Soldadura TIG: Proceso, Equipos y Técnicas para Resultados Óptimos

1. Definición de Soldadura TIG

La soldadura TIG (Tungsten Inert Gas) es un proceso de soldadura por fusión que utiliza un arco eléctrico generado entre un electrodo de tungsteno no consumible y la pieza de trabajo, bajo la protección de un gas inerte (generalmente argón o helio).

2. Riesgos de la Soldadura TIG y Medidas Preventivas

La seguridad es primordial en la soldadura TIG. Los riesgos incluyen exposición a radiación ultravioleta, inhalación de humos y gases, y riesgo de incendio. Para minimizar estos riesgos, se deben implementar las siguientes medidas:

• Ventilación adecuada: Asegurar un sistema de ventilación eficiente para eliminar humos y gases.
• Formación: Capacitar a los operarios en el manejo seguro de los equipos y en los procedimientos de soldadura.
• EPIS (Equipos de Protección Individual): Utilizar guantes, caretas de soldar con filtro adecuado, ropa ignífuga y protección auditiva.
• Ergonomía: Trabajar en posiciones cómodas y con buena iluminación para evitar fatiga y lesiones.
• Mantenimiento: Inspeccionar y mantener periódicamente los equipos y elementos de protección.

3. Equipos de Protección Colectiva

Además de los EPIS, se deben utilizar equipos de protección colectiva:

• Pantallas de protección: Para proteger a otros trabajadores de la radiación del arco.
• Mantas ignífugas: Para proteger áreas cercanas y prevenir incendios.
• Extintores: Deben estar disponibles y ser del tipo adecuado para fuegos eléctricos y de metales.

4. Transformación de la Corriente Eléctrica en un Equipo TIG

Un equipo TIG utiliza un transformador de tensión para convertir la corriente de la red eléctrica en una corriente adecuada para la soldadura. Este proceso disminuye la tensión y aumenta la intensidad, lo que permite mantener un arco estable incluso con pequeñas variaciones en la distancia del electrodo.

5. Partes de la Pistola TIG

La pistola TIG consta de los siguientes componentes principales:

• Cuerpo o mango: Proporciona un agarre seguro y ergonómico.
• Tobera: Dirige el flujo de gas protector hacia el área de soldadura.
• Portatobera: Sujeta la tobera en su lugar.
• Portaelectrodo: Sujeta el electrodo de tungsteno.
• Electrodo de tungsteno: Genera el arco eléctrico.

6. Materiales de las Toberas TIG y sus Características

Las toberas TIG pueden estar hechas de diferentes materiales:

• Cerámica: Son las más comunes para aplicaciones de baja intensidad (menos de 200 A) y utilizan refrigeración por aire. Son ideales para soldar espesores delgados.
• Metálicas: Se utilizan para aplicaciones de alta intensidad (más de 200 A) y requieren refrigeración por agua.

7. Afilado y Color del Electrodo de Tungsteno

El afilado del electrodo de tungsteno depende del tipo de corriente y del material a soldar:

• Aceros (corriente continua): Afilado puntiagudo. Los electrodos suelen tener una franja de color rojo (torio) o de otros colores según su composición (cerio, lantano, etc.).
• Aluminio (corriente alterna): Punta redondeada o en forma de bola. El electrodo suele tener una franja verde (tungsteno puro).

8. Regulación de Gas TIG

Una regla general para la regulación del caudal de gas es aproximadamente 1 litro por minuto (l/min) por cada milímetro de diámetro de la tobera.

9. Características de los Gases TIG

Los gases inertes más comunes en la soldadura TIG son el argón y el helio, cada uno con sus propias características:

• Argón:
  • Más denso que el helio, proporcionando una mejor protección.
  • Ideal para metales de baja conductividad térmica y espesores delgados.
  • Produce un efecto de limpieza en la soldadura de aluminio.
  • Más económico que el helio.
• Helio:
  • Requiere un voltaje superior al argón para iniciar el arco.
  • Produce mayor temperatura y penetración.
  • Requiere mayor caudal que el argón para una protección equivalente.
  • Más caro que el argón.

También se utilizan mezclas de argón y helio para combinar las ventajas de ambos gases.

