Soldadura TIG de Aluminio

TIG Welding AluminumAunque muchos metales se sueldan con TIG, el metal más asociado con este proceso es el aluminio, especialmente con metales de espesor pequeño. Muchos otros procesos, por supuesto, pueden unir aluminio, pero en los calibres más ligeros el proceso más aplicado es el TIG. La popularidad del aluminio en las aplicaciones de automoción ha traído la soldadura TIG a una nueva era de oro. Mecánicamente resistente y visualmente atractiva, la soldadura TIG es el número uno de los procesos elegidos por soldadores profesionales de los equipos de carreras profesionales, y los entusiastas o aficionados del automóvil.

Confusión acerca del aluminio

El proceso es muy adecuado para aluminio, pero hay algunas características del metal que tienen que ser consideradas si este material se va a soldar con facilidad y calidad consistente. El metal puro tiene un punto de fusión de menos de 1200ºF y no presenta cambios de color antes de la fusión, característica de la mayoría de metales. Por este motivo, el aluminio no indica cuando está caliente o listo para fundir. El óxido o "skin"que se forma rápidamente en su superficie tiene un punto de fusión al menos tres veces más alto (3200º+F). Para añadir a esta confusión, el aluminio incluso hierve a una temperatura más baja (2880ºF). El óxido es también más pesado que el aluminio y cuando se funde, tiende a hundirse o está atrapado en el aluminio fundido. Por estas razones, es fácil ver por qué en la medida de lo posible este óxido o "piel" debe ser removido antes de la soldadura. Por suerte, la mitad de la inversión de polaridad del arco CA hace un excelente trabajo de limpieza de las cantidades de este óxido antes de la soldadura.

Este aluminio es caliente

El aluminio es un excelente conductor del calor. Se requiere gran aporte de calor cuando se inicia la soldadura, ya que gran parte del calor se pierde en calentar el metal base circundante. Pasado un tiempo después de la soldadura, gran parte de este calor se ha movido delante del arco y precalentado el metal base a una temperatura que requiere menos corriente que la chapa fría original. Si se continúa la soldadura adicionalmente hasta el final de las dos placas donde no hay ningún lugar para este precalentamiento, se puede acumular hasta un grado tal como para hacer la soldadura difícil a menos que se disminuya la corriente. Esto explica por qué se recomienda un Amptrol™ pedal o manual (control corriente) con la máquina Precisión TIG® – que le permite cambiar fácilmente el tiempo actual mientras se está soldando. Algunas aleaciones de aluminio exhiben "tendencias" de arco corto y son sensibles a rupturas. Esto significa que en el rango de temperaturas donde la aleación líquida está medio derretida (parte sólida y parte líquida) o simplemente es sólida, no tiene demasiada resistencia a la tracción para resistir las tensiones de contracción que producen el enfriamiento y transformación. La elección adecuada del metal de relleno y procedimientos de soldadura junto a pequeños granos puede ayudar a eliminar muchos problemas de este tipo. Algunos expertos recomiendan poner un paso atrás la primera pulgada o menos de cada soldadura de aluminio antes de finalizar en la dirección normal. 

Llenando el vacío

El metal producido en el baño de soldadura es una combinación de relleno y materiales base que deben tener la resistencia, ductilidad, libertad de formación de grietas, y la resistencia a corrosión requerida por la aplicación. Consulte la siguiente tabla para metales de relleno recomendados para diversas aleaciones de aluminio.

La máxima tasa de deposición se obtiene con alambre de relleno o varilla de mayor diámetro mientras se suelda a la corriente máxima. El diámetro del alambre más adecuado para una aplicación específica depende de la corriente que se puede utilizar para efectuar la soldadura. A su vez, la corriente se rige por la red eléctrica disponible, diseño conjunto, espesor y tipo de aleación, y posición de soldadura.

