La fuente para soldar en este proceso tiene que ser de
corriente constante y el tipo de corriente puede ser
corriente alterna o continua
Corriente Alterna se usa para soldar Aluminio o
magnesio.
Corriente continua se usa para materiales ferrosos y
otros no ferrosos
Cuando se usa un maquina para soldar TIG con
corriente alterna, Se debe usar la unidad de alta
frecuencia.
Esta unidad puede venir incorporada en el equipo o
puede venir como un dispositivo independiente que se
le instala a la fuente de poder.
La corriente con alta frecuencia se emplea
especialmente en las soldaduras de aluminio y
magnesio, ya que esta permite que la corriente salte
entre el electrodo y la pieza de trabajo perforando la
película de oxido que se forma en la superficie de estos
materiales.
En aceros inoxidable se utiliza para que el electrodo
no haga contacto con el material y se pueda iniciar el
arco de soldadura asi no contamine el material base .
Ventajas de usar alta frecuencia:
• El arco se puede encender sin tocar el material base
con el electrodo.
• El arco es mas estable.
• Es posible mantener un arco mas largo.
• Los electrodos tienen mayor duración.
GASES DE PROTECCIÓN
El propósito mas importante del gas en el proceso
es evitar El contacto del aire del medio ambiente
con el electrodo y el material base en el momento
que se realiza la soldadura.
El gas también tiene influencia en la estabilidad,
características y comportamiento del arco y por
consiguiente en el resultado de la soldadura.
El efecto de protección de un gas
depende de:
El flujo del Gas.
El tipo de la soldadura.
• El tamaño de la cubierta.
• Longitud del arco.
• La posición de la soldadura.
Los gases empleado para este proceso son el Argon y
el Helio
Argon:
El Argon es 1 y 12 mas pesado que el aire y
aproximadamente 10 veces mas pesado que el Helio.
Después de salir de la boquilla el Argon tiende a formar
una campana protectora sobre el área de la soldadura, en
cambio el Helio tiende a subir rápidamente.
Debido a la baja conductividad térmica del Argon, la zona
de la soldadura es más estrecha que con el Helio como
gas protector.
El Argon proporciona una excelente estabilidad del arco y
una buena acción de limpieza aun con amperajes bajos.
Helio
El Helio tiene una excelente conductividad térmica, por
lo cual, el arco es mas caliente y el área de soldadura y la
penetración son mayores que con Argon, sin embargo
debido a que el Helio es mas liviano, se requiere un flujo
de gas unas tres veces mayor que con Argon para un
determinado trabajo de soldadura, por lo cual su empleo
es mas costoso.
El Helio se prefiere cuando se sueldan espesores
gruesos de materiales de alta conductividad térmica
como por ejemplo aluminio y cobre.
REGULADORES DE GAS
Estos elementos se usan para controlar correctamente la
salida de gas protector; su función es la de disminuir la
alta presión que contiene el cilindro y suministra ala
pistola el flujo necesario de acuerdo al trabajo que se
vaya a realizar.
El regulador esta formado por un manómetro y un
flujometro.
El manómetro nos indica la presión dentro del cilindro y
generalmente viene graduado en Kg./cm cuadrados
Lbs/pulg. Cuadradas
1 Kg./cm cuadrado = 14.7 Lbs/pulg. cuadradas
El flujometro normalmente consiste en un tubo de vidrio
graduado en pies cúbicos/hora o en litros/minuto.
1 pies cúbicos/hora = 0.47 litros/minuto
El flujo de gas necesario para un trabajo puede variar
entre 8 a 30 pies cúbicos/hora aproximadamente y su
ajuste correcto depende de:
• De acuerdo con el tipo de gas a usarse (El flujo de
Helio es tres veces mayor que el de Argon).
• Distancia de la boquilla a la pieza.
• Tipo de unión ( la unión de filete requiere menos gas)
• Diámetro de la boquilla de cerámica.
• Tamaño del charco de fusión de la soldadura.
• Amperaje requerido ( a mayor amperaje mayor flujo).
• Medio ambiente en el cual se trabaja ( las corrientes de
aire desplazan el gas de protección.
• Posición de trabajo.
ELECTRODOS DE TUNGSTENO
El electrodo de tungsteno empleado en el proceso TIG,
difiere de los empleados en otros procesos de soldadura
por arco eléctrico en que no se funde por el calor
generado por la fuente de poder y por lo tanto no
suministra material de aporte a la soldadura, en algunas
ocasiones debido a una selección incorrecta del
electrodo o a un amperaje demasiado alto, partículas
del electrodo puede ser transferidas a través de arco.
El electrodo de tungsteno o wolframio empleado en la
soldadura TIG, es muy duro y altamente refractario; su
punto de fusión es de 3400 grados centígrados.
Los electrodos se fabrican en diámetros desde 0.020
pulgadas Hasta ¼ de pulgada y pueden ser de tungsteno
puro ó aliados con thorio ó zirconio, presentado cada
uno de ellos características de operación diferentes.
Electrodos de tungsteno puro:
Estos electrodos son preferidos generalmente para soldar
aluminio y magnesio con corriente alterna debido a que
en el extremo se forma una semiesfera que da estabilidad
en el arco
Los electrodos de tungsteno puro también se puede usar
con corriente continua pero el amperaje que pueden
soportar es menor que el que soportan los electrodos
aliados.
El tungsteno puro tiene una buena resistencia a la
contaminación al usarlo con corriente continua, pero hay
mayor posibilidad de que caigan participas a través del
arco y además las características de encendido no son tan
buenas como las de los tungstenos aleados, especialmente
con amperajes bajos.
