Soldadura de Aluminio

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

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

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

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

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

Chasis de motos y bicicletas Cannondale

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

Soldadura de chasisutilizando GTAW contubos de aluminio de la serie 6000

El aluminio es un metal muy usado pues...

Es un material ligero. Es 3 veces menos pesado que el aceroMuy buena resistencia a la corrosiónMuchas aleaciones de aluminio tienen resistencia estructuralDurabilidadBuena conductividad eléctrica ( 65% del cobre puro)Muchas de sus aleaciones tienen buena “soldabilidad”

¿ Es más difícil soldar aluminio que soldar acero?

¡ No !Es diferente

Por ejemplo...

Capa de óxidoCapa dura, delgada y tenaz ( 2.5 – 5.0 nm de espesor normal)Posible tratamiento de anodizado⇒mayor espesorTemperatura de fusión: 2052 °CEs aislante eléctricoEs 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 soldadoASTM B2096061-T6 : RT:275 MPa Unión soldada mínimo: RT:165 MPa

Resistencia en uniones de surco

Las aleaciones no tratables térmicamente son recocidas entre 300 °C y 380°C y el tiempo necesario es corto⇒resistencia mecánica de la unión es muy afectada por la soldaduraLas aleaciones tratables térmicamente requieren mayor tiempo a temperatura para reducir su resistencia ⇒resistencia mecánica de la unión es afectada en menor gradoLa resistencia mecánica de la junta es definida principalmente por la ressitencia de la ZAC

Resistencia en uniones de filete

Depende fuertemente de la composición del metal de aporte usadoLa resitencia de una unión en filete depende de la resistencia al corte del aporteLos aportes de la serie 4xxx tienen menor ductilidad y resistencia al corte que los aportes de la serie 5xxxEjemplo: metal base 6061-resistencias al corte equivalentes para ¼” filete de 5556 y 7/16” de 4043

Por ejemplo....

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

CALOR

¿Qué aleaciones de aluminio son “ soldables”?

Cuando se dice que una aleación de aluminio es soldable, nos referimos a la habilidad 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 soldaduraSe 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 fisuraciónMagnesio en el rango de 0.5 a 3% tambiénMetales base Al-Mg de contenido de Mg menor a 2.8% puede ser soldado con aportes 4xxx y 5xxxPara mayores contenidos de Mg no usar aportes de la serie 4xxx (eutéctico asociado con gran cantidad de Mg2Si)

Fisuaración 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: 7003

70057039

¿Temperatura de servicio?

Limitación: Corrosión por esfuerzoSegregación de Mg en límites de grano puede inducirlaEsta segregación puede ocurrir en aleaciones de contenido de Mg mayor a 3% y expuestos a temperaturaTemperaturas de servicio mayores a 60°C pueden ocasionar este problemaAporte 5554 y metal base 5454 diseñados para servicio a temperaturaAportes de la serie 4xxx pueden usarse

¿ Respuesta a PWHT ?

Muchos aportes convencionales no responden a PWHT sin una dilución considerable conel metal baseSe han desarrollado aportes que si lo hacen:

Aporte 4643 para metales base serie 6xxxAporte 5180 para serie 7xxxOtros: 2319, 4009, 4010, 4145, 206.0, A356.0, A357.0, C355.0, C357.0, etc

Procesos de soldadura usados...

Deben suministrar cantidad suficiente de calor (para fundir el metal base) pero no demasiado ( para disminuir las propiedades mecánicas del material)Deben producir además una acción limpiadora del de la capa de óxido

GTAW...

Gas Tungsten Arc Welding

GTAW...

Se requiere corriente alterna

GTAW...

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

GMAW...

Gas Metal Arc Welding

GMAW...

GMAW...

GMAW-P

Modo de GMAW donde la corriente pulsa en el tiempo