Soldadura TIGTIG (Tungsten Inert Gas) consiste en aquella tcnica de soldadura que emplea gas Argn (Ar) en estado plasmtico generado por la descarga en arco entre electrodos de Tungsteno (W). Dicha tcnica emplea para el gas una presin igual o mayor a la atmosfrica, el proceso se realiza en condiciones de atmsfera inerte, a 6000 K. Este gas adquiere propiedades elctricas al pasar al estado plasmtico a determinadas condiciones de intensidad y voltaje de corriente elctrica. El gas Argn empleado es de pureza elevada con contenido de contaminantes menores a 500 ppm.. El Tungsteno es un metal de color gris, de alto punto de fusin 3400-4000 C, se obtiene una mejora importante en sus propiedades cuando a estos electrodos se les adiciona xido de Torio (Th), Circonio (Zr), Lantano (La) o Cerio (Ce) en cantidades entre el 0.15 4.2%. Los electrodos empleados para esta tcnica se clasifican segn la Norma ISO 6848.Descripcin del proceso Soldadura TIG1.- Condiciones generales de Inicio:1.1.- Los electrodos de Tungsteno estos debern estar libres de todo tipo de contaminacin como polvo o grasa, libre de humedad as como las superficies a soldar.1.2.- Todo proceso de soldadura siempre se realizarse en ambientes libres de corrientes directas de aire, el extremo del electrodo no deber salir del ratio de proteccin del flujo de gas inerte.2.- Materiales y Equipos2.1.- Gas Argn. Segn la informacin del proveedor se seleccionar el de elevada pureza con contaminantes menores a 500 ppm.2.2.- Equipo de transformacin de corriente alterna de 5 a 500 Amperes y variacin de voltaje entre 70 y 80 V de circuito abierto en el Arco.2.3.- Electrodos de Tungsteno, (segn Norma ISO 6848. P.ejm.).3.- Procedimiento3.1.- El caudal de gas deber cubrir en amplio ratio la superficie a soldar (bao) de manera que permanezca brillante sin opacidades en el cordn de lo contrario se deduce que el caudal de gas es insuficiente. El flujo de gas debe empezar antes del cebado, y mantenerse hasta despus de la extincin del arco.3.2.- Posicionamiento de la Antorcha.La antorcha debe mantenerse poco inclinada (10 a 20) respecto la vertical y dirigida de manera que el arco vaya por delante del bao de fusin.Luego de ser preparado el arco y manteniendo el flujo de gas inerte se mantiene la antorcha sobre la junta hasta la aparicin de un punto brillante indicando que el metal de la pieza ha llegado a su punto de fusin. Este punto brillante es aumentado de tamao cuando el soldador realiza movimientos pequeos y circulares con la antorcha segn sea el desplazamiento de derecha a izquierda y regulando segn la habilidad del operador su velocidad de avance y la extensin del cordn este detalle se apreciar cuando se mantiene una soldadura brillante y regular, sin sobreespesores.4.- Verificacin. Se verifica la calidad de los cordones de soldadura por empleo de planes de inspeccin y tcnicas de preferencia homologadas, realizando las correcciones respectivas y su posterior verificacin.

Aplicaciones Soldadura TIGSu aplicacin industrial es extensa aplicndose a todos los metales ligeros tales como Aluminio, Magnesio y aleaciones. Aceros inoxidables (Cromo, Nquel, y aleaciones). Cobre y sus aleaciones. Plomo, Plata, Oro, Aceros al Carbono, Metales diferentes entre s, etc.