Metales de Relleno Recomendados para Varias Aleaciones de Aluminio

Metal de Relleno Recomendado(1)

Metal Base

Para Máxima Resistencia en la Soldadura

Para Máximo Alargamiento

EC 1100

11001100,4043

EC 12601100,4043

22193003
3004
5005

23195183,5356
5554, 5356
5183,4043,5356

(2)1100,4043
5183,4043
5183, 4043

50515052
5083
5086

53565356, 5183
5183, 5356
5183, 5356

5183, 40435183, 4043, 5356
5183, 5356
5183,5356

50505052
5083
5086

5356, 51835554, 5356
5356, 5554
5556

5183, 5356, 56545356
5554, 5356
5183, 5356

60616063
7005
7039

4043, 51834043, 5183
5356,5183
5356, 5183

5356(3)5356(3)
5183, 5356
5183,5356

Notas:   
(1) Las recomendaciones son para la temperatura de "0" de la placa.
(2) La ductilidad de las soldaduras de los metales base no están sensiblemente afectadas por el metal de relleno. El alargamiento de estos metales base es generalmente menor que el de otras aleaciones enumeradas.
(3) Para las uniones soldadas en 6061 y 6063 que requieren la máxima utilización de conductividad utilizar el metal de relleno 4043. Sin embargo, si se requieren tanto conductividad como resistencia, utilizar material de relleno 5356 y aumentar el refuerzo de la soldadura para compensar la menor conductividad del 5356.

Un Depósito de Calidad

TIG Weld SampleUna buena calidad en soldadura se obtiene sólo si el alambre de aportación está limpio y es de alta calidad. Si el alambre no está limpio, una gran cantidad de contaminante se puede introducir en el baño de la soldadura, debido al área relativamente grande de la superficie del alambre de relleno con respecto a la cantidad de metal de soldadura que está siendo depositado.

Los contaminantes en el alambre de relleno a menudo son aceites o un óxido hidratado. El calor de la soldadura libera el hidrógeno a partir de estas fuentes, causando porosidad en la soldadura. El alambre de soldadura de aluminio Lincoln ER4043 y Lincoln ER5356 se fabrica bajo un control riguroso para cumplir los estándares y se empaqueta para prevenir la contaminación durante el almacenaje. Desde que el metal de relleno está aleado o diluido con el metal base en el baño de la soldadura, las composiciones de ambos afectan a la calidad de la soldadura.

Las Tres C: Limpio, Limpio y LIMPIO

Las piezas a soldar por lo general se forman cortando, serrando o se mecanizan antes de la soldadura. La eliminación completa de todos los lubricantes es un requisito previo para soldaduras de alta calidad. Se debe tomar especial cuidado en eliminar todo el aceite, los hidrocarburos y partículas sueltas de los bordes serrados o quemados antes de la soldadura. Los bordes cortados deben estar limpios. Para facilitar la limpieza, los lubricantes usados en fabricación deben ser eliminados inmediatamente.

Para reducir la posibilidad de porosidad y escoria, la limpieza de la superficie de la soldadura no debe ser exagerada. El hidrógeno puede causar porosidad y el oxígeno puede causar escoria en las soldaduras. Los óxidos, grasas y películas de aceite contienen oxígeno e hidrógeno, que si se deja en los bordes a soldar, harán soldaduras inadecuadas con propiedades eléctricas y mecánicas pobres. La limpieza debe realizarse antes de soldar. En la tabla inferior se muestra un resumen de los procedimientos de limpieza.

Métodos Comunes para la Limpieza de las Superficies de Aluminio

Tipos de Limpieza

Compuestos Eliminados

Sólo Superficies de Soldadura

Pieza Completa

Aceite, grasa,humedad y
polvo (utilizar cualquier
método indicado)

Limpie con una solución alcalina suave y seca.
Limpie con disolvente de hidrocarburo, como acetona o alcohol.
Limpie con disolvente patentado
Bordes Dip, utilizando cualquiera de los anteriores.

Vaporde desengrase
Desengrase en spray
Desengrase Steam
Sumerja en disolvente alcalino
Sumerja en disolvente patentado

Óxidosutilice cualquier método
de la lista

Borde Dip en solución alcalina fuerte, luego con agua, después con ácido nítrico. Finalizar con agua y secar
Limpie con desoxidantes patentados
Eliminar mecánicamente, con cepillo de hileras, limando o amolando. Para aplicaciones críticas, raspar todas las juntas y superficies adyacentes antes de soldar.

Sumergir en solución alcalina fuerte, luego con agua, después ácido nítrico.
Finalizar con agua y secar.
Sumergir en soluciones patentadas.