¿Cómo elegir los parámetros de soldadura Tig?

1. Tipos y tamaño de la corriente de soldadura

La selección del tipo y el tamaño de la corriente de soldadura es fundamental para lograr una calidad y un rendimiento óptimos de la soldadura. El tipo de corriente viene determinado principalmente por las propiedades del material de la pieza, mientras que el tamaño de la corriente influye significativamente en la profundidad de penetración de la soldadura y en la integridad general de la unión.

Tipo actual:
La elección entre corriente alterna (CA) y corriente continua (CC) depende de las propiedades térmicas y eléctricas del material de la pieza. Por ejemplo, la corriente continua se utiliza normalmente para el acero y el acero inoxidable, mientras que la corriente alterna es preferible para el aluminio y las aleaciones de magnesio debido a su acción de limpieza catódica, que descompone los óxidos superficiales.

Tamaño actual:
La magnitud de la corriente de soldadura es un parámetro crucial que afecta directamente a la profundidad de penetración de la soldadura, la geometría del cordón y las características de la zona afectada por el calor (ZAT). En su selección influyen varios factores:

1. Composición y grosor del material
2. Configuración de la junta (por ejemplo, a tope, solapada, en T)
3. Posición de soldadura (plana, horizontal, vertical o por encima de la cabeza)
4. Tipo y diámetro del electrodo
5. Composición del gas de protección
6. Velocidad de desplazamiento
7. Propiedades deseadas de la soldadura (resistencia, ductilidad, resistencia a la corrosión)

En procesos de soldadura manual como la soldadura con gas inerte de tungsteno (TIG), el nivel de destreza del soldador también puede influir a la hora de determinar el ajuste óptimo de la corriente. Los soldadores experimentados pueden trabajar con corrientes más altas, logrando una penetración más profunda y velocidades de desplazamiento más rápidas.

Es importante tener en cuenta que las fuentes de potencia de soldadura modernas suelen ofrecer funciones avanzadas como el control de la corriente pulsada y la forma de onda, lo que permite ajustar con precisión los parámetros de soldadura para lograr resultados óptimos en aplicaciones específicas.

2. Diámetro y forma del extremo del electrodo de wolframio

La forma del extremo del electrodo de wolframio es un parámetro importante del proceso. Las diferentes formas de los extremos se eligen en función del tipo de soldadura corriente utilizada.

El tamaño del ángulo de la punta α afecta a la corriente admisible del electrodo de wolframio, al arranque del arco y a la estabilidad del arco.

En la tabla 1 se indica el intervalo de corriente recomendado para diferentes tamaños de punta de electrodo de wolframio.

Cuando se suelda con baja corriente, el uso de un electrodo de tungsteno de pequeño diámetro y un ángulo de cono pequeño puede hacer que el arco sea fácil de encender y estable.

Al soldar con corriente elevada, aumentar el ángulo del cono puede evitar que la punta se sobrecaliente y se funda, reducir las pérdidas y evitar que el arco se extienda hacia arriba y afecte a la estabilidad del punto catódico.

El ángulo de punta del electrodo de wolframio también tiene cierta influencia en la profundidad y la anchura de la soldadura. Si se reduce el ángulo del cono, disminuye la profundidad de la soldadura y aumenta la anchura, y viceversa.

3. Caudal de gas y diámetro de boquilla

Optimizar el caudal de gas y el diámetro de la boquilla es crucial para lograr una calidad de soldadura y una eficacia superiores en los procesos de soldadura por arco metálico con gas (GMAW). Estos parámetros influyen directamente en la cobertura del gas de protección, la estabilidad del arco y la integridad general de la soldadura.

El caudal de gas y el diámetro de la boquilla presentan una relación simbiótica, con un rango óptimo que maximiza la zona de protección efectiva al tiempo que minimiza las turbulencias y la contaminación. Un caudal de gas insuficiente compromete el efecto de protección, dejando el baño de soldadura vulnerable a la contaminación atmosférica. Por el contrario, un flujo excesivo puede inducir turbulencias, arrastrando potencialmente gases atmosféricos y comprometiendo la calidad de la soldadura.

