TDS 3201Sistemas MIG - MAG - TIG

Nombres: Ronald Silva

Patricio Tapia

Fecha: 27-11-2015

Profesor:

Índice

Introducción

Sistema mig - magCaracteristicas del procesoTipos de maquinas Tipos de gases

Sistema tigCaracteristicas del procesoTipos de maquinas Tipos de gases

Tipos de electrodos MIG - MAG - TIG

Ventajas y desventajas MIG - MAG - TIG

Conclusión

BibliografíaSitios web.

Introducción

La soldadura es un proceso de unión de materiales, en el cual se funden las superficies de contacto de dos o más partes mediante la aplicación de calor o precisión.

En este trabajo mostraremos los diferentes tipos de soldadura y sus características. Para asi tener claro cuales son las maquinas mas optimas para cada caso de soldadura sea mig – mag – tig. Aprenderemos de cada especificación tal como la temperatura adecuada, el tipo de gas que se necesita y el tipo de electrodo para cada ocasión.

Sistema MIG - MAG (Metal Inert Gas o Metal Active Gas)

El sistema mig - mag se define como un proceso de soldadura donde la union se produce por calentamiento con un arco, entre un electrodo de metal de aporte continuo y la pieza.

En este sistema la protección tanto del arco como del baño de soldadura se lleva a cabo mediante un gas, que puede ser activo (MAG) o inerte (MIG), por eso cuando hablamos de este sistema de soldadura las caracteristicas son las misma mig - mag.

El sistema MIG (Metal Inert Gas) fue introducido a finales del año 1940, la protección del arco se obtiene de un gas suministrado en forma externa el cual protege el metal liquido de la contaminación atmosférica y ayuda a estabilizar el arco. En este sistema el alambre-electrodo es impulsado en forma automática, a una velocidad continua fijada previamente por el soldador hacia la zona de trabajo mientras la pistola de soldadura (torcha) se posiciona en el ángulo adecuado.

Caracteristicas del proceso mig - mag

En este procedimiento se establece el arco eléctrico entre el electrodo consumible protegido y la pieza a soldar. La protección del proceso recae sobre un gas, que puede ser inerte, o sea que no participa en la reacción de la soldadura, dando lugar al llamado procedimiento de soldadura MIG (Metal Inert Gas); o por el contrario el gas utilizado es activo, que participa de forma activa en la soldadura, dando lugar al llamado procedimiento MAG (Metal Active Gas).

La protección por gas garantiza un cordón de soldadura continuo y uniforme, además de libre de impurezas y escorias. Además, la soldadura MIG / MAG es un método limpio y compatible con todas las medidas de protección para el medio ambiente.

La soldadura por arco con hilo electrodo fusible y protección gaseosa (procedimiento MIG y MAG) tiene como material de aportación un hilo electrodo continúo y fisible, que se alimenta automáticamente, a través de la pistola de soldadura, a una velocidad regulable.

El baño de fusión está completamente cubierto por un chorro de gas protector, que también se suministra a través de la pistola.

El procedimiento puede ser totalmente automático o semiautomático.

Cuando la instalación es totalmente automática, la alimentación del alambre, la corriente de soldadura, el caudal de gas y la velocidad de desplazamiento a lo largo de la junta, se regulan previamente a los valores adecuados, y luego, todo funciona de forma automática.

En la soldadura semiautomática la alimentación del alambre, la corriente de soldadura y la circulación de gas, se regulan a los valores convenientes y funcionan automáticamente, pero la pistola hay que sostenerla y desplazarla manualmente. El soldador dirige la pistola a lo largo del cordón de soldadura, manteniendo la posición, longitud del arco y velocidad de avance adecuados.

El proceso robotizado es utilizado a escala industrial. Todos los parámetros y las coordenadas de localización de la unión que se va a soldar se programan mediante una unidad CNC. En las aplicaciones robotizadas, un brazo mecánico puede soldar toda una pieza, transportarla y realizar los acabados automáticamente, sin necesidad de la intervención del operario.

Tipos de maquinas MIG - MAG

Tipos de gases MIG - MAG

La función del gas de protección es desplazar el aire en la zona de la soldadura para evitar la contaminación con nitrógeno, oxigeno y/o vapor de agua. Estos afectan el metal a la hora de realizar la soldadura.