Soldadura por plasmaLa soldadura por plasma es considerada como un mtodo ms avanzado que la soldadura TIG, ya que proporciona un aumento de productividad. Conocida tcnicamente como PAW (Plasma Arc Welding), la soldadura por plasma alcanza una densidad energtica y temperaturas superiores a la TIG. El arco elctrico es formado entre el electrodo y la pieza a soldar.La energa para conseguir la ionizacin la logra el arco elctrico que se forma entre el electrodo y el metal a soldar. En la soldadura por plasma se emplea un gas, generalmente argn puro, que pasa a estado plasmtico por medio de un orificio de reduccin que estrangula el paso del gas logrando aumentar la velocidad del mismo, dirigiendo al metal que se desea soldar, un chorro concentrado que puede alcanzar una temperatura entre 20.000 y los 28.000C. El flujo de gas de plasma no protege al arco, el bao de fusin y el material expuesto al calentamiento de la atmsfera, por lo que se utiliza un segundo gas que proteje al conjunto envolvindolo. Los electrodos utilizados para la soldadura por plasma mayormente son fabricados con tungsteno sinterizado.Caractersticas de la Soldadura por PlasmaLa soldadura por plasma se utiliza principalmente en uniones de alta calidad tales como las requeridas en construccin aeroespacial, plantas de procesos qumicos e industrias petroleras. Este tipo de soldadura no contamina el metal base, no produce escoria y se puede utilizar para soldar los mismos materiales que se sueldan con TIG y otras aleaciones y materiales muy delgados.Podemos clasificarla de mejor manera dentro de tres modalidades: Soldadura microplasma, con corrientes de soldadura desde 0.1 Amp. hasta 20 Amp. Soldadura medioplasma, con corrientes de soldadura desde 20 Amp. hasta 100 Amp. Soldadura Keyhole, por encima de los 100 Amp., en la cual el arco plasma penetra todo el espesor del material a soldar.Partes de la soldadura por plasmaLa soldadura por plasma se compone bsicamente de un proceso que comprende muchos elementos (arriba mencionados), que ayudan a su eficiente desempeo. Podemos encontrar dentro de ellos: Gases, los cuales fluyen envolviendo el electrodo de tungsteno. Generalmente argn o helio. El electrodo de tungsteno, que es el principal ayudante durante el proceso de soldadura. Metal base, que puede ser cualquier metal comercial o diversas aleaciones. Depsito de gas, que puede ser de cermica, de metal de alta resistencia de impacto o enfriado por agua. La fuente de poder, CAAF, CDPD o CDPI. Metal de aporte, pero slo si se cuenta con l, porque no es indispensable para la soldadura.

Corte por plasma

La tecnologa de uniones de piezas metlicas por arco elctrico vio sus xitos en 1930 al construir un barco totalmente soldado en Carolina del Sur en Estados Unidos, aos despus se introdujo mejoras en el proceso como corriente alterna, y se utiliz proteccin como fundente granulado.En los aos 40 se introdujo el primer proceso con proteccin gaseosa empleando un electrodo no consumible de wolframio y helio como gas protector, recibi el nombre de TIG (Tungsten Inert Gas).En 1954, cientficos descubren que al aumentar el flujo del gas y reducir la abertura de la boquilla utilizada en la soldadura TIG, se obtiene un chorro de plasma. Este chorro es capaz de cortar metales, lo que dio lugar al proceso de corte por plasma conocido hoy en da.Fundamentos fsico-qumicosEn la naturaleza podemos encontrar materia en forma slida, lquida o vapor, el plasma es el cuarto estado de la materia.A muy elevadas temperaturas, los electrones tienen suficiente energa como para escapar de su rbita alrededor del ncleo del tomo, generando iones de carga positiva.El plasma es el estado en el que se encuentran las estrellas por su elevada temperatura. En la atmsfera terrestre solo podemos conseguir el plasma por medios artificiales.Al calentar un gas a temperaturas del orden de 50.000 C los tomos pierden electrones. Estos electrones libres se colocan en los ncleos que han perdido sus propios electrones, convirtindose as en iones. De esta forma el gas se convierte en plasma y por consecuencia tendremos un conductor elctrico gaseoso con alta densidad de energa.

Proceso de mecanizado con plasmaEl fundamento del corte por plasma se basa en elevar la temperatura del material a cortar de una forma muy localizada y por encima de los 30.000 C, llevando el gas utilizado hasta el cuarto estado de la materia, el plasma, estado en el que los electrones se disocian del tomo y el gas se ioniza (se vuelve conductor).El procedimiento consiste en provocar un arco elctrico estrangulado a travs de la seccin de la boquilla del soplete, sumamente pequea, lo que concentra extraordinariamente la energa cintica del gas empleado, ionizndolo, y por polaridad adquiere la propiedad de cortar.