Al calibrar el caudal de gas, tenga en cuenta los siguientes factores:

1. Caudales bajos: Inadecuados para desplazar el aire ambiente, lo que provoca un blindaje deficiente y posibles defectos en la soldadura, como porosidad u oxidación.
2. Caudales elevados: Puede crear turbulencias, provocando desperdicio de gas y posible contaminación de la soldadura debido al arrastre de aire.

La selección del diámetro de la boquilla es igualmente crítica:

1. Boquillas subdimensionadas: Generan chorros de gas de alta velocidad propensos a las turbulencias, lo que limita la zona protegida y puede provocar defectos de soldadura.
2. Boquillas sobredimensionadas: Obstruyen la visibilidad, reducen la velocidad del flujo de gas y disminuyen la eficacia protectora general.

Para optimizar estos parámetros:

• Utilice simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) para visualizar patrones de flujo de gas y optimizar el diseño de boquillas.
• Utilizar sistemas de suministro de gas por impulsos para mantener la cobertura al tiempo que se reduce el consumo total de gas.
• Tenga en cuenta la posición de soldadura, la configuración de la junta y las propiedades del material a la hora de seleccionar el caudal y el tamaño de las boquillas.
• Implantar sistemas de supervisión en tiempo real para ajustar el caudal de gas en función de las condiciones de soldadura.

Consulte la Tabla 2 para la selección de tungsteno de gas portátil soldadura por arco apertura de la boquilla y caudal de gas protector.

4. Velocidad de soldadura

La selección de la velocidad de soldadura se rige principalmente por el grosor de la pieza y debe coordinarse cuidadosamente con otros parámetros críticos como la corriente de soldadura, la temperatura de precalentamiento y el tipo de electrodo. Esta sinergia garantiza la consecución de la profundidad y la anchura de fusión requeridas, lo que en última instancia determina la calidad y la resistencia de la soldadura.

En los procesos de soldadura automática de alta velocidad, como TIG robotizado o soldadura láserEn este contexto, el impacto de la velocidad de soldadura en la eficacia del gas protector se convierte en una consideración crucial. Una velocidad de soldadura excesiva puede provocar un retraso significativo en el flujo de gas protector, exponiendo potencialmente la punta del electrodo de tungsteno, la columna del arco y el baño de soldadura a la contaminación atmosférica. Esta exposición puede provocar oxidación, porosidad y otros defectos de soldadura que comprometen la integridad de la unión.

Para mitigar estos riesgos y mantener una protección óptima, los soldadores deben aplicar contramedidas adecuadas. Estas pueden incluir:

1. Aumento del caudal de gas de protección proporcional a la velocidad de soldadura
2. Inclinar el soplete hacia delante en un ángulo calculado (normalmente 10-15 grados) para dirigir el flujo de gas hacia el baño de soldadura que avanza.
3. Utilización de diseños avanzados de boquillas de gas que proporcionan un flujo laminar y una cobertura de gas ampliada.
4. Utilización de escudos de arrastre o difusores de gas adicionales para mejorar la protección en aplicaciones críticas.

5. Distancia boquilla-trabajo

Cuanto mayor sea la distancia, peor será el efecto de protección del gas. Sin embargo, si la distancia es demasiado corta, puede afectar a la línea de visión del soldador y provocar fácilmente que el electrodo de tungsteno entre en contacto con el baño de soldadura, con la consiguiente inclusión de tungsteno.

Generalmente, la distancia entre el extremo de la boquilla y la pieza de trabajo oscila entre 8 y 14 mm.

La tabla 3 enumera los parámetros de soldadura de referencia para la soldadura con gas inerte de tungsteno de varios materiales.