En el sistema MIG se utilizan Gases Inertes y Gases Activos.

Para soldar metales no ferrosos se emplean Gases Inertes ya que estos no reaccionan con los metales, los mas utilizados son: Argón, Helio y mezclas Argón-Helio.

Para soldar metales ferrosos se pueden emplear Gases Inertes o Activos como el Gas Carbónico (CO2), Mezclas de CO2 con Argón e inclusive mezclas especiales que contengan algún porcentaje de Oxigeno.

Los factores que hay que considerar para elegir el tipo de gas a emplear son:

Tipo de Metal Base a utilizar

Tipo de Transferencia Metálica a emplear

Velocidad de la Soldadura

Penetración deseada

Disponibilidad de equipamiento

Procedimiento de gases MIG:

a) Argón (Ar): El empleo de este gas bajo procedimiento MIG repercute en crear una buena estabilidad del arco, debido al bajo potencial de ionización que genera.

Es idóneo para soldar piezas de espesores pequeños.

Este gas no se usa para soldar aceros dado que el baño que origina tiene poca fluidez y con tendencia a formar poros, a la vez que mordeduras a ambos lados del cordón.

En cuanto a la forma de llevar a cabo la transferencia del material de aporte, es mediante cortocircuito o en "spray".

b) Mezcla de argón y oxígeno (Ar al 98% + O2 al 2%): Si se utiliza esta mezcla mejora la fluidez del baño, a la vez que la penetración de la soldadura.

Esta solución sí es apta para la soldadura de aceros inoxidables, aunque hay que prestar especial atención a la porosidad que pudiera generarse.

c) Helio (He)

Es un tipo de gas de elevada conductividad, a la vez que genera poca penetración de soldeo y cordones anchos.

Es un tipo de gas poco utilizado en Europa.

Procedimiento de gases MAG:

a) Anhídrido carbónico (CO2): Es un gas que es más barato que otros empleados en soldadura como el argón. No obstante origina peligro de formación de hielo, por lo que requiere el uso de calentadores.

Genera un arco muy enérgico, que consigue mayor penetración, a la vez que origina mayor cantidad de proyecciones y salpicaduras. El aspecto final del cordón suele ser rugoso.

Como material de aporte se utiliza con hilos que contienen composición alta de Si y Mn, realizándose la transferencia de material en cortocircuito.

Su uso se restringe al acero, consiguiéndose mejorar la penetración.

Especial atención y cuidado requiere la atmósfera con alto contenido en CO (gas tóxico) que genera, por lo que se requiere disponer de extractores en los lugares de soldeos para renovar el aire.

b) Mezcla de argón y anhídrido carbónico (Ar al 80% + CO2 al 20%)

Cuando se utiliza esta mezcla en soldadura MAG se generan pocas proyecciones en el cordón y mayor tasa de productividad.

El aspecto final de los cordones es muy bueno, siendo buenas las características mecánicas del metal depositado.

Este tipo de gas permite una mayor facilidad de reglaje de los parámetros de soldeo.

Por otro lado, este gas es de precio más caro, a la vez que hay que cuidar que no se produzca estratificación en las botellas de suministro.

Sistema TIG (Tungsten Inert Gas)La soldadura TIG (Tungsten Inert Gas) es un sistema de soldadura al arco con protección gaseosa (gas inerte) donde el arco es producido entre un electrodo de Tungsteno no consumible y la pieza a soldar. Puede o no utilizarse material de aporte. El fin del gas protector es desplazar el aire para evitar la contaminación de la soldadura con oxigeno y nitrógeno presentes en la atmósfera. Los gases utilizados son Argón, Helio o Mezclas de ambos.

Hoy en día se está generalizando el uso de la soldadura TIG sobre todo en aceros inoxidables y especiales ya que a pesar del mayor coste de ésta soldadura, debido al acabado obtenido en nuestros días, las exigencias tecnológicas en cuanto a calidad y confiabilidad de las uniones soldadas, obligan a adoptar nuevos sistemas, destacándose entre ellos la soldadura al arco con electrodo de tungsteno y protección gaseosa (TIG). El proceso TIG es muy utilizado en la industria alimentaria y farmacéutica gracias a que es un proceso muy limpio que no deja residuos y no contamina el metal base. Una ventaja muy grande del proceso TIG es que se puede controlar de manera muy precisa la temperatura y por lo tanto la soldadura puede penetrar aceros de gran espesor y es ideal para soldar juntas biseladas que necesitan de gran precisión porque son juntas que serán sometidas a grandes esfuerzos mecánicos.

Las soldaduras hechas con el sistema TIG son más fuertes, más resistentes a la corrosión y más dúctiles que las realizadas con electrodos convencionales. Cuando se necesita alta calidad y mayores requerimientos de terminación, es necesario utilizar el sistema TIG para lograr soldaduras homogéneas, de buena apariencia y con un acabado completamente liso.

Caracteristicas del proceso tig

La característica más importante que ofrece este sistema es entregar alta calidad de soldadura en todos los metales, incluyendo aquellos difíciles de soldar, como también para soldar metales de espesores delgados y para depositar cordones de raíz en unión de cañerías.

Es un procedimiento de soldadura con electrodo refractario bajo atmósfera gaseosa. Esta técnica puede utilizarse con o sin metal de aportación. El gas inerte, generalmente Argón, aísla el material fundido de la atmósfera exterior evitando así su contaminación. El arco eléctrico se establece entre el electrodo de tungsteno no consumible y la pieza. El gas inerte envuelve también al electrodo evitando así toda posibilidad de oxidación.

Como material para la fabricación del electrodo se emplea el tungsteno. Se trata de un metal escaso en la corteza terrestre que se encuentra en forma de óxido o de sales en ciertos minerales. De color gris acerado, muy duro y denso, tiene el punto de fusión más elevado de todos los metales y el punto de ebullición más alto de todos los elementos conocidos, de ahí que se emplee para fabricar los electrodos no consumibles para la soldadura TIG.

A continuación se define los parámetros que caracterizan a este tipo de procedimiento:

Fuente de calor: por arco eléctrico Tipo de electrodo: no consumible Tipo de protección: por gas inerte Material de aportación: externa mediante varilla, aunque para el

caso de chapas finas se puede conseguir la soldadura mediante fusión de los bordes sin aportación exterior

Tipo de proceso: fundamentalmente es manual Aplicaciones: a todos los metales Dificultad operatoria: mucha.

La soldadura que se consigue con este procedimiento puede ser de muy alta calidad, siempre y cuando el operario muestra la suficiente pericia en el proceso. Permite controlar la penetración y la posibilidad de efectuar soldaduras en todas las posiciones. Es por ello que sea éste el método empleado para realizar soldaduras en tuberías.

Una variante de este proceso es el llamado TIG pulsado, donde la corriente que se aplica varía entre dos niveles a frecuencias que dependen del tipo de trabajo, consiguiéndose mejorar el proceso de cebado. Para este caso el tipo de corriente a emplear es alterna. El TIG pulsado tiene aplicación sobre todo para pequeños espesores.

Cuando se necesita alta calidad y mayores requerimientos de terminación, se necesario utilizar el sistema TIG para lograr soldaduras homogéneas, de buena apariencia y con un acabado completamente liso.

No se requiere de fundente. No hay necesidad de limpieza posterior en la soldadura No hay salpicadura, chispas ni emanaciones, al no circular metal de

aporte a través del arco Brinda soldaduras de alta calidad en todas las posiciones, sin distorsión Al igual que todos los sistemas de soldadura con protección gaseosa, el

área de soldadura es claramente visible El sistema puede ser automatizado, controlando mecánicamente la

pistola y/o el metal de aporte.

Tipos de maquinas TIG

Tipos de gases TIG

El gas utilizado para este tipo de soldadura, sea cual sea el material, es el Argón puro o Argón 99%. La función principal del gas de protección es igual que en todos los métodos de soldadura eléctrica, crear una atmósfera protectora que rodee al arco eléctrico evitando que el oxigeno de la atmósfera oxide los materiales cuando se encuentran incandescentes. Si llegara a oxidarse la soldadura, en poco tiempo se deterioraría con facilidad, pudiéndose llegar a romper.

Debemos tener especial cuidado al regular la salida de gas, pues si dejamos salir un caudal muy grande de gas, no cumplirá su misión y se podrá oxidar la soldadura. Se produce porque al salir un caudal muy grande por el difusor de gas, rebotará en el material y no lo cubrirá.

Especificacion del gas:

Argón (Ar):

Este gas ofrece buena estabilidad del arco y facilidad de encendido. Además ofrece una baja conductividad térmica, lo que favorece a la concentración de calor en la parte central del arco, originándose por ello una penetración muy acusada en el centro del cordón.

Helio (He):

Este gas es muy poco utilizado en Europa. Es necesario aplicar mayor tensión en el arco, consiguiéndose una penetración menor y cordones más anchos. Por otro lado, su uso exige emplear mayor caudal de gas que si se empleara el argón.

Mezcla de Argón-Helio:

Empleando la mezcla de ambos gases se obtienen características intermedias. No obstante, sólo se suele empelar para el soldeo del cobre, dado que esta mezcla de gases contribuye a la figuración en frío del acero.

Mezcla de Argón-Hidrógeno:

Su uso aumenta el poder de penetración de la soldadura. Se restringe su uso para soldar aceros inoxidables, dado que aumenta la posibilidad de la figuración en frío para otros aceros.

Tipos de electrodos MIG - MAG - TIGPara la soldadura, los electrodos son dispositivos que conducen electricidad y que también pueden actuar como metal de soporte. Es bueno conocer los distintos tipos de electrodos para así tomar una decisión informada al momento de trabajar en el soldado de piezas de metal.

Tipos de Electrodos

Los electrodos podemos clasificarlos en dos tipos, los Desnudos y los Recubiertos

Electrodos desnudos: Con estos electrodos, los materiales fundidos no están protegidos contra las acciones de los gases tales como el oxigeno y el nitrógeno, es por este factor que las soldaduras llegan a una calidad inferior.

Electrodos revestidos: Es un electrodo para soldaduras eléctricas, estos son los que generalmente se emplean en las estructuras metálicas.

Clasificación de electrodos revestidos

Estos se clasifican en 5 tipos, los celulósicos, Base Rutilo, Bajo hidrogeno, Oxido de fierro y polvo de fierro.

Electrodo Celulósico. Este electrodo lleva en su revestimiento un 45% de celulosa. El arco eléctrico de este electrodo calienta el recubrimiento descomponiendo la celulosa en (CO, CO2 y vapor de agua.

Electrodo Bajo hidrogeno. Este tipo de electrodo brinda la máxima calidad, debido a su contenido de carbono e hidrógeno. Los elementos componentes que el revestimiento contiene son: Carbonato de Calcio, Fluorita.

Electrodo Base de Rutilo. Este electrodo destaca por su fácil manejo y su tipo de acabado. Su escoria se remueve fácilmente y en muchos casos sola.

Electrodo Oxido de fierro. Este es caracterizado por su tipo de escoria liquida, adecuada para soldar en vertical descendente y su gran velocidad de deposito y limpieza.

Electrodo Polvo de fierro. Contiene un 50% de fierro en su revestimiento. Este electrodo fue creado para batallar con los procesos semiautomáticos de la industria.

Las características que aportan el revestimiento a la soldadura son:

Penetración. Tipo de corriente al utilizar Polaridad. El crecimiento de amperaje sin socavar. Presentación. Mayor velocidad de depósito. Mayor estabilidad de arco. Evita la porosidad. Evita la oxidación inmediata. Elimina ácidos presentes en el metal base. Aporte de aleantes.

Electrodos para Sistema MIG - MAG:Los electrodos empleados en la soldadura MIG son alambres (o hilos) de dos tipos:

a) Alambres sólidos (o macizos)La composición de los alambres sólidos es muy similar a la del metal padre a soldar, a la que se agregan cantidades variables de desoxidantes, en función de la aplicación y el gas protector.

b) Alambres tubularesLos materiales en los que se emplean alambres para soldadura MIG tubular son, comúnmente, aceros al carbono, aceros de baja aleación, aceros inoxidables y fundición.Los alambres tubulares para acero al carbono también se clasifican en una serie de números y letras, según las propiedades mecánicas del depósito de soldadura.