Resumiendo, el corte por plasma se basa en la accin trmica y mecnica de un chorro de gas calentado por un arco elctrico de corriente continua establecido entre un electrodo ubicado en la antorcha y la pieza a mecanizar. El chorro de plasma lanzado contra la pieza penetra la totalidad del espesor a cortar, fundiendo y expulsando el material.La ventaja principal de este sistema radica en su reducido riesgo de deformaciones debido a la compactacin calorfica de la zona de corte. Tambin es valorable la economa de los gases aplicables, ya que a priori es viable cualquiera, si bien es cierto que no debe de atacar al electrodo ni a la pieza.No es recomendable el uso de la cortadora de plasma en piezas pequeas debido a que la temperatura es tan elevada que la pieza llega a deformarse.Caractersticas del procesoEsta moderna tecnologa es usable para el corte de cualquier material metlico conductor, y mas especialmente en acero estructural, inoxidables y metales no frricos.El corte por plasma puede ser un proceso complementario para trabajos especiales, como pueden ser la produccin de pequeas series, la consecucin de tolerancias muy ajustadas o la mejora de acabados.Tambin se produce una baja afectacin trmica del material gracias a la alta concentracin energtica del arco-plasma. El comienzo del corte es prcticamente intantneo y produce una deformacin mnima de la pieza.Este proceso permite mecanizar a altas velocidades de corte y produce menos tiempos muertos, (no se necesita precalentamiento para la perforacin).Permite espesores de corte de 0.5 a 160 milmetros, con unidades de plasma de hasta 1000 amperios.El corte por plasma tambin posibilita mecanizados en acero estructural con posibilidad de biselados hasta en 30 milmetros.Una de las caractersticas ms reseables es que se consiguen cortes de alta calidad y muy bun acabado.Equipo necesario

El equipo necesario para aportar esta energa consiste en un generador de alta frecuencia alimentado por energa elctrica, gas para generar la llama de calentamiento, y que ms tarde se ionizar (argn, hidrgeno, nitrgeno), un electrodo y portaelectrodo que dependiendo del gas puede ser de tungsteno, hafnio o circonio, y por supuesto la pieza a mecanizar.Variables del procesoLas variables del proceso son: Gases empleados. El caudal y la presin de los mismos. Distancia boquilla pieza. Velocidad del corte. Energa empleada o intensidad del arco.Las variables como el caudal, la presin del gas-plasma, la distancia boquilla-pieza y la velocidad del corte se pueden ajustar en las maquinas de corte por plasma existentes en el mercado segn cada pieza a cortar. Su calidad varia en funcin del control de esos parmetros para conseguir mejor acabado de las piezas y mayor productividad.

Dinmica de partculas en el gas y en el plasma. tomos neutros en verde, iones positivos en azul y electrones en rojo.Gas-plasmaLos principales gases que se utilizan como gases plasmgenos son, argn, nitrgeno y aire, o mezcla de estos gases, en general se utiliza el nitrgeno por su mejor comportamiento respecto a la calidad del corte y garantiza una durabilidad de la boquilla. El chorro del gasplasma utilizado en el proceso se compone de dos zonas: Zona envolvente, que es una capa anular fra sin ionizar que envuelve la zona central. Al ser fra conseguimos refrigerar la boquilla, aislarla elctricamente y confinar el arco de la regin de la columna-plasma. La zona central, que se compone por dos capas, una perifrica constituida por un anillo de gas caliente no suficientemente conductor y la columna de plasma o el ncleo donde el gas-plasma presenta su ms alta conductividad trmica, la mayor densidad de partculas ionizadas y las ms altas temperaturas, entre 10.000 y 30.000 C.Arco elctricoEl arco generado en el proceso de corte por plasma se denomina arco transferido. Como su propio nombre lo indica, el arco se genera en una zona y es transferido a otra.Cmo?Por medio de un generador de alta frecuencia conseguimos generar un arco entre el electrodo y la boquilla, este arco calienta el gas plasmgeno que hay en su alrededor y lo ioniza estableciendo un arco-plasma.Gracias a la conductividad elctrica es transferido hasta la zona de corte, mientras que el arco generado inicialmente, denominado arco piloto, se apaga automticamente.Una vez el arco-plasma est establecido, la pieza se carga positivamente mientras el electrodo se carga negativamente, lo que hace mantener el arco-plasma y cortar la pieza.En ocasiones podemos generar el arco-plasma acercando la boquilla a la pieza. Este arco se denomina 'arco no transferido' y se genera entre el electrodo y la boquilla que esta conectada al lado positivo de la fuente de corriente a travs de una resistencia.Este tipo de arco se emplea ms en procesos de soldadura.Tipos de corte por plasma Corte por plasma por aire. En el ao 1963 se introduce el corte por plasma por aire. El oxgeno del aire aumenta las velocidades de corte en un 25 por ciento en relacin con el corte tradicional por plasma seco, sin embargo, tambin conlleva una superficie de corte muy oxidada y una rpida erosin del electrodo que est dentro de la boquilla de corte.