10. Parámetros de Soldadura TIG

Los parámetros de soldadura se ajustan en el panel de control del equipo TIG y dependen del tipo de material, espesor y tipo de máquina. Los parámetros clave incluyen:

• Tipo de corriente: Corriente continua (CC) para aceros y corriente alterna (CA) para aluminio.
• Intensidad de soldadura: Ajustada según el material y espesor.
• Tiempo de conexión y desconexión de corriente (Slope-up/Slope-down): Controlan el inicio y final del arco.
• Caudal de gas: Ajustado según el diámetro de la tobera.
• Tiempo de preflujo y postflujo: Controlan el flujo de gas antes y después del arco.

11. Intensidad de Soldadura (Valores Orientativos)

• Aceros de baja aleación: 30-40 A por mm de espesor.
• Aluminio: 45-50 A por mm de espesor.
• Cobre: 75-80 A por mm de espesor.
• Acero inoxidable: 30-40 A por mm de espesor.

12. Definición de Slope-Up y Slope-Down

• Slope-up (Rampa de ascenso): Permite un incremento gradual de la corriente al inicio de la soldadura, evitando un arranque brusco del arco.
• Slope-down (Rampa de descenso): Permite una reducción gradual de la corriente al final de la soldadura, evitando la formación de cráteres y mejorando el acabado.

13. Definición de Tiempo de Preflujo y Postflujo

• Preflujo: Es el tiempo durante el cual el gas protector fluye antes de que se inicie el arco. Su propósito es purgar el aire de la zona de soldadura y prevenir la oxidación.
• Postflujo: Es el tiempo durante el cual el gas protector continúa fluyendo después de que se extingue el arco. Su propósito es proteger el electrodo y el metal de soldadura caliente de la oxidación hasta que se enfríen.

14. Proceso de Soldadura TIG (Pasos)

1. Preparación: Limpiar la pieza de trabajo, eliminando óxido, grasa o cualquier contaminante.
2. Selección del electrodo: Elegir el tipo y diámetro de electrodo adecuado según el material y espesor.
3. Montaje del electrodo: Insertar el electrodo en la pistola y ajustar la longitud expuesta.
4. Ajuste de parámetros: Seleccionar el tipo de corriente, intensidad, tiempos de preflujo/postflujo y caudal de gas.
5. Conexión a masa: Colocar la pinza de masa en la pieza de trabajo.
6. Inicio del arco: Acercar el electrodo a la pieza (sin tocarla) y activar el interruptor de la pistola.
7. Movimiento de la pistola: Avanzar con un movimiento constante, manteniendo una distancia y ángulo adecuados. Si se utiliza material de aporte, añadirlo al baño de fusión.
8. Finalización: Al terminar el cordón, activar el slope-down (si está disponible) y mantener el flujo de gas (postflujo).

15. Soldadura de Aceros con TIG

Para evitar la oxidación en la parte posterior del metal al soldar aceros, es crucial proteger esa zona con gas inerte. Se puede utilizar un respaldo o purgar la parte posterior con gas.

16. Ventajas, Limitaciones y Aplicaciones del Arco Sumergido

Aunque esta sección se refiere al arco sumergido, es importante diferenciarlo de la soldadura TIG. El arco sumergido es un proceso diferente.

• Ventajas del arco sumergido: Alta tasa de deposición, alta velocidad, buena calidad de la soldadura, no requiere protección especial contra la radiación.
• Limitaciones del arco sumergido: Limitado a posiciones planas y horizontales.
• Aplicaciones del arco sumergido: Fabricación de estructuras de acero, vigas, tuberías, etc.

17. Partes del Proceso de Soldadura TIG (Diagrama)

1. Electrodo de tungsteno
2. Portaelectrodo
3. Tobera
4. Arco eléctrico
5. Material de aportación (si se utiliza)
6. Gas protector
7. Pieza a soldar
8. Metal fundido (baño de fusión)

18. Posicionamiento de la Pistola, Electrodo y Varilla

• Pistola: Inclinada aproximadamente a 80° respecto a la pieza de trabajo.
• Electrodo: Separado de la pieza aproximadamente a una distancia igual a 1.5 a 2 veces su diámetro (ej. para un electrodo de 2.4mm, una separación de 3.6 a 4.8mm).
• Varilla de aporte (si se utiliza): Inclinada aproximadamente a 25° respecto a la pieza.