Tipos de rollo de alambre:

Rollo de Alambre de Acero al Carbono y baja aleación:Este alambre es un electrodo (continuo) de acero al carbono que presenta una excelente soldabilidad. Es para ser utilizado principalmente con gas carbónico (CO2) y otras mezclas (Argón-CO2). La soldadura se presenta prácticamente sin escoria, reduciendo las tareas de limpieza.

Usos: es recomendado utilizarlos en aceros corrientes de baja aleación ya que su contenido de Silicio y Manganeso le confieren excelentes propiedades desoxidantes, asegurando una soldadura libre de porosidades.

Aplicaciones: Cañerías Carrocerías Muebles Estructuras metálicas Recipientes a presión, etc

Amperaje Recomendado:Diámetro (mm)AmperesVoltajeFlujo CO2 (Lts/Min)0,8 50 - 11015 - 217 - 120,9 60 - 12016 - 228 - 121,2 120 - 25022 - 2812 - 141,6 200 - 30025 - 3214 - 16

Rollo de Alambre para Acero Inoxidable:Este alambre es especialmente utilizado para Soldaduras con gases inertes (MIG y TIG), presenta un buen análisis químico, equilibrado y propiedades mecánicas bien balanceadas. Produce un arco estable de transferencia spray.

Usos: es utilizado para soldar aceros inoxidables AISI 304L y 308L en un amplio rango de condiciones corrosivas sin hacer tratamientos térmicos posteriores a la soldadura. La precipitación de carburos se minimiza al tener un contenido extra bajo de carbono.

Aplicaciones: En aceros inoxidables 308L, 304L, 308, 321 y 347 En equipos de proceso y almacenamiento alimenticio Estanques con productos químicos corrosivos Intercambiadores de calor, bombas, etc

Amperajes Recomendados:Diámetro (mm)AmperesVoltajeCorriente0,9 125 - 30018 - 32CC – EP1,2 155 - 45020 - 34CC – EP

Rollo de Alambre para Aluminio:

Es utilizado con gases inertes (Argón y Helio) y se caracteriza por la alta calidad de sus depósitos y un excelente brillo en el cordón de la soldadura.

Usos: especialmente para soldar piezas fundidas de gran espesor, en soldadura oxiacetilénica se utiliza con un fundente especial.

Aplicaciones: En aluminio calidad 1060, 1100, 1350 y 3303 Industrias de alimentos, lechería y refrigeración Carter de aluminio y culatas Envases y coladores quimicos Piezas de aluminio en general

Amperajes Recomendados:Diámetro (mm)AmperesVoltajeCorriente1,2 100 - 25018 - 23CC – EP

Electrodos para Sistema TIG:Los electrodos que se utilizan en el sistema TIG están compuestos de Tungsteno o Aleaciones de Tungsteno (Tungsteno-Torio o Tungsteno-Zirconio) siendo su principal característica que como su punto de fusión es entre 3400 y 4000 grados Centígrados, estos son prácticamente no consumibles.

IMAGEN

Para seleccionar una corriente adecuada podemos utilizar la siguiente tabla orientativa:

IMAGEN

Dependiendo del espesor del material a soldar deberemos seleccionar el espesor del tungsteno. Para espesores de material finos, hasta 3 mm., el diámetro adecuado sería 1,6 mm. Si tenemos espesores comprendidos entre 2 y 5 mm. el diámetro será 2,4 mm.

Los diámetros mas utilizados son:

1,6mm 2,4mm 3,2mm

Identificación de Electrodos en Sistema TIG:

Tipo de Electrodo / Identificación Tungsteno Puro / Punta Verde Tungsteno – Torio al 1% / Punta Amarilla Tungsteno – Torio al 2% / Punta Roja Tungsteno - Zirconio / Punta Marrón

Dependiendo de la destreza del soldador o por un uso prolongado, el tungsteno se puede contaminar, esto es, ensuciarse o despuntarse en general por roces con el material base. Esto produce que el arco eléctrico no sea el correcto, impidiendo en algunos casos una soldadura correcta. Para ello se procede al afilado. Se realiza con una muela abrasiva de una esmeriladora o con un disco de radial de desbaste, situando la punta en sentido contrario a la rotación de la muela o disco para facilitar de esta manera el paso de corriente. Si se hace de forma errónea afectará directamente al cordón de soldadura, pues este será la proyección de la punta. El afilado no es necesario en la soldadura de aluminio o magnesio.

