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Soldadura
La soldadura es la columna vertebral de la industria metalúrgica moderna. Ya sea en una unidad de fabricación o en un taller de reparaciones, normalmente encontrará algún tipo de máquina de soldar por todas partes.
Existen muchos métodos diferentes de soldadura por arco, como MIG, TIG, SAW y PAW. La soldadura MIG es adecuada para muchas aplicaciones y resulta especialmente apropiada para soldar chapas gruesas y también puede utilizarse para secciones muy gruesas.
En este artículo, presentaremos el proceso de soldadura MIG y examinaremos dónde y cuándo utilizarlo.
Definición de MIG: Proceso de soldadura que fusiona metales mediante un electrodo de alambre consumible protegido por un gas inerte. El proceso de soldadura MIG fue desarrollado en 1948 por el Battelle Memorial Institute y patentado en 1949.
La soldadura MIG es uno de los dos subtipos de soldadura por arco metálico con gas (GMAW), siendo el otro la soldadura por gas activo metálico (MAG). El proceso y el equipo son los mismos, la definición proviene del tipo de gas de protección utilizado, por ejemplo, si se utiliza gas argón inerte como gas de protección se trata de un proceso MIG. Si se utiliza gas helio activo, se trata de un proceso MAG. La elección del tipo de gas de protección viene determinada por los metales que se van a soldar.
La soldadura MIG es un proceso de soldadura por arco que utiliza un electrodo de hilo sólido continuo calentado e introducido en el baño de soldadura desde una pistola de soldadura. Los dos materiales base se funden formando una unión. La pistola alimenta un gas de protección junto con el electrodo, lo que ayuda a proteger el baño de soldadura de los contaminantes transportados por el aire y mantiene el oxígeno fuera del metal fundido.
La soldadura MIG funciona con casi todos los metales, incluidos (entre otros) el acero dulce, el acero inoxidable, el aluminio, el cobre, el magnesio, el bronce y el níquel. La soldadura MIG es adecuada para la mayoría de espesores de metal. Sin embargo, no suele ser el método preferido para chapas finas por el riesgo de quemar la chapa, aunque los avances en las características de los modernos equipos de soldadura MIG/MAG lo han hecho posible.
En la soldadura MIG, el operario trabaja con una antorcha o "pistola" de soldadura MIG. Cuando se pulsa el gatillo de la antorcha:
Para una comprensión más detallada, examinaremos las características clave del proceso de soldadura MIG.
La soldadura MIG funciona utilizando un arco para fundir el material base e introducir en él el alambre metálico de aportación. La unión se forma como una mezcla del alambre de metal de aportación y el metal base.
El método por el que el alambre de aportación se transfiere al baño de soldadura puede realizarse de varias formas diferentes, la elección del método a utilizar depende de la posición de la soldadura, (por ejemplo, boca abajo,) y del tipo y grosor del material que se va a soldar. A continuación se describen los cuatro tipos de transferencia más comunes:
En el modo de cortocircuito o transferencia por inmersión, la velocidad de alimentación del hilo en el baño de soldadura aumenta de forma que toca físicamente el baño de soldadura. El cortocircuito funde el hilo y lo deposita en el baño de soldadura. Estos cortocircuitos pueden producirse entre 20 y 200 veces por segundo.
Para el hilo, se utiliza hilo macizo o hilo con núcleo macizo. Se trata de un método de soldadura de baja tensión y bajo aporte térmico.El método de cortocircuito puede utilizarse en todas las posiciones, vertical arriba, vertical abajo, horizontal o por encima de la cabeza. El gas de protección típico es argón al 75%-85%.
En el modo globular, se mantiene un arco continuo entre el hilo y la pieza y el metal se transfiere al baño de soldadura en forma de gotas.
La creación de estas grandes gotas de metal requiere una gran cantidad de calor. El diámetro de las gotas de metal es mucho mayor que el diámetro del hilo.
En el modo globular, la soldadura puede realizarse a alta velocidad, pero no para la soldadura posicional, ya que las gotas caen en el baño de soldadura por gravedad. El gas de protección típico es CO2 puro, lo que lo convierte en un método barato. Sin embargo, la transferencia globular puede crear muchas salpicaduras y tiene un aspecto antiestético, por lo que pueden ser necesarios procesos adicionales de limpieza después de la soldadura.
A diferencia de los modos de cortocircuito y globular, el modo de transferencia por pulverización se produce a una tensión elevada, normalmente >25 V para un hilo de 1 mm de diámetro. La velocidad de alimentación del hilo se ajusta para proporcionar más de 250 A y el arco de soldadura arde continuamente. El metal del hilo se funde y atraviesa el arco en una serie de pequeñas gotas, lo que se denomina transferencia por pulverización. Este modo de transferencia consiste en una "pulverización" de gotas muy pequeñas de metal fundido que se proyectan hacia la pieza de trabajo mediante fuerzas eléctricas dentro del arco. El diámetro de las gotas suele ser de 0,5 a 1 veces el diámetro del hilo del electrodo y el cordón de soldadura resultante suele ser limpio y estéticamente agradable, con pocas salpicaduras. Este modo de transferencia no es adecuado para la soldadura posicional, aunque puede utilizarse para la soldadura posicional del aluminio y sus aleaciones.
A diferencia de los métodos mencionados anteriormente, el modo de transferencia de metal por pulsos requiere máquinas de soldadura MIG específicas con funcionalidad MIG por pulsos.
En su forma más simple, consiste en un periodo con una corriente de fondo que mantiene el arco pero no consigue la transferencia de metal, seguido de un periodo de corriente alta durante el cual se produce la transferencia por pulverización. La corriente media se sitúa a medio camino entre el fondo y el pico y puede estar muy por debajo del umbral normalmente asociado a la transferencia por pulverización. Esto significa que el tamaño del baño de soldadura es relativamente pequeño y que la soldadura posicional es posible aunque el mecanismo de transferencia sea por pulverización. La soldadura MIG pulsada es totalmente posicional y produce cordones de soldadura limpios con salpicaduras mínimas y una zona afectada por el calor reducida. Es adecuada para materiales finos o gruesos. El gas de protección para MIG pulsado suele ser argón.
El hilo de soldadura actúa como un electrodo consumible que crea el arco. El hilo sirve tanto de fuente de calor (a través del arco en la punta de contacto) como de metal de aportación para la unión y se alimenta a través de un tubo de cobre llamado punta de contacto, que conduce la corriente al hilo. La elección del metal de aportación depende de los materiales que se vayan a unir; por lo general, se utilizará el mismo tipo de metal, por ejemplo, alambres de aportación de baja aleación para unir aceros de baja aleación y alambres de acero inoxidable para uniones de acero inoxidable. Además, las propiedades mecánicas y de resistencia a la corrosión del metal de aportación deben ser iguales o, mejor aún, superiores a las del metal de base. En caso de duda, los fabricantes del metal base y del metal de aportación pueden aconsejarle. Los diámetros típicos del hilo para soldadura MIG van de 0,8 mm a 1,6 mm y, de nuevo, la elección depende de la configuración de la unión y del grosor del material.
El gas de protección aísla el baño de soldadura de la atmósfera, por lo que el metal fundido no se oxida. Los gases de protección más utilizados son el argón, el helio y el dióxido de carbono. Normalmente, se utiliza una mezcla de estos gases en lugar de gases puros, y la proporción depende del tipo de metal base, el tipo de metal de soldadura y el modo de transferencia del metal.
La antorcha de soldadura MIG se conecta a la fuente de potencia de soldadura con un cable que transporta la corriente eléctrica, el hilo de soldadura y el gas de protección. Tiene un interruptor de gatillo que enciende el arco eléctrico, libera el gas de protección e inicia el avance del alambre al mismo tiempo. En el extremo de trabajo de la antorcha, una punta de contacto guía el hilo y actúa como conductor del arco de soldadura entre la antorcha y el metal de aportación. Esta punta de contacto de cobre se desgasta con el uso y es un consumible que debe sustituirse tras algunas horas de soldadura. El diámetro del orificio de la punta de contacto está adaptado al diámetro del hilo que la atraviesa.
