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Materiales de aporte
La alimentabilidad es, probablemente, el problema más común que se produce al pasar de la soldadura GMAW de acero a la soldadura GMAW de aluminio. Los soldadores suelen enfrentarse a problemas de equipamiento, como la fusión del hilo de soldadura de aluminio con la punta de contacto. Requiere el desmantelamiento del sistema de alimentación y la sustitución de la punta de contacto. Además, estos problemas consumen mucho tiempo y dinero. En este artículo se tratan los problemas asociados a la alimentabilidad en la soldadura GMAW de aluminio y cómo superarlos.
La alimentabilidad, en este caso, se puede describir como la capacidad de alimentar uniformemente el hilo de soldadura enrollado en el caso de la soldadura GMAW, sin interrupción, durante el proceso de soldadura.
La alimentabilidad supone un problema mucho más importante con el aluminio que con el acero. Esto se debe principalmente a la diferencia entre las propiedades mecánicas del material. El hilo de soldadura de acero está más tenso, se puede alimentar más fácilmente a una mayor distancia y puede soportar mucho más esfuerzo mecánico que el aluminio.
El aluminio es más blando, es más susceptible de sufrir deformaciones o generación de virutas durante la operación de alimentación. Por lo tanto, la selección y configuración de un sistema de alimentación para la soldadura GMAW requiere mucha más atención. Los problemas de alimentabilidad pueden aumentar cuando se utilizan diámetros de hilo reducidos y aleaciones de aluminio más blandas como 1100 y 4043 en vez de aleaciones más fuertes como 5356.
Los problemas de alimentabilidad suelen presentarse en forma de alimentación irregular del hilo o de posquemados (por la fusión del hilo de soldadura con el interior de la punta de contacto). Para evitar tener demasiados problemas de este tipo con la alimentabilidad, es importante comprender cómo funciona todo el sistema de alimentación y sus efectos en el hilo de soldadura de aluminio.
Bobina: si comenzamos con el extremo de la bobina del sistema de alimentación, primero debemos tener en cuenta la configuración del freno. Se requiere una tensión de ajuste en el freno para que retroceda al mínimo. Solo se requiere la presión de frenado suficiente para evitar que la bobina gire libremente al detener la soldadura. Cualquier presión superior incrementará la probabilidad de que se produzcan problemas de alimentación y posquemados. Se han desarrollado sistemas de frenado electrónico y combinaciones electrónicas y mecánicas para proporcionar una mayor sensibilidad en el sistema de frenado. Son particularmente útiles para mejorar la alimentación del hilo de aluminio.
Revestimientos y guías de entrada y salida: las guías de entrada y salida, así como los revestimientos, que generalmente están compuestos por material metálico para soldadura de acero, deben contener un material no metálico, como teflón o nylon, para evitar la abrasión y la generación de virutas de hilo de aluminio.
Rodillos impulsores: se deben usar rodillos impulsores diseñados específicamente para la alimentación de aluminio. Estos suelen tener contornos de tipo U con bordes achaflanados que no son afilados. Deben ser lisos, estar alineados y proporcionar una presión correcta de impulsión. Los rodillos impulsores con bordes afilados pueden generar virutas en el hilo de aluminio blando. Esas virutas pueden acumularse dentro del sistema de alimentación y causar posquemados por bloqueos dentro del revestimiento. La presión excesiva o la desalineación del rodillo impulsor puede deformar el hilo de aluminio e incrementar la fricción de arrastre a través del revestimiento y la punta de contacto.
Punta de contacto: la identificación y la calidad de la punta de contacto tienen una gran relevancia. Solo debe usar puntas de contacto fabricadas específicamente para la soldadura de hilo de aluminio. La punta de contacto debe tener orificios internos lisos y no debe presentar rebabas afiladas en los extremos de entrada y salida de la punta que pueden generar virutas fácilmente en las aleaciones de aluminio más blandas. El diámetro del orificio de la punta de contacto debe ser aproximadamente entre un 10 % y un 15 % mayor que el diámetro del electrodo.
La calidad del hilo de soldadura utilizado para la soldadura GMAW puede influir en las características de alimentabilidad. Factores como una superficie lisa, el control del diámetro del hilo y el tratamiento final del hilo durante la operación de bobinado pueden aumentar o reducir la capacidad de que el hilo pase fácilmente a través del sistema de alimentación. Se debe prestar atención a la uniformidad en las características de la calidad del hilo de soldadura de aluminio para minimizar los problemas de alimentación.
En términos de alimentación del hilo de aluminio, se utilizan cuatro sistemas de alimentación reconocidos:
Para la soldadura de aluminio, con los alimentadores push y pull, existen limitaciones dependiendo de la aplicación y la distancia de alimentación. Estos sistemas generalmente están limitados a una longitud práctica de alrededor de 3,6 m. Con los alimentadores push, el límite de distancia de alimentación depende de la flexibilidad del hilo de aluminio y de su tendencia a doblarse y curvarse en el revestimiento, y con los alimentadores pull depende del rápido aumento en la fricción de arrastre en el revestimiento, en especial si hay codos en el conducto.
Los alimentadores push-pull se desarrollaron para solucionar los problemas de alimentación de hilo que se producen con otros sistemas y son el mejor método de alimentación de hilo para la soldadura de aluminio. Los sistemas push-pull pueden mejorar la alimentabilidad en numerosas aplicaciones y, a menudo, son esenciales para realizar operaciones críticas/especializadas, como aplicaciones robóticas y automatizadas, para garantizar una alimentabilidad uniforme.
El sistema de alimentación de bobina de pistola generalmente está diseñado para bobinas de hilo de 0,45 kg montadas en la pistola. Estas pistolas generalmente están refrigeradas por aire y se limitan a tamaños de hilo reducidos para aplicaciones ligeras. Debido a su clasificación de tensión relativamente baja, no son idóneas para la soldadura de producción continua en aplicaciones exigentes. Sin embargo, suelen ser bastante efectivas para la soldadura por puntos y otras aplicaciones ligeras.
La elección del sistema de alimentación más adecuado para cada aplicación se basa en factores como el tipo de soldadura (aplicación ligera o exigente), el tamaño y la aleación del electrodo (diámetro grande o pequeño/aleación de aporte dura o blanda), la necesidad de un conducto largo y flexible o la importancia de minimizar el coste del electrodo (el hilo de mayor diámetro generalmente tiene un precio más bajo que el de diámetro reducido).
Las demandas de las aplicaciones de soldadura varían enormemente y el coste de cada sistema de alimentación también es muy variable. El coste del tiempo de inactividad debido a problemas de alimentación y piezas de repuesto también puede ser significativo. Por estos motivos, debe elegir el sistema de alimentación que mejor se adapte a su aplicación en concreto y configurarlo para optimizar su capacidad de alimentación.