Proceso de Soldadura GTAW - WordPress.com

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Proceso TIG Proceso GTAW (TIG) Gas Tungsten Arc Welding Tungsten Inert

Gas Proceso GTAW El calor necesario para la fusin se obtiene del arco formado entre un electrodo de tungsteno NO consumible y la pieza de trabajo. Proceso GTAW La zona afectada por el calor, el metal lquido y el electrodo de tungsteno

estn protegidos por una atmsfera de gas inerte. Proceso GTAW El arco alcanza temperaturas de 35,000 oF (19,425 oC). El electrodo de tungsteno solo sirve para formarlo y si se requiere metal de aporte tiene que adicionarse externamente. Ventajas

Puede usarse para soldar la mayora de los metales y aleaciones comerciales. - Aceros al carbono, baja aleacin e inoxidables. Nquel, monel e inconel. Cobre, latn y bronce. Titanio. Aluminio. Magnesio.

Ventajas Arco concentrado. - Control puntual del calor aplicado, efectivo para soldar metales de alta conductividad trmica. - Zona afectada por el calor (HAZ) ms angosta. Ventajas Sin fundentes o escoria. - Excelente visibilidad del arco. - No requiere de limpieza. - Sin riesgo de escoria atrapada entre pasos.

Ventajas Limpieza. - Al no existir transferencia de metal en el arco, no se produce chisporroteo salpicadura. Ventajas Limpieza. - El proceso por si mismo NO produce humos o vapores.

Desventajas Baja tasa de depsito del metal de aporte. El soldador requiere de una excelente coordinacin visual y manual. Desventajas Debido a la ausencia de humos el arco es ms brillante. Por lo anterior, se tiene cantidad de

rayos ultravioleta que incrementan la formacin de ozono y xido nitroso. Corriente AC sinusoidal + 0 Tiempo 1/60 Seg

Corriente AC sinusoidal Zona de cruce por cero + 0 Tiempo

1/60 Seg AC sinusoidal El tiempo en que se pasa por cero afecta la estabilidad del arco de soldadura. Onda cuadrada + 0

Tiempo 1/60 Seg Onda cuadrada Al reducirse el tiempo en el cruce por cero se mejora la estabilidad del arco. Alta frecuencia Se utiliza un flujo sobreimpuesto de alto voltaje y bajo amperaje, a frecuencias de

16,000 Hz. Alta frecuencia Aporta el voltaje necesario para evitar la extincin del arco al cruzar por cero. Proporciona la ionizacin necesaria para facilitar el flujo elctrico en la parte positiva del ciclo. Tiempo 1/60 Seg

Alta frecuencia Permite el encendido del arco sin contacto entre el electrodo y la pieza de trabajo. Corriente AC sinusoidal + 0

Tiempo 1/60 Seg Corriente AC sinusoidal + 0

Tiempo 1/60 Seg Control de balance Onda asimtrica En corriente alterna, el control de la forma de onda permite: - Incrementar la velocidad de avance. - Estabilizar el cono del arco. - Controlar el ancho del cordn.

- Controlar la penetracin. - Minimizar la accin de limpieza. Control de corriente Independiente para ambas mitades del ciclo. - Ms amperaje en EN; mayor penetracin y velocidad de avance. - Ms amperaje en EP; penetracin ligera. Control de frecuencia

Baja frecuencia: - Cordones ms anchos, ideal para trabajos de reconstruccin. Alta frecuencia: - Cordones ms angostos, ideal para soldaduras tipo filete y operaciones automticas. Control de frecuencia 80 A (EP); 250 A (EN); 70% EN; 60

Hz. Control de frecuencia 80 A (EP); 250 A (EN); 70% EN; 250 Hz. Proporcin de polaridad Se puede seleccionar el porcentaje de tiempo que se desee permanezca en una de las mitades del ciclo. - Ms tiempo en EP, menor penetracin y

ms limpieza. - Ms tiempo en EN, mayor penetracin y velocidad de avance. Proporcin de polaridad Corriente directa Si se tuviera una gran batera... - Se tendra la corriente continua que se necesita y que proporciona un arco estable, pero no se tendra control sobre

el arco. Corriente directa Polaridad directa (DC-) 30% Calor, prolonga la vida del electrodo 70% Calor Excelente penetracin

Polaridad invertida (DC+) 70% Calor, limitada vida til del electrodo 30% Calor Pobre penetracin Excelente limpieza Lift-Arc

Es un mtodo alterno para encedido de arco sin usar alta frecuencia. - Permite que se pueda encender el arco tocando el electrodo y la pieza, sin causar dao al electrodo o contaminar la pieza de trabajo. - El amperaje y voltaje se limitan al inicio y una vez encendido el arco, estos valores alcanzan los prefijados. Lift-Arc

DC pulsado Entre las ventajas de pulsar con proceso Tig se encuentran: - Buena penetracin con menor calor aplicado. - Menor distorsin. - Excelente control del arco en aplicaciones en fuera de posicin. - Facilidad de soldar materiales delgados. DC pulsado

DC pulsado Efecto del tipo de corriente Accin de limpieza de xido Balance de calor en el arco (aprox)

Penetracin Capacidad del electrodo No Si Si; Cada mitad del ciclo

70% en la pieza 30% en el electrodo 30% en la pieza 70% en el electrodo 50% en la pieza 50% en el

electrodo Profunda; Angosta Ligera; Ancha Media Excelente

1/8 (3.2 mm) 400 A Pobre (6.4 mm) 120 A Buena 1/8 (3.2 mm) 225 A

Equipo Fuente de poder Cilindro de Gas de Proteccin Control remoto Antorcha Recirculador de agua

Fuente de poder La gran mayora son de diseo transformadores-rectificadores con salida de corriente constante. Fuente de poder Monofsicas, con alta frecuencia integrada para soldadura AC. Trifsicas, para soldadura DC.

Inversor Inversores Ventajas: - Control ms preciso del arco. - Mayor velocidad de respuesta para mejores encendidos de arco. - Ms pequeos y ligeros. - Mayor eficiencia elctrica. Antorcha

Tiene la funcin de conducir: - La corriente elctrica. - El gas de proteccin. Control remoto Permiten modificar el amperaje desde una posicin externa al panel de la fuente de poder, pueden ser controlados por la mano el pie. Recirculador de agua

Se utilizan en combinacin con antorchas enfriadas por agua, en aplicaciones de ms de 200 A. - Se producen en diferentes modelos, donde se especfica la capacidad de transferencia de calor (BTU/hr). Electrodo de tungsteno Es una de las terminales elctricas que forman el arco. Electrodo NO consumible, el punto de

fusin del tungsteno puro es de 6,170 F (3,410 C). A temperaturas cercanas al punto de fusin, el tungsteno se vuelve termoinico, es decir, una fuente de emisin de electrones. Clasificacin ANSI-AWS A5.12 Clasificacin AWS EWP

Color(a) Verde Elemento de Aleacin ----- EWCe-2 Naranja

Cerio CeO2 2 EWLa-1 Negro

Lantano La2O3 1 EWTh-1 Amarillo Torio

ThO2 1 EWTh-2 Rojo Torio

ThO2 2 EWZr-1 Caf Zirconio ZrO2

0.25 EWG Gris ----- -----

(b) No especificado Oxido % Nominal Aleante de Oxido --------- (a) El color puede ser aplicado en forma de bandas o punto sobre la superficie del electrodo.

(b) El fabricante debe especificar el tipo y contenido nominal del xido aleante. Dimetro del electrodo El dimetro determina la capacidad de conduccin de corriente. - Bajo nivel de corriente para el dimetro empleado causa inestabilidad del arco. Dimetro del electrodo Un exceso de corriente para el dimetro

empleado causa puede causar: - Erosin y fusin de la punta del electrodo. - Inclusiones de tungsteno en el metal soldado. Dimetro del electrodo Con corriente directa electrodo negativo (DCEN) los electrodos tienen su mxima capacidad de conduccin de corriente. Dimetro del electrodo

Con corriente directa electrodo positivo (DCEP) slo se puede conducir 10% de la cantidad que se tiene con DCEN. Dimetro del electrodo Con corriente alterna (AC) se tiene aproximadamente un 50% de la capacidad mxima de conduccin de corriente.

