Soldadura TIG (GTAW): proceso, aplicaciones y beneficios

¿Qué es la soldadura por arco de tungsteno con gas?

La soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW), también conocida como soldadura de tungsteno gas inerte (TIG), es un proceso de soldadura por arco que usa un electrodo de tungsteno no consumible para producir la soldadura. El área de soldadura y el electrodo están protegidos de la oxidación u otra contaminación atmosférica por un gas de protección inerte (argón o helio).

Normalmente se usa metal de aporte, aunque algunas soldaduras, conocidas como soldaduras autógenas o de fusión, no lo requieren. Cuando se usa helio, esto se conoce como soldadura heliarco. Una fuente de poder de soldadura de corriente constante produce energía eléctrica, que se conduce a través del arco mediante una columna de gas altamente ionizado y vapores metálicos conocida como plasma.

GTAW se usa más comúnmente para soldar secciones delgadas de acero inoxidable y metales no ferrosos como aluminio, magnesio y aleaciones de cobre. El proceso otorga al operador mayor control sobre la soldadura que procesos competidores como soldadura por arco con electrodo revestido y soldadura por arco metálico con gas, permitiendo soldaduras más fuertes y de mayor calidad.

Sin embargo, GTAW es comparativamente más compleja y difícil de dominar, y además, es significativamente más lenta que la mayoría de otras técnicas de soldadura. Un proceso relacionado, la soldadura por arco de plasma, usa una antorcha de soldadura ligeramente diferente para crear un arco de soldadura más enfocado y, como resultado, a menudo se automatiza.

¿Cómo funciona la soldadura por arco de tungsteno con gas?

La soldadura por arco de tungsteno con gas manual es un método de soldadura relativamente difícil, debido a la coordinación requerida por el soldador. Similar a la soldadura con soplete, GTAW normalmente requiere dos manos, ya que la mayoría de aplicaciones requieren que el soldador alimente manualmente un metal de aporte al área de soldadura con una mano mientras manipula la antorcha de soldadura en la otra. Mantener una longitud de arco corta, mientras se previene el contacto entre el electrodo y la pieza de trabajo, también es importante.

Para iniciar el arco de soldadura, un generador de alta frecuencia (similar a una bobina de Tesla) proporciona una chispa eléctrica. Esta chispa es un camino conductor para la corriente de soldadura a través del gas de protección y permite que el arco se inicie mientras el electrodo y la pieza de trabajo están separados, típicamente unos 1.5–3 mm (0.06–0.12 pulg) de distancia.

Una vez que se inicia el arco, el soldador mueve la antorcha en un pequeño círculo para crear un charco de soldadura, cuyo tamaño depende del tamaño del electrodo y la cantidad de corriente.

Manteniendo una separación constante entre el electrodo y la pieza de trabajo, el operador luego mueve la antorcha ligeramente hacia atrás e inclina hacia atrás unos 10–15 grados desde la vertical. El metal de aporte se agrega manualmente al extremo frontal del charco de soldadura según se necesite.

Los soldadores a menudo desarrollan una técnica de alternar rápidamente entre mover la antorcha hacia adelante (para avanzar el charco de soldadura) y agregar metal de aporte. La varilla de aporte se retira del charco de soldadura cada vez que el electrodo avanza, pero siempre se mantiene dentro del escudo de gas para prevenir la oxidación de su superficie y contaminación de la soldadura.

Las varillas de aporte compuestas de metales con baja temperatura de fusión, como el aluminio, requieren que el operador mantenga cierta distancia del arco mientras se mantiene dentro del escudo de gas. Si se sostiene demasiado cerca del arco, la varilla de aporte puede fundirse antes de hacer contacto con el charco de soldadura.

A medida que la soldadura se acerca a la finalización, la corriente del arco a menudo se reduce gradualmente para permitir que el cráter de soldadura se solidifique y prevenir la formación de grietas de cráter al final de la soldadura.

Uso de gas de protección en soldadura por arco de tungsteno con gas

El gas de protección se selecciona según el material que se suelda. Las siguientes pautas pueden ayudar:

• Argón: el gas de protección más comúnmente usado, que puede usarse para soldar una amplia gama de materiales incluyendo aceros, acero inoxidable, aluminio y titanio.
• Argón + 2 a 5% H2: la adición de hidrógeno al argón hará que el gas sea ligeramente reductor, ayudando a producir soldaduras de aspecto más limpio sin oxidación superficial. Como el arco es más caliente y constreñido, permite velocidades de soldadura más altas. Las desventajas incluyen el riesgo de agrietamiento por hidrógeno en aceros al carbono y porosidad en aleaciones de aluminio.
• Helio y mezclas helio/argón: agregar helio al argón elevará la temperatura del arco. Esto promueve velocidades de soldadura más altas y mayor penetración de soldadura. Las desventajas de usar helio o una mezcla helio/argón es el alto costo del gas y la dificultad para iniciar el arco.

Construcción o partes de la soldadura por arco de tungsteno con gas

Una máquina de soldadura TIG consiste en el siguiente equipo:

• Fuente de alimentación
• Suministro de gas inerte
• Antorcha/Portaelectrodo de soldadura
• Electrodo de tungsteno
• Gas de protección
• Varilla de aporte

1. Fuente de alimentación:

En soldadura TIG necesitamos una fuente de alimentación constante porque si hubiera fluctuación de corriente, sería difícil para el soldador soldar las uniones correctamente.

La fuente de alimentación puede ser de dos tipos:

1. Fuente de alimentación DC
2. Fuente de alimentación AC

En la fuente de alimentación DC, podemos soldar aceros, níquel, titanio, etc. Y en fuente de alimentación AC, podemos soldar magnesio, aluminio, etc. materiales.

2. Suministro de gas inerte:

En soldadura TIG, necesitamos un suministro de gas inerte para proporcionar protección al área de soldadura de los gases atmosféricos (por ejemplo, oxígeno, nitrógeno e hidrógeno).

En general, el argón se usa como suministro de gas inerte en soldadura TIG. Lo discutiremos más adelante en la sección de gas de protección.

3. Antorcha de soldadura:

En soldadura TIG, la antorcha de soldadura está diseñada para operaciones tanto automáticas como manuales. Sin embargo, en términos de construcción, ambas son iguales; en la antorcha manual, se proporciona un mango para sostener, y en el caso de automáticas, están diseñadas para montarse en una máquina automática.

Las antorchas se proporcionan con un sistema de enfriamiento ya sea por agua o aire.

Cuando el amperaje de la corriente es menor a 200 A generalmente, usamos enfriamiento por aire, pero si supera 200 A, entonces usamos enfriamiento por agua para disminuir la temperatura de la antorcha de soldadura.

La parte interior de la antorcha de soldