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Elección de los materiales de soldadura TIG adecuados

Última actualización:
3 de mayo de 2024
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Índice

1. Gas de protección

La soldadura con gas inerte de tungsteno utiliza generalmente argón, helio, gas mixto argón-helio o gas mixto argón-hidrógeno como gas de protección.

(1) Selección del gas de protección

El gas de protección adecuado para diferentes materiales se muestra en la Tabla 5-70.

Tabla 5-70 Gas de protección adecuado para diferentes materiales

MaterialGas protector aplicable y características
Aluminio y aleaciones de aluminioArgón: La soldadura AC proporciona un arco estable y una buena acción de limpieza superficial

Helio: Conexión DC positiva, produce un arco estable en materiales químicamente limpios y tiene una mayor velocidad de soldadura

Gas mixto argón-helio: Tiene buena acción de limpieza, mayor velocidad de soldadura y penetración, pero la estabilidad del arco no es tan buena como el argón puro.
LatónArgón: Arco estable con evaporación mínima.
Aleaciones de cobaltoArgón: Arco estable y fácil de controlar.
Aleaciones de cobre-níquelArgón: El arco es estable y fácil de controlar, también es adecuado para soldar aleaciones de cobre-níquel con acero
Cobre sin oxígenoArgón: Utiliza conexión DC positiva, el arco es estable y fácil de controlar

Helio: Tiene un mayor aporte de calor, una velocidad de soldadura rápida y una penetración profunda.

Gas mixto argón-helio: 75% de helio, 25% de argón. El arco es estable, adecuado para la soldadura de piezas delgadas.
InconelArgón: El arco es estable y fácil de controlar

Helio: Adecuado para soldadura automática de alta velocidad
Acero bajo en carbonoArgón: Adecuado para soldadura manual

Amoníaco: Adecuado para la soldadura automática de alta velocidad, fusión más profunda en comparación con la protección del argón.
Aleaciones de magnesioArgón: Utiliza soldadura CA, tiene buena estabilidad de arco y acción limpiadora.
Acero martensítico envejecidoArgón: El arco es estable y fácil de controlar
Molibdeno-0,5% Aleación de titanioTanto el argón como el helio son adecuados: Para obtener un metal de soldadura con buena plasticidad, además de una mayor protección, el contenido de nitrógeno en la atmósfera de soldadura debe controlarse por debajo de 0,1% (fracción volumétrica), y el contenido de oxígeno por debajo de 0,05% (fracción volumétrica).
Aleación MonelArgón: El arco es estable y fácil de controlar
Aleaciones de níquelArgón: El arco es estable y fácil de controlar

Helio: Adecuado para soldadura automática de alta velocidad
Silicio BronceArgón: Puede reducir la fragilidad térmica del material base y del metal de soldadura
Acero al silicioArgón: El arco es estable y fácil de controlar
Acero inoxidableHelio: El arco es estable y puede alcanzar mayor profundidad de fusión que el argón

Argón: El arco es estable y fácil de controlar
FerroaleaciónArgón: El arco es estable y fácil de controlar

Helio: Adecuado para soldadura automática de alta velocidad

(2) Requisitos de los gases protectores

1) Argón.

En la tabla 5-71 se indican los requisitos de pureza del argón en las piezas soldadas. La composición del argón de soldadura de producción nacional se muestra en la Tabla 5-72.

Tabla 5-71 Requisitos de pureza del argón en las piezas soldadas

Material de soldaduraTipo de fuente de alimentación y polaridadPureza del argón (porcentaje en volumen, %)
Molibdeno, niobio, circonio, tántalo y sus aleacionesElectrodo CC Positivo99. 98
Aleaciones resistentes a altas temperaturasElectrodo CC Positivo99. 95

Tabla 5-72 Composición del argón de soldadura de producción nacional (fracción volumétrica, %)

Pureza del argónN2O2H2CnHmHO
≥99.99<0.01<0.0015<0.0005<0.00130mg/m3
≥99.999≤7 x10-5≤10-5≤5 x10-510 -5≤2 x10-5

2) Helio.

La pureza del helio de soldadura generalmente requiere más de 99,8% (fracción de volumen). La composición del helio de soldadura de producción nacional (fracción volumétrica 99,999%) se muestra en la Tabla 5-73.

Tabla 5-73 Composición del helio de soldadura doméstico (99,999%) (Fracción volumétrica, %)

ComponentesNeH2O2 + ArN2COCO2HO
Concentración(×10-5≤4.0≤1.0≤1.020.50.53

3) Gas mixto argón-helio.

Cuando se utiliza gas mezclado argón-helio, es especialmente adecuado para ocasiones en las que los requisitos de calidad de la soldadura son muy elevados. La relación de mezcla típica es (75%~80%) He + (15%~20%) Ar (fracción de volumen).

4) Gas mixto argón-hidrógeno.

