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Universidad Tecnológica de Panamá Centro Regional de Panamá Facultad de Ingeniería Mecánica

Soldadura MIG Y TIG

Estudiante: Gálvez Yackeline 2-732-1732 Illueca Gloria Marín Héctor 8-885-959 Sousa Kevin

Profesor: Rodolfo Rodríguez Grupo: 9NI 121 Materia: Tecnología Mecánica

6 de Noviembre del 2014 Segundo Semestre

Soldadura MIG&TIG Índice Introducción -------------------------------------------------------------------------- 3 Soldadura MIG ----------------------------------------------------------------4 Soldadura TIG -----------------------------------------------------------------14 Conclusión -----------------------------------------------------------------------------17 Bibliografía ---------------------------------------------------------------------------18

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Soldadura MIG&TIG

Introducción El término soldadura lo podemos definir como la unión mecánicamente resistente de dos o más piezas metálicas diferentes. La primera manifestación de ello, aunque poco tiene que ver con los sistemas modernos, se remonta a los comienzos de la fabricación de armas. La soldadura por gas inerte de tungsteno (TIG) y la soldadura por gas inerte de metal (MIG) son dos tipos de procesos de soldadura por arco. Ambos tipos de soldadura utilizan una cobertura gaseosa como protección del baño de metal fundido. Los gases de protección pueden ser Argón o Dióxido de carbono. En las soldadoras TIG el arco que funde el metal en la unión se establece entre un electrodo no fusible y la pieza a soldar, por lo que se puede soldar incluso sin material de aporte.

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Soldadura MIG&TIG

Soldadura MIG La soldadura GMAW (Gas Metal Arc Welding) es un proceso semiautomático, automático o robotizado de soldadura que utiliza un electrodo consumible y continuo que es alimentado a la pistola junto con el gas inerte en soldadura MIG o gas activo en soldadura MAG, el cual crea la atmósfera protectora. Este proceso se utiliza mucho en industrias donde el tiempo y la calidad de la soldadura son cruciales. El principio es similar a la soldadura por arco, con la diferencia en el electrodo continuo y la protección del gas inerte lo que le dan a este método la capacidad de producir cordones más limpios (no forma escoria, por lo que se pueden formar varias capas sin necesidad de limpieza intermedia). El método MIG utiliza un gas inerte para crear la atmosfera protectora (puede ser Argón, Helio o una mezcla de ambos). Éste proceso de soldadura se emplea sobre todo para soldar aceros inoxidables, cobre, aluminio, chapas galvanizadas y aleaciones ligeras. En muchas ocasiones es mejor utilizar helio ya que este gas posee mayor ionización y por lo tanto mayor rapidez de generación de calor.

Área de soldado. (1) Dirección de avance (2) Tubo de contacto (3) Electrodo 4

Soldadura MIG&TIG (4) Gas (5) Metal derretido de soldadura (6) Metal de soldadura solidificado (7) Pieza a soldar.

Hay muchos procesos que caen bajo la denominación de soldadura MIG. Algunos usan un electrodo recubierto con fundente, similares al electrodo ordinario para soldadura por arco y hay algunos que utilizan un electrodo hueco con el fundente en el interior. En otros casos se utiliza una combinación de electrodo con fundente y gas protector. También existen diferentes métodos para trasladar el metal de aporte hasta el arco, y estos pueden ser automáticos o semiautomáticos, siento este último el más utilizado.

Ventajas de la Soldadura MIG  La superficie soldada queda limpia y sin escoria.

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Soldadura MIG&TIG  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 de la Soldadura MIG  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.

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Soldadura MIG&TIG  Limitación en lugares de difícil acceso.  Mano de obra más calificada que para el proceso SMAW.

Equipos de Soldadura  Equipo para soldadura por arco, con sus cables.  Suministro de gas inerte para la protección de la soldadura con sus respectivas mangueras.  Mecanismo de alimentación automática de electrodo continúo.  Electrodo continúo.  Pistola para soldadura con sus mangueras y cables.

Máquina de Soldar Para la soldadura MIG se requiere una máquina soldadora de diseño especial, debe ser de corriente continua y de voltaje constante. Para este método se puede utilizar un generador o transformador con rectificador. Como la máquina no tiene control de amperaje, no se puede emplear para soldadura ordinaria con electrodo revestido, aunque hay algunas máquinas con diseño especial que se pueden emplear para ambos métodos.

Alimentador de Alambre El mecanismo alimentador debe impulsar automáticamente el alambre electrodo desde 7

Soldadura MIG&TIG la bobina al conjunto de cable y pistola, conduciéndolo hacia el arco. La alimentación en la soldadura MIG puede realizarse de dos maneras: halando o empujando el alambre. En ambos sistemas se tiene un regulador de salida de alambre que automáticamente regula el amperaje. Al aumenta la salida de alambre al área de soldadura, simultáneamente se aumenta la intensidad de corriente de salida. En el sistema de empuje, no se puede alimentar alambres por conductos de más de 12 pies de longitud, particularidad que limita la distancia del soldador con respecto a la pieza a ser soldada.

Los alimentadores de alambre utilizan diferentes tipos de rodillos impulsadores que se pueden instalar fácilmente, esto permite la utilización de diferentes clases y diámetros de alambre.

Pistolas para Soldadura Existen muchos tipos y marcas de pistolas para soldadura MIG, pero todas caben dentro de los sistemas de arrastre (o tracción) y de empuje. Existen pistolas refrigeradas por aire o por agua, y su función es la de conducir el alambre de alimentación hacia el arco a través de una boquilla guía en la que el alambre toma también la corriente. El contacto entre la boquilla y el alambre debe ser bueno, pues los voltajes son muy bajos para superar una resistencia de contacto demasiado elevada. 8

Soldadura MIG&TIG La boquilla para la salida de gas, sobre el extremo de la pistola es metálico también. Todas las pistolas están provistas de un control que al accionarlo permite el paso simultáneo de gas protector, corriente, alambre y agua (cuando son refrigeradas con agua), al soltar el control, que generalmente es en forma de gatillo, la corriente eléctrica y el alambre se detienen, pero el gas continúa fluyendo durante un corto tiempo mientras se enfría el baño de soldadura. También existen pistolas que llevan incorporadas el carrete de alambre de aportación (A). Con estas pistolas se utilizan rollos de 1 o 2 libras, son portátiles y permiten hacer soldaduras a más de 15 m del cuadro de control y más de 60 m del equipo. El peso total de la pistola, sin embargo, es mucho mayor.

Mangueras y Cables En la soldadura MIG se necesitan cables para conducir la corriente eléctrica y manqueras para conducir el gas y el agua (cuando la pistola es refrigerada por agua). Es de anotar que se debe tener cuidado al seleccionar el calibre del cable para que esté de acuerdo con el amperaje que puede suministrar la máquina. En equipos automáticas se pueden tener amperajes hasta 600 A.

Reguladores y Medidores 9

Soldadura MIG&TIG Estos instrumentos se utilizan para controlar correctamente la salida de gas protector, su función es la de disminuir la alta presión de gas que sale del cilindro y suministrar a la pistola el flujo necesario de gas, de acuerdo con el trabajo que se vaya a realizar. El regulador está compuesto por un manómetro y un fluviómetro. El manómetro indica la presión a que se encuentra el gas dentro del cilindro y el fluviómetro es un tubo de vidrio con una esfera pequeña dentro del tubo. Cuando se requiere graduar el flujo de gas, se abre la llave reguladora del fluviómetro y pasa una corriente de gas a través de él, lo cual hace que se levante la esfera hasta el valor exacto que se está suministrando a la pistola.

Alambre Electrodo Igual que los electrodos de arco ordinario, los electrodos para soldadura MIG se diseñan de acuerdo con el tipo de metal que se va a soldar. Dependiendo del proceso que se use, los electrodos pueden ser: 

De alambre desnudo.



De alambre con fundente.



De alambre con alma de fundente.

Los alambres de desnudos vienen en los siguientes diámetros: 0.020”, 0.030”, 0.040”, 0.045”, 3/64”, 1/16”, 3/32”. Los alambres más pequeños (0.020” a 0.045”) son los más usados, es obvio que estos alambres finos tienen una gran influencia en la calidad de la soldadura, ya que cuanto mayor sea el área superficial de alambre, mayor es la posibilidad de contaminación por suciedad u otras substancias extrañas, por lo que aumenta la posibilidad de que se produzcan soldaduras porosas.

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Soldadura MIG&TIG La porosidad de la soldadura se puede originar cuando el alambre ha sido almacenado a temperaturas muy bajas y ha estado protegido defectuosamente contra la condensación del vapor de agua. El alambre de acero presenta además el problema de la oxidación, por lo que generalmente va cobreado para protegerlo mejor y aumentar al mismo tiempo su conductividad eléctrica. Para soldar aceros sucios u oxidados se puede utilizar alambres que contengan desoxidantes como manganeso, silicio o aluminio. Los desoxidantes se necesitan para evitar la porosidad y la fragilidad, además de proporcionar buenas propiedades mecánicas a la soldadura. Si el gas usado para crear la atmosfera protectora es Argón con Oxigeno o Dióxido de Carbono, los desoxidantes del alambre de aportación son esenciales para proteger la soldadura de oxidación por el gas. Los rollos de alambre electrodo se encuentran de 1, 2, 5, 10, 20, 25 y 50 libras y se fabrican de los siguientes materiales:  Aceros al carbono desoxidados.  Aceros de baja aleación.  Aleaciones para recargues duros.  Aceros para herramientas.  Aceros inoxidables.  Aluminio.  Aleación de cobre.  Niquel. Desde su aparición en el mundo de la soldadura, todas las agencias de regulación y clasificación de los metales de aporte tomaron muy en serio este proceso y la creación de su propio código de clasificación fue indispensable, en el caso de la Sociedad Americana de Soldadura AWS, se crearon dos códigos por separado, uno para las aleaciones de bajo 11

Soldadura MIG&TIG contenido de Carbón o también conocido como acero dulce y uno para las aleaciones de alto contenido de Carbón o donde la composición química final del material aportado fuera cambiada de forma dramática.

Contenido metálicos de los electrodos según la clasificación de la AWS. La letra T en los códigos AWS indican que es un electrodo recubierto, si en vez de una T hubiese una S indicaría que es un electrodo desnudo. La cantidad y tipo de escoria producida dependerá en mayor medida de la clasificación o codificación del electrodo. La generación de poca cantidad de escoria estará asociada a electrodos ideados para realizar soldaduras verticales o sobre cabeza, como también para producir cordones a muy altas velocidades.

Gases El propósito del gas en la soldadura MIG es protegerla contra la acción de los componentes del aire, especialmente del oxígeno y del nitrógeno. El efecto de protección de un gas depende de: El peso específico o densidad. El flujo de gas. El tipo de soldadura. El tamaño de la cubierta de gas.

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Soldadura MIG&TIG La longitud del arco. El material a soldar. El gas de protección, en caso que se utilice, fluirá por fuera del sistema de guía ilustrado. Este cumple la función de evitar la contaminación del metal que interviene en la soldadura, ya sea el de aporte o el de base. Del gas protector dependerá en gran medida la calidad obtenida en la soldadura. Los gases utilizados en el proceso de soldadura MIG son gases inertes (que no reaccionan o no se combinan con otros elementos), y son el Argón, el Helio o una mezcla de ellos para aplicaciones específicas o particulares. El gas más utilizado es el argón, porque se necesita más cantidad de helio para producir los mismos efectos debido a que el helio es más liviano. Sin embargo, el helio es más adecuado para espesores gruesos porque produce un arco más caliente y mayor penetración, el helio es mejor también para soldar materiales de alta conductividad térmica como el cobre.

Cuando se suelda aceros al carbono o débilmente aleado, con argón como gas protector, es muy fuerte la tendencia a producirse socavaciones. Y mordeduras en la soldadura, y el arco parece que es arrastrado hacia cualquier mancha de óxido del acero. Para todos los tipos de aceros se puede añadir una pequeña cantidad de dióxido de carbono al gas inerte, esta adición de gases estabiliza el arco, reduce las mordeduras y las proyecciones, además de mejorar la transferencia. El dióxido de carbono puro (el cual es un gas activo) tiene ciertas ventajas para la soldadura de aceros al carbono o de baja aleación y se utiliza mucho en vez del argón, porque su costo es más bajo y también aumenta la velocidad de soldadura y la penetración. Sin embargo, produce más salpicaduras y el arco es áspero. 13

Soldadura MIG&TIG Soldadura TIG La soldadura TIG (del inglés tungsteno inert gas) o soldadura GTAW (del inglés gas tungsteno arc welding), se caracteriza por el empleo de un electrodo permanente de tungsteno, aleado a veces con torio o circonio en porcentajes no superiores a un 2%. Dada la elevada resistencia a la temperatura del tungsteno (funde a 3410 °C), acompañada de la protección del gas, la punta del electrodo apenas se desgasta tras un uso prolongado. Los gases más utilizados para la protección del arco en esta soldadura son el argón y el helio, o mezclas de ambos. 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. 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. Además, este método de soldadura requiere una 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. 14

Soldadura MIG&TIG 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 sistema TIG es un sistema de soldadura al arco con protección gaseosa, que utiliza el intenso calor de un arco eléctrico generado entre un electrodo de tungsteno no consumible y la pieza a soldar, donde puede o no utilizarse metal de aporte. Se utiliza gas de protección cuyo objetivo es desplazar el aire, para eliminar la posibilidad de contaminación de la soldadura por el oxígeno y nitrógeno presente en la atmósfera. 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. Las soldaduras hechas con 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.

Características y 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.

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Soldadura MIG&TIG Equipo El equipo para sistema TIG consta básicamente de: 

Fuente de poder.



Máscara.



Unidad de alta frecuencia.

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Antorcha.



Suministro gas de protección.



Suministro agua de enfriamiento.

Beneficios 

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.

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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.

Aplicaciones típicas Soldeo de la primera pasada de tuberías de aceros aleados, aceros inoxidables y aleaciones de Níquel. Soldeo de equipos de Al, Ti y aleaciones de Ni. Soldeo de tubos a la placa de los intercambiadores de calor Soldeo interno de reactores de urea en acero inoxidable y Ti.

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Soldadura MIG&TIG Conclusión Como ya sabemos la soldadura de MAG o una soladura de TIG pueden ser utilizadas para soldar. Tanto la soldadura de MAG como la soldadura de TIG son tipos de soldadura de arco porque los dos utilizan el calentamiento concentrado del arco eléctrico para unir metales.

Las diferencias entre los dos son muy simples: la de MAG es mucho más rápido en comparación con la de TIG porque la soldadura de TIG requiere más habilidad porque el metal de relleno ya está en la pistola. La soldadura de TIG usa tungsteno para funcionar el arco, así que el soldador necesita suficiente experiencia para soldar. Un soldador que quiere soldar con la soldadura de MAG puede hacerlo sin mucha experiencia en este campo. En general, aunque la soldadura de MAG y la soldadura de TIG son procesos de soldadura con protectores de arco, la diferencia fundamental es como el metal de relleno se añade para formar la soldadura.

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Soldadura MIG&TIG Bibliografía  J. A. Pender, “Soldadura”, 3ª. Edición (1998).  The James F. Lincoln Arc Welding Foundation, “Principles of Industrial Welding” (1978).  American Welding Society, “The Welding Power Handbook”, (1973).  American Welding Society, “Manual de Soldadura”, 8ª. Edición, Tomo I (1996).  R. Finch y T. Monroe, “Welder’s Handbook” (1985).  http://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura_TIG  http://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura_MIG/MAG

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