Ventajas y desventajas MIG - MAG - TIG

Ventajas

TIG:

La gran ventaja de este método de soldadura es, básicamente, la obtención de cordones más resistentes, más dúctiles y menos sensibles a la corrosión que en el resto de procedimientos, ya que el gas protector impide el contacto entre el oxígeno de la atmósfera y el baño de fusión. Además, dicho gas simplifica notablemente el soldeo de metales ferrosos y no ferrosos, por no requerir el empleo de desoxidantes, con las deformaciones o inclusiones de escoria que pueden implicar.

Otra ventaja de la soldadura por arco en atmósfera inerte es la que permite obtener soldaduras limpias y uniformes debido a la escasez de humos y proyecciones; la movilidad del gas que rodea al arco transparente permite al soldador ver claramente lo que está haciendo en todo momento, lo que repercute favorablemente en la calidad de la soldadura. El cordón obtenido es por tanto de un buen acabado superficial, que puede mejorarse con sencillas operaciones de acabado, lo que incide favorablemente en los costes de producción. Además, la deformación que se produce en las inmediaciones del cordón de soldadura es menor.

Otras ventajas

No se requiere de fundente y no hay necesidad de limpieza posterior en la soldadura.

No hay salpicadura, chispas ni emanaciones, al no circular metal de aporte a través del arco.

Brinda soldaduras de alta calidad en todas las posiciones, sin distorsión. Al igual que todos los sistemas de soldadura con protección gaseosa, el

área de soldadura es claramente visible. El sistema puede ser automatizado, controlando mecánicamente la

pistola y/o el metal de aporte. Adecuada para soldaduras de responsabilidad (pase de raíz). El proceso puede ser mecanizado o robotizado. Facilita la soldadura en lugares de difícil acceso. Ofrece alta calidad y precisión. Óptimas resistencias mecánicas de la articulación soldada. Poca generación de humo. Soldaduras claras, brillantes y con óptimo acabado, sin usar flujo de

limpieza, prescindiendo de acabado final y reduciendo costos de fabricación.

Soldadura en todas las posiciones.

Versatilidad - suelda prácticamente todos los metales industrialmente utilizados.

MIG - MAG:

La superficie soldada queda limpia y sin escoria. Permite soldar con mayor facilidad espesores delgados. El arco es visible y se puede soldar en cualquier posición. De todos los métodos de soldadura, el MIG es el que mantiene

concentrado el material de aporte a través del arco. La velocidad de fusión del material de aporte es muy alta (se pueden

lograr hasta 100 in/min) por lo cual se presenta menos distorsión en el material.

La densidad de corriente es más alta que con otros métodos. Con la soldadura MIG se consigue mayor penetración que con otros

métodos. En las uniones en V se requiere un chaflán más pequeño que el

empleado para soldar con electrodo revestido ordinario, lo cual implica menos material de aporte para llenar el chaflán y menos calentamiento.

Grandes cordones sin interrupción. Eficiencia del electrodo del 98%. Hay un menor número de empalmes en cordones largos y hay pocas

salpicaduras.

Desventajas

TIG:

Como inconvenientes está la necesidad de proporcionar un flujo continuo de gas, con la subsiguiente instalación de tuberías, bombonas, etc., y el encarecimiento que supone. El requerimiento de mano de obra muy especializada, lo que también aumenta los costes. Por tanto, no es uno de los métodos más utilizados sino que se reserva para uniones con necesidades especiales de acabado superficial y precisión.

MIG - MAG:

Mayor costo del equipo. Distancia limitada entre el equipo y el lugar de trabajo. Dificultada para trabajar al aire libre. Enfriamiento más rápido en comparación con otros métodos. Limitación en lugares de difícil acceso. Mano de obra calificada.