El gas mixto argón-hidrógeno se utiliza principalmente para soldar aleaciones a base de níquel, aleaciones de níquel-cobre y acero inoxidable. Generalmente, el contenido de hidrógeno en el gas mezclado debe controlarse por debajo de 15% (fracción volumétrica).

2. Metal de relleno

En la soldadura con gas inerte de tungsteno, el gas inerte sólo cumple una función protectora, y la composición de la soldadura se ajusta principalmente mediante el metal de aportación para garantizar la calidad de la soldadura. El metal de aportación lo proporciona el alambre de soldadura, por lo que debe controlarse estrictamente el contenido de azufre, fósforo, gases nocivos e impurezas del alambre de soldadura.

En la actualidad, no existe una norma específica para el alambre de soldadura TIG en China, por lo que generalmente se utilizan alambres para soldadura por arco metálico con gas o alambres de acero para soldadura. Al soldar acero de bajo carbono y acero de alta resistencia de baja aleación, los alambres de acero para soldadura se seleccionan generalmente de acuerdo con el principio de igual resistencia, y al soldar cobre, aluminio, acero inoxidable, los alambres para soldadura por arco metálico con gas, los alambres para soldadura con gas o los alambres para soldadura por arco sumergido se seleccionan generalmente de acuerdo con el principio de igual composición.

Cuando se sueldan aceros distintos, si las estructuras de los dos aceros son diferentes, la selección del alambre de soldadura debe tener en cuenta la resistencia a las grietas y los problemas de difusión del carbono; si las estructuras de los dos aceros son las mismas pero sus propiedades mecánicas difieren, es mejor elegir un alambre de soldadura con una composición entre las dos. En la Tabla 5-74 se muestran los grados de alambre de soldadura recomendados para los tipos de acero más comunes.

Tabla 5-74 Grados de alambre de soldadura recomendados para tipos de acero comunes

Material de aceroGrado de alambre de soldadura seleccionado
CategoríaGrado
Acero al carbonoQ235, Q235F, Q235gH08Mn2Si
10 g, 15 g, 20 g, 22 g, 25 gH05MnSiAlTiZr
Acero de baja aleaciónQ345H10Mn2
Q345RH08Mn2Si
15MnV, 16MnVCuH08MnMoA
15MnVN, 19Mn5H08Mn2SiA
20MnMo
Acero de baja aleación resistente al calor18MnMoNb, 14MnMoVH08Mn2SiMo
12CrMo, 15CrMoH08CrMoA, H08CrMo, Mn2Si
20CrMo, 30CrMoAH05CrMoVTiRe
12Cr1MoV, 15Cr1MoV
20CrMoV
H08CrMoV 
H05CrMoVTiRe
15Cr1MoV, 20Cr1MoVH08 CrMnSiMoV
12Cr2MoWVTiBH10Cr2MnMoWVTiB
(G102)H08Cr2MoWVNbB
Acero G106H10Cr5MoVNbB
Acero inoxidable06Cr19Ni10, 12Cr18Ni9HOCr18Ni9
12Cr18Ni9TiH0Cr18N9Ti
022Cr17Ni12Mo2HOCr18Ni12Mo2Ti
Acero de baja temperatura09Mn2VH05Mn2Cu, H05Ni2,5
06AlCuNbNH08Mn2WCu
Acero de baja temperatura3,5Ni, 06MnNb
06AlCuNbN
H00Ni4.5Mo 
H05Ni4Ti
9NiHOONi11Co 
H06Cr20Ni60Mn3Nb
Diferentes tipos de aceroG102 +12CrMoV 
G102 + 15CrMo
H08CrMoV
G102+Acero al carbonoH08Mn2Si
H08CrMoV
H13CrMo
G102 + 1Cr18NiTi 
G102 + G106
Alambre de soldadura a base de níquel
12Cr1MoV+Acero al carbonoH08Mn2Si, H05MnSiAlTiZr
12CrMoV +15CrMoH13CrMo, H08CrMoV

3. Materiales de los electrodos

La función del electrodo no consumible en la soldadura TIG es conducir la electricidad, encender el arco y mantener la combustión normal del arco. Su calidad afecta en gran medida a la estabilidad del arco y del proceso de soldadura, así como a la calidad de la soldadura. En general, los electrodos no consumibles deben cumplir los requisitos de alta corriente admisible y bajo consumo.


1) En la actualidad, los materiales de electrodos comunes incluyen tungsteno puro, tungsteno toriado, tungsteno ceriated, tungsteno zirconiated, y tungsteno lanthanated. Los diámetros comunes de los electrodos de tungsteno son: 0,5mm, 1,0mm, 1,6mm, 2,0mm, 2,5mm, 3,2mm, 4,0mm, 5,0mm, 6,3mm, 8,0mm, 10,0mm, un total de 11 tipos, con longitudes que van de 76 a 610mm. La superficie del electrodo de tungsteno no debe presentar defectos como cicatrices, grietas, cavidades de contracción, rebabas o inclusiones no metálicas.