La soldadura se realiza con una tensión relativamente baja en comparación con la de la red eléctrica y una corriente mucho más alta. Cualquier variación en la longitud del arco, es decir, la distancia entre el hilo de relleno y el metal base, provoca un cambio en la tensión. Dado que el proceso de soldadura MIG requiere que el hilo se introduzca constantemente en el baño de soldadura, para "suavizar" este proceso es necesario que la fuente de potencia para soldadura MIG suministre una tensión constante a la antorcha. La selección de la fuente de potencia depende del grosor del metal base, el tipo de material y el número de horas que la máquina estará funcionando al día.
Entre las ventajas de la soldadura MIG se incluyen:
La soldadura MIG es un proceso de soldadura muy versátil, adecuado para muchos tipos, tamaños y grosores diferentes de metales y en todas las posiciones de soldadura.
La soldadura MIG puede mecanizarse fácilmente o automatizarse por completo. Una configuración robótica o semiautomática de alta velocidad ofrece una soldadura MIG más rápida con resultados más uniformes.
La soldadura MIG ofrece un atractivo cordón de soldadura que no arruina el aspecto de las juntas. Las salpicaduras y las zonas afectadas por el calor son mínimas. La soldadura MIG acabada es visualmente atractiva.
Aunque la soldadura MIG es una técnica de soldadura muy popular, el proceso tiene las mismas limitaciones que todos los procesos de soldadura:
La quemadura se produce cuando el metal base se funde completamente y el metal fundido de la soldadura cae a través de él. Existe la posibilidad de que se produzcan quemaduras cuando se sueldan metales finos con MIG en los modos de transferencia globular o por pulverización. La transferencia en cortocircuito es más apropiada para metales más finos.
La falta de fusión es un tipo de defecto de soldadura que se produce cuando el metal fundido, el baño de soldadura, no se fusiona completamente con el metal base frío y es más frecuente en materiales más gruesos. Por esta razón, se aconseja el modo de transferencia por pulverización para la soldadura MIG de materiales más gruesos.
En el caso de la soldadura MIG, que requiere un mayor porcentaje de argón, aumenta el coste global del proceso de soldadura, ya que el argón es uno de los gases de protección inertes más caros. Además, debido a la necesidad de un gas de protección para este proceso, no es fácil utilizarlo fuera del taller. Cualquier corriente de aire expulsará el gas de protección del extremo de la antorcha.
La soldadura MIG en los modos de transferencia globular y por pulverización limita la posición de la soldadura. Solo puede utilizar estos métodos en posición horizontal o plana.
¿Para qué se utiliza una soldadora MIG? La soldadura MIG es el principal método de soldadura de metales en la industria, y más del 50% del metal soldado en todo el mundo se realiza con una soldadora MIG.
La soldadura MIG es común en la industria del automóvil, donde las propiedades omniposicionales del proceso y el alambre de relleno alimentado desde un carrete se prestan a la automatización; la antorcha está unida a un brazo robótico. Además del sector del automóvil, muchas otras industrias que fabrican chapas metálicas, tuberías, vigas de sección gruesa para la construcción, astilleros y talleres en general también utilizan el proceso de soldadura MIG.
La soldadura MIG es uno de los métodos de soldadura más utilizados, tanto por aficionados como por profesionales. Esto se debe en parte a las ventajas que ofrece y en parte a su facilidad de uso.
Aunque la característica técnica de una fuente de potencia para soldadura MIG puede ayudar a mejorar la calidad de la soldadura, la mejor forma de mejorar los resultados es practicar la técnica de soldadura y optimizar los ajustes para el metal y el relleno que se está soldando. Para obtener asesoramiento sobre la elección de la fuente de potencia, el hilo de relleno, el gas de protección y los parámetros de soldadura, ESAB cuenta con ingenieros de soldadura cualificados que pueden ayudarle.
El uso de equipos de soldadura MIG de alta calidad le facilitará mucho el trabajo. Eche un vistazo a la gama ESAB de equipos industriales de soldadura MIG y metales de aportación de alta calidad y asegúrese de que dispone de las herramientas adecuadas para su trabajo.