Dimetro del electrodo Dimetro Dimetro del interior Electrodo de la Copa (pulgadas) (pulgadas) Corriente Directa DCEN

DCEP Corriente Alterna No Balanceada Balanceada 0.010

15 15 15 0.020 5 - 20

5 - 15 10 - 20 0.040 3/8 15 - 80

10 - 60 20 - 30 1/16 3/8 70 - 150 10 - 20

50 - 100 30 - 80 3/32 150 - 250

15 - 30 100 - 160 60 - 130 1/8 250 - 400

25 - 40 150 - 210 100 - 180 5/32

400 - 500 40 - 55 200 - 275 160 - 240 3/16 5/8

500 - 750 55 - 80 250 - 350 190 - 300

750 - 1100 80 - 125 325 - 450 325 - 450 Electrodos EWP Electrodos de tungsteno puro (99.5 % mnimo).

- Sin elementos de aleacin adicionados intencionalmente. Menor capacidad de conduccin de corriente que los electrodos aleados. Se emplean principalmente para la soldadura de aluminio y magnesio (AC). Electrodos EWP La punta se mantiene limpia, conserva

la forma esfrica y tiene una buena estabilidad de arco. Se puede emplear con (DC), pero no proporciona la misma calidad de encendido y estabilidad de arco de los electrodos aleados. Electrodos EWTh La capacidad termoinica del tungsteno se incrementa con la adicin de elementos de aleacin.

- Por lo que se incrementa la capacidad de conduccin de corriente, aproximadamente 20% ms que los EWP. Mayor vida til del electrodo. Mayor resistencia a la contaminacin del cordn de soldadura. Electrodos EWTh

Mayor facilidad de encendido y mejor estabilidad de arco que los electrodos EWP y EWZr. Diseados para aplicaciones con DCEN, ya que mantienen el filo de la punta. No se recomienda su uso con AC, ya que es difcil que puedan conservar la forma esfrica. El torio es un elemento radiactivo, pero el nivel empleado no causa riesgos a la salud.

Electrodos EWCe Los electrodos EWCe se introdujeron al mercado como posibles substitutos de los EWTh. - El cerio no es un elemento radiactivo. Los electrodos EWCe presentan menor rapidez de vaporizacin en comparacin con los EWTh. Se pueden emplear con DC AC.

Electrodos EWLa Los electrodos EWLa se introdujeron al mercado como posibles substitutos de los EWTh. - El lantano no es un elemento radiactivo. Los electrodos EWLa presentan menor rapidez de vaporizacin en comparacin con los EWTh. Se pueden emplear con DC AC.

Electrodos EWZr Los electrodos EWZr tienen caractersticas de soldadura que se pueden clasificar entre las proporcionadas por los EWP y los EWTh. - Se puede emplear con AC, ya que proporciona buena estabilidad de arco y conserva la forma esfrica de la punta. - Tienen la misma capacidad de conduccin de corriente y facilidad de encendido de arco de los electrodos EWTh.

- Proporcionan una mayor resistencia a la contaminacin de los cordones por inclusiones de tungsteno. Electrodos EWG Dentro de los electrodos EWG se encuentran aquellos que contienen elementos de aleacin que no estn cubiertos por las especificaciones anteriores. La funcin de elementos de aleacin es modificar las caractersticas del arco.

El fabricante debe indicar el xido y la proporcin empleados en su manufactura. Punta del electrodo La configuracin geomtrica de la punta afecta: - La penetracin del cordn. - El perfil del cordn. - La dimensiones generales del cordn. Es importante que est se conserve

durante una operacin. La configuracin de la punta debe ser parte del procedimiento de soldadura. Punta del electrodo Punta del electrodo Para soldar con AC se prefiere un acabado de tipo esfrico. Punta del electrodo

Para soldar con DCEN se prefiere un acabado cnico. Punta del electrodo Preparacin Argn Potencial de ionizacin es de 15.7 V. Accin de limpieza sobre materiales como aluminio y magnesio. Baja conductividad trmica.

Produce un arco compacto de alta concentracin de energa. Ms pesado que el aire. Helio Potencial de ionizacin 24.5 V, mayor dificultad para encender el arco a bajos amperajes. Alta conductividad trmica, cono de arco de mayor amplitud. Ms sensible a la longitud de arco.

Ms ligero que el aire, de 2 a 3 veces mayor flujo que el argn.

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