2) Los electrodos de tungsteno domésticos suelen tratarse superficialmente mediante limpieza química o esmerilado mecánico. Para mejorar la estabilidad del arco, es necesario rectificar el extremo del electrodo de wolframio para darle una forma cónica o semiesférica en función del tamaño de la corriente.

3) Cuando el material del electrodo de wolframio es el mismo, las diferentes formas del electrodo tendrán un cierto impacto en la estabilidad del arco y la formación de la soldadura. La relación entre las formas comunes de la punta del electrodo de tungsteno y la estabilidad del arco se muestra en la Tabla 5-75.

Tabla 5-75 Formas comunes de la punta del electrodo de tungsteno y su relación con la estabilidad del arco

Forma de la punta del electrodo de wolframioTipo de electrodo de wolframioPolaridad de la corrienteÁmbito de aplicaciónEstabilidad del arco
Tungsteno ceriado o toriadoElectrodo de corriente continua PositivoAlta corrienteEstable
Tungsteno ceriado o toriadoElectrodo de corriente continua PositivoCorriente baja
Adecuado para soldar en espacios estrechos y chapas finas
Estable
Electrodo de wolframio puroCorriente alternaSoldadura de aluminio, magnesio y sus aleacionesEstable
Tungsteno ceriado o toriadoElectrodo de corriente continua PositivoSoldadura continua con electrodos de tungsteno de menos de 1 mm de diámetroBien

4) La capacidad de transporte de corriente de los electrodos de wolframio se indica en la Tabla 5-76.

Tabla 5-76 Capacidad de transporte de corriente del electrodo de wolframio

Diámetro del electrodo/mmCorriente continua/ACorriente alterna/A
Conexión directa (electrodo -)Conexión inversa (electrodo +)
Tungsteno puroTungsteno toriado, tungsteno ceriadoTungsteno puroTungsteno toriado, tungsteno ceriadoTungsteno puroTungsteno toriado, tungsteno ceriado
0.52 ~202 ~20--2 ~152~15
110 ~ 7510 ~75--15 ~5515 ~ 70
1.640 ~13060 ~15010 ~2010 ~3045 ~ 9060 ~125
275 ~ 180100 ~20015 ~2515 ~2565 ~12585 ~160
2.5130 ~ 230160 ~25017 ~3017 ~3080 ~140120 ~ 210
3140 ~ 280200~30020 ~4020 ~ 40100~160140 ~ 230
3.2160 ~310225~33020 ~3520 ~35130 ~190150 ~250
4275 ~ 450350~48035 ~5035 ~50180 ~260240 ~350
5400 ~625500 ~ 64550 ~7050 ~70240 ~ 350330 ~ 460
6500 ~625620 ~ 65060 ~8060 ~80260 ~390430 ~560
6.3550~675650 ~85065~10065~100300~420430 ~ 575
8-----650 ~830

5) El voltaje de circuito abierto requerido para los materiales de electrodos comúnmente utilizados se muestra en la Tabla 5-77.

Tabla 5-77 Tensión en circuito abierto requerida para los materiales de electrodos más utilizados

Tipos de electrodosDesignaciones de electrodosTensión en vacío requerida /V
CobreAcero inoxidableAcero al silicio
Electrodo de wolframio puroW959595
Electrodo de wolframio toriadoWTh-10
WT-15
40 ~65 
35
50 ~70 
40
70~75
40
Electrodo de wolframio ceritadoWCe-20-30~35-

6) La selección de electrodos de tungsteno se muestra en la Tabla 5-78. Tenga en cuenta que algunas varillas de tungsteno son radiactivas (como los electrodos de tungsteno toriado), por lo tanto, debe garantizarse la protección de seguridad al esmerilar varillas de tungsteno. Cuando se almacena una gran cantidad de varillas de tungsteno, es mejor guardarlas en una caja de plomo para evitar que la radiación dañe el cuerpo humano.

Tabla 5-78 Selección de electrodos de wolframio

Tipos de electrodos de wolframioGradoCaracterísticas
Tungsteno puroW1、W2Tanto el punto de fusión como el de ebullición son muy elevados, la desventaja es que requiere que la máquina de soldar tenga una tensión de circuito abierto más elevada. El funcionamiento prolongado puede provocar la fusión del electrodo de wolframio.
Tungsteno toriadoWTh7, WTh10,
WTh15, WTh30
Añadiendo una cierta cantidad de agujas de óxido, se superan las desventajas de los electrodos de tungsteno puro anteriores, pero hay un rastro de radiactividad.
Tungsteno ceriadoWCe-20Se añade una cierta cantidad de óxido de cerio al tungsteno puro, las ventajas son: baja corriente de iniciación del arco, mejor compresión de la columna de arco, mayor duración y radiactividad extremadamente baja.
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