Los tungstenos puros se distinguen con una banda de color
verde en unos de sus extremos .
Electrodos aleados con thorio
La adición de pequeños porcentajes de thorio ( 1% ó 2%)
a los elementos de tungsteno, le mejora las características
de encendido y les da una mayor capacidad de soportar
mayores amperajes.
Para un diámetro de electrodo dado, al usarlo con corriente
alterna (AC), su capacidad de amperaje aumenta en un
50% aproximadamente comparado con un tungsteno puro.
El electrodo thoriado no forma la semiesfera en su extremo
como el tungsteno puro sino sino que puede formar
pequeñas salientes en la superficie del extremo, cuando es
usado con corriente (AC), edemas el arco es menos
estable.
Los electrodos aleados con thorio usualmente se prefieren
para soldar con corriente continua (DC). El mas comun es
el que tiene 2 % de aleación y se identifica por una banda
de color rojo, el que tiene aleación del 1 % tiene una banda
de color amarillo
Electrodos Aleados con Zirconio
El tungsteno aleado con zirconio es preferido para
aleaciones de soldaduras con A.C. Por su alta resistencia
a la contaminación es tan buena como sus características
de encendido y estabilidad de arco.
Estos electrodos forman en su extremo una semiesfera,
como los de tungsteno puro.
Estos electrodos aleados con zirconio usan corriente
muy similares para soldar que los de tungsteno-thorio, se
distinguen con una banda de color café.
•Precauciones al usar los electrodos
• El diámetro de la semiesfera que se forma en el
extremo de los electrodos, no debe ser mayor de 1 y
½ vez el diámetro del electrodo. Si el diámetro de la
semiesfera es mayor, esto se debe a un exceso de
amperaje para ese electrodo y hay l posibilidad de que
la gota caiga y contamine la soldadura.
• Si las condiciones de soldadura son correctas el
extremo del electrodo debe ser claro y brillante; si se
observa oscuro es exceso de amperaje. Si aparece azul
o morado, el postflujo de gas es insuficiente por lo
cual el extremo del electrodo es oxidado por el aire
cuando todavía esta caliente.
• Una regla general de postflujo es emplear un segundo
por cada diez amperios de corriente de soldadura.
• Otra forma de contaminarse el electrodo es al hacer
contacto con el metal fundido o con la varilla de aporte.
Afilado del electrodo
Incorrecto, restringe el paso de
corriente
Correcto
Antorchas
Las antorchas usadas en el proceso TIG, tiene como
función sujetar el electrodo de tungsteno y permitir el
paso de gas inerte hacia la zona de soldadura. Hay dos
tipos de antorchas las refrigeradas por agua, las
refrigeradas por aire.
Antorchas refrigeradas por Agua.
Estas antorchas se emplean para trabajos de alta
producción con intensidades que estén por encima de los
100 amperios.
Esta pistola esta diseñada para refrigerar tanto el cabezal
de la antorcha como también el cable que conduce la
corriente de soldadura.
Cabezal de una antorcha de TIG
de 200 amperios SR-18
Las antorchas refrigeradas por agua, permite que el cable
pueda ser de menor calibre y dar mayor flexibilidad y
permite una manejo más fácil para el operario.
El agua para la refrigeración se puede obtener a traves de
una llave del acueducto o a también en un tanque que
posea una bomba y la haga recircular.
Coolmate
Tanque refrigerador por agua
Consumibles de una Antorcha TIG
CAP
COLLET
BODY COLLET
NOZZLE ALUMINA
Ó CERAMICA
Cap: Es el capuchón que cubre el electrodo de
tungsteno y nos permite ajustar el mismo.
Este dispositivo viene de tamaño, corto y largo según sea
el largo del tungsteno.
Collet: Es un tubo pequeño en cobre que posee unas
aberturas en un de sus extremos que permiten cerrarse y
agarrar el tungsteno para que no se caiga de la antorcha.
Sus medidas son en pulgadas y están en base al tungsteno
que se utilice, 1/16, 3/32, 1/8, 5/32.
Collet Body: Este dispositivo nos sirve de difusor
del gas y además sujeta lo nozzle de forma roscada.
Sus mediadas también se toman con referencia al
tungsteno, 1/16, 3/32, 1/8, 5/32.
Cerámica: Es la que nos permite concentrar el
flujo de gas y formar la campana protectiva.
Viene en medidas de 2,3,4 – 8, sus medidas se asocian al
tungsteno que se utiliza para soldar.
Ventajas y Desventajas del TIG
Ventajas:
• La superficie soldada queda limpia, sin escoria, ni
residuos de fundente.
• Permite soldar con facilidad espesores delgados.
• El arco es visible y se puede soldar en cualquier posición.
• Hay menos posibilidad de grietas por la acción del
hidrogeno en aceros susceptibles a ellas.
• Se pueden soldar metales no ferrosos, sin necesidad de
fundentes.
• Hay mejor protección de la zona de soldadura por la
acción del gas.
• El cordón presenta un excelente acabado.
• El calor del arco es más concentrada, por lo cual, hay
menos distorsión y mayor facilidad de la soldadura en
metales de alta conductividad de calor.
• El proceso en si, no produce humos ni vapores dañinos
para la salud.
• No produce chispas ni salpicaduras
• Se pueden hacer uniones por fusión, sin material de
aporte.
Desventajas:
Mayor costo del equipo.
Distancia limitada entre el equipo y el material de
trabajo.
• Dificultad para trabajar al aire libre.
• enfriamiento más rápido en comparación con otros
métodos de soldadura.
• limitaciones en lugares de difícil acceso para la pistola.