En la post de hoy les hablaremos sobre gases industriales en procesos de soldadura MIG-MAG
En los procesos de soldadura con máquinas semiautomáticas, automáticas o sistemas robotizados, encontramos dos acrónimos que han llegado a definir por sí mismos el proceso de soldadura con hilo continuo. Nos referimos al proceso MIG y al proceso MAG, también denominados GMAW (Gas Metal Arc Welding).
En este post de nuestro blog vamos a centrarnos en los gases de protección y sus características principales en el proceso de soldadura. Dejando para una próxima ocasión la descripción de los distintos tipos de transferencia del material de aportación, los materiales de aportación y su influencia en la velocidad transferencia así como los tipos de máquinas disponibles en nuestro catálogo.
La función principal de los gases industriales en los procesos de soldadura, es evitar la presencia del oxígeno en el momento de la fusión de los metales, o lo que es lo mismo, en el momento que los metales pasan de un estado sólido a un estado líquido.
Además de lo anterior, el gas que utilicemos influirá en la energía que aportamos, la penetración de la soldadura, la tasa de transferencia, la velocidad de soldeo, el aspecto del cordón de soldadura y el tipo de transferencia del material de aportación. No es por lo tanto el gas un invitado de piedra, sino una variable muy importante en nuestros procesos de soldadura.
Descripción de gases industriales en procesos de soldadura MIG-MAG:
PROCESO MIG
MIG, es el acrónimo de Metal Inerte Gas, lo que ya de por sí nos define alguna de las características de los gases industriales que utilizamos en este proceso.
La familia de gases inertes la componen los gases no reactivos a determinadas condiciones de temperatura y presión. En los procesos de soldadura MIG los gases inertes utilizados son el argón y el helio.
Argón (Ar)
El argón es un gas inerte con una excelente estabilidad en el arco de soldadura.
El argón puro, se utiliza principalmente en la soldadura de metales no ferrosos, como por ejemplo, el aluminio o el cobre. Su bajo potencial de ionización (PI), crea una excelente trayectoria de corriente, produciendo además una columna de arco muy focalizada y con una alta densidad de corriente. No se utiliza puro en metales ferrosos por la poca fluidez del baño de soldadura, creando mordeduras en ambos lados del cordón de soldadura y siendo propenso a formar poros.
En los procesos MAG que veremos más adelante, veremos como cambian las características del argón cuando se combina con gases activos.
Helio (He)
El helio es otro gas inerte utilizado en los procesos de soldadura MIG.
La característica que aporta el helio en la soldadura se basa en su alta conductividad térmica, aportando una mayor velocidad de soldadura. En cambio, ofrece una columna de arco más ancha que el argón y una menor penetración. Eso sí, al crear una columna de arco más ancha, mejora la fluidez del baño de fusión y una mejor acción de mojado.
Combinando el argón y el helio se obtiene una mezcla con las cualidades de ambos gases, consiguiendo una buena estabilidad de arco y un baño de fusión más ancho, mejorando el mojado en los bordes del cordón.
En general, cuanto mayor sea el espesor del material base mayor será el porcentaje de helio en la combinación de estos dos gases.
PROCESO MAG
MAG es el acrónimo de Metal Active Gas, siendo por lo tanto un proceso en el que se utilizan gases activos.
Los gases activos son aquellos que reaccionan con el baño de fusión, ya que pueden combinarse con los elementos químicos presentes en el baño de fusión.
En los procesos MAG los gases activos suelen utilizarse en combinación con gases inertes, mayoritariamente argón, aunque en procesos muy específicos, también se combinan tres o cuatro gases en una misma botella. Los gases activos más habituales utilizados en el proceso MAG son el oxígeno y el dióxido de carbono.
Oxígeno
A pesar de que la función principal de los gases de protección es evitar el oxígeno en contacto con el baño de fusión, añadiendo un pequeño porcentaje de oxígeno al argón, conseguimos mayor fluidez del baño de fusión, aumentando la estabilidad del arco y la velocidad de transferencia del material de aportación.
Los porcentajes de oxígeno utilizados en combinación con el argón oscilan entre el 1 y el 5%.
La mezcla del 98% argón y 2% de oxigeno es adecuada para la soldadura de aceros poco aleados y aceros inoxidables.
Un 2% de oxígeno es suficiente para que el arco se estabilice y la velocidad de transmisión del material de aportación aumente, proporcionando un mejor mojado en los bordes.
Con un 4% de oxígeno en la mezcla argón/ oxígeno obtenemos una mezcla que proporciona un baño de fusión mucho más fluido pero que aún es controlable y conseguimos una velocidad de soldeo mucho más elevada. Esta mezcla sin embargo, obtiene una menor penetración que la mezcla que veremos a continuación.
Dióxido de carbono
El dióxido de carbono es el único gas activo que se utiliza sin mezclar en un proceso MAG.
Es el gas más barato utilizado en soldadura GMAW, ofreciendo un arco muy enérgico con elevada penetración. A cambio, el cordón obtenido tiene un aspecto rugoso y se crean muchas proyecciones. Es un gas muy utilizado en soldadura de armaduras de ferralla.
Mezclado con argón, es el gas más consumido en la soldadura de aceros al carbono y de baja aleación. El porcentaje estándar en el proceso MAG en aceros al carbono son el 8% y el 18%. Utilizándose porcentajes del 5% y muy superiores al 18% en procesos específicos que por no hacer más extensa este post, no vamos a tratar.
La mezcla 92% argón y 8% dióxido de carbono, también denominada ARCAL™ Speed.
ARCAL™ Speed, es una combinación óptima para aumentar la productividad en la soldadura MAG. Con estos porcentajes obtenemos una soldadura MAG de alta velocidad y una alta tasa de deposición, reduciendo significativamente la emisión de humos y las proyecciones. Con esta mezcla de gases minimizamos la posibilidad de atravesar el material, lo que es más habitual que suceda con otras combinaciones con un mayor porcentaje de dióxido de carbono.
La mezcla 82% argón, 18% dióxido de carbono, también se denomina Arcal ™ Force.
La composición de la mezcla de Argón y 18% CO2 garantiza un rendimiento excelente en calderería y estructuras metálicas. Con esta combinación de gases se consigue un perfecto equilibrio entre velocidad de soldeo y penetración. Con un baño de fusión muy controlable, ofrece un cordón de soldadura compacto de calidad radiográfica. Una soldadura realizada con ARCAL™ Force tiene excelentes propiedades mecánicas gracias a la amplia penetración del cordón, lo que viene derivado del porcentaje de dióxido de carbono de la mezcla.
Obviamente, este artículo no contempla todas las combinaciones de gases que se utilizan en los procesos MIG-MAG, tan solo pretende describir de forma sencilla, las combinaciones mas comunes y sus efectos. Pero si está interesado en que le asesoremos en su caso particular, no tiene más que contactar con nosotros y será un placer trabajar juntos.