Corte con inyeccin de agua. En 1968, Dick Couch, presidente de Hypertherm, inventa el corte con inyeccin de agua, un proceso que implicaba inyectar radialmente agua en la boquilla. El resultado final fue corte mejor y ms rpido, as como con menos escoria. Este proceso tambin utiliza como gas nitrgeno pero como protector utiliza una capa de agua.

Corte con inyeccin de oxigeno. En 1983 se desarrolla una nueva tcnica que implica la utilizacin de oxgeno como gas de corte y la introduccin de agua por la punta de la boquilla. Este proceso denominado corte por plasma con inyeccin de oxgeno ayuda a solucionar los problemas del rpido deterioro de los electrodos y la oxidacin del metal.

Corte con doble flujo. Este es el sistema convencional o stndard, de alta velocidad que utiliza como gas-plasma nitrgeno y como gas protector puede emplearse dixido de carbono o bien oxgeno.Ventajas respecto al proceso de oxicorte

Robot realizando una aplicacin de corte por plasma.El corte con plasma a diferencia del oxicorte, tiene un espectro de aplicacin sobre materiales ms amplio.Su costo operativo es sensiblemente inferior al oxicorte y la facilidad de su operacin hace posible trabajar en corte manual con plantillas de chapa con un acabado de la pieza prcticamente definitivo.Especialmente se puede destacar la versatilidad para cortar metales de espesores delgados, lo cual con oxicorte no sera posible.Otras desventajas del oxicorte son la baja calidad de corte y el efecto negativo sobre la estructura molecular, al verse afectada por las altas temperaturas y metales ferrosos al cromo-niquel (aceros inoxidables), adems del aluminio y el cobre.Adicionalmente, el corte con plasma es un proceso que brinda mayor productividad toda vez que la velocidad de corte es mayor, dependiendo del espesor del material hasta 6 veces mayor, lo cual entrega una razn de coste-beneficio mejor que el oxicorte.Adems, con el corte por plasma conseguimos una mayor precisin y limpieza en la zona de corte que con el oxicorte convencional.

Corte por arco-aireEl corte por arco aire es tcnicamente un proceso de mecanizado por el cual un potente chorro de aire a presin barre el metal de la zona de corte, fundido por efecto de un arco elctrico provocado con un electrodo situado en la parte delantera de la zona de barrido.El equipamiento es el mismo que el necesario para la soldadura por arco, salvo que el portaelectrodos incluye unos orificios para la salida del aire a presin, y se necesita por tanto un caudal adicional de aire comprimido. Las medidas de seguridad a mantener para el uso y mantenimiento de estos equipos de corte son las mismas que para los de soldadura elctrica.Los electrodos a utilizar estn compuestos en un 90% por grafito y el resto de carbono, recubiertos por una fina capa de cobre cuya misin es facilitar el paso de corriente y evitar la corrosin de la pieza que pudiera ser provocada por el chorro de aire. Este aire tiene que ser completamente seco y muy caudaloso, por lo que se precisa de potentes compresores que lo filtren y proporcionen un volumen de entre 700 y 1000 litros por minuto, lo que mantiene una presin de trabajo de 6 kg/cm2. Se necesita principalmente de corriente continua con polaridad inversa.La primera evidencia de este corte, es que al ser necesario establecer un arco elctrico, el material a cortar ha de ser necesariamente conductor, lo que reduce su aplicacin a la gama de metales empleados en calderera (acero, fundicin, magnesio, aluminio). Su principal ventaja es que su naturaleza de arco y gracias a su barrido de aire le convierten en un sistema ideal para realizar limpiezas y levantar cordones de soldadura.