La soldadura láser portátil se parece a la soldadura TIG en que el steel de aporte absorbe el calor del charco de soldadura.
Muchas industrias están comenzando a utilizar aleaciones de aluminio en lugar de acero al carbono o acero inoxidable. Algunos de los principales impulsores de este cambio son la buena maquinabilidad, su resistencia a la corrosión debido a la capa de óxido superficial que se forma de manera pure y ligereza del materials.
Tecnologías como el diseño asistido por computadora también están impulsando su adopción, pues los ingenieros y arquitectos pueden modelar con facilidad piezas con geometrías complejas para utilizar mejor la resistencia del steel base.
El mundo de la fabricación
Este cambio en las aleaciones del steel base introduce nuevas consideraciones para la comunidad de la soldadura y la fabricación. La mayoría de los soldadores adquieren experiencia trabajando con acero al carbón ordinario, por lo que pensar en soldar aluminio puede parecer abrumador—el equipo, la preparación de la junta, la técnica y el steel de aporte son todos distintos. En esta ocasión, nos concentraremos en el steel de aporte, pues con frecuencia este se pasa por alto.
La soldadura de acero al carbón ordinario está dominada por el alambre estándar ER70S. Dado que es la opción principal, la selección del steel de aporte es sencilla. Sin embargo, cuando se cambia a soldadura en aluminio y en sus aleaciones, no es tan sencillo elegir un steel de aporte. Esto requiere un enfoque de selección del steel de aporte más intencional que el del acero.
Esta estrategia intencionada implica determinar dos elementos fundamentales: la aleación del steel de aporte que se necesita y el tamaño del steel de aporte adecuado para el proceso y la aplicación.
Selección de steel de aporte para aluminio
Elegir la aleación de steel de aporte incorrecta podría dar lugar a problemas como agrietamiento durante la solidificación del charco de soldadura; partes que fallan en servicio debido a una resistencia insuficiente; o incluso problemas en el procesamiento post-soldadura, como por ejemplo la anodización. Por lo tanto, es clave seleccionar la aleación que mejor satisfaga su aplicación.
AWS A5.10 requiere que los metales de aporte sean probados en cuanto al aseguramiento de la calidad y que sean identificados para que puedan distinguirse entre sí. La Aluminum Affiliation (Asociación del Aluminio) y fabricantes renombrados como Hobart, publican tablas de selección de metales de aporte para aluminio, para ayudar a los soldadores a tomar decisiones informadas.
Al usar el encabezado y la columna izquierda de una tabla de selección, se cruza la información con el cuadro asociado. El cuadro indica cuáles aleaciones son compatibles sin agrietamiento, pero también requiere que se consideren otros factores:
- Resistencia en la condición soldada.
- Ductilidad del steel de soldadura si se van a realizar operaciones de formado o doblado posteriormente.
- La resistencia a la corrosión del materials en ambientes de agua dulce y salada.
- Reacción del materials a temperaturas elevadas sostenidas de 150 a 350 ° F (66 a 176 °C).
- Concordancia de shade de partes que serán anodizadas.
- Capacidad del materials de responder a tratamientos térmicos posteriores a la soldadura.
- Tenacidad, o la capacidad de doblarse sin la propagación de grietas.
Por ejemplo, al soldar una aleación de lingotes común como el 6061, puede elegir un steel de aporte 4943 debido a la resistencia más alta a las grietas por solidificación. Sin embargo, si planea anodizar la parte, ésta no sería una buena opción. Las aleaciones serie 4xxx no concordarán en shade al ser anodizadas, por lo que, en este caso, 5356 sería una mejor opción. Dicho de manera sencilla, seleccionar la aleación correcta es un equilibrio entre resistencia al agrietamiento, resistencia mecánica y necesidades de acabado posteriores.
Dimensionamiento del steel de aporte
Una vez que conoce la aleación deseada, puede determinar qué diámetro necesita. Aun cuando el proceso de elegir el diámetro es un poco menos científico que el elegir la aleación, éste puede tener un papel crítico en el éxito del proceso. Elegir el diámetro correcto es esencial para la calidad de la soldadura, la facilidad de operación y la consistencia de todo el proceso.
Si está usando un proceso de alimentación de alambre como por ejemplo la soldadura por arco con electrodo metálico protegida con fuel (GMAW o MIG), estará tomando una decisión ligeramente diferente que con la soldadura por arco con electrodo de tungsteno protegida con fuel (GTAW o TIG) y la soldadura láser portátil.
MIG. En este proceso, la electricidad fluye a través del alambre de aporte y genera un arco entre el alambre y la parte. Eventualmente, se genera suficiente calor para fundir el alambre, el cual luego es depositado en la parte que se está soldando.
Alambres más pequeños como por ejemplo de 0.035 pulgadas, requieren menos calor para fundirse, por lo que se usan comúnmente para aplicaciones delgadas. Los alambres de diámetro mayor, como por ejemplo de 3/64 o 1/16 de pulgada, requieren una cantidad de energía significativamente mayor para fundirse. Como resultado, éstos se encuentran de manera más común en aplicaciones que requieren una deposición de soldadura significativa en partes con suficiente masa para disipar el calor sin perforación ni pérdida del management del charco de soldadura.
TIG. Con el proceso TIG, el calor se genera por separado con respecto al steel de aporte. La antorcha se usa para establecer un charco en el steel base antes de la adición de steel de aporte. El steel de aporte luego se funde con el charco—no con el arco. Esta deposición no sólo enfría el charco de soldadura, sino que además crea la apariencia de “monedas apiladas”.
Usar un steel de aporte con un diámetro demasiado grande hace que el charco se cierre por completo, mientras que un steel de aporte demasiado chico da lugar a un enfriamiento insuficiente del charco de soldadura, lo que dificulta el management del proceso. Una buena regla empírica es elegir un diámetro del steel de aporte ligeramente menor que el espesor del steel base, y nunca mayor que el espesor del steel base. Por ejemplo, en chapa de aluminio de 1/8 de pulgada, podría optar por una varilla de aporte de 3/32 de pulgada de diámetro.
Láser portátil. Este proceso de soldadura es related a la soldadura TIG en el hecho de que el alambre absorbe calor del charco de soldadura y limita la penetración de soldadura conforme aumenta el diámetro del steel de aporte. Sin embargo, con un diámetro mayor, pueden esperarse mejores características de alimentación, realimentación táctil en el management de velocidad de desplazamiento, y una capacidad mejorada para puentear un mal ajuste de partes. La mayoría de las instalaciones usan alambre de 1/16 de pulgada de diámetro—generalmente con separaciones no mayores al diámetro del alambre.
Con el conocimiento adecuado acerca de la selección del steel de aporte, usted puede soldar aluminio y aleaciones de aluminio de manera confiable y mitigar el temor de encontrar problemas con las propiedades mecánicas del steel y con la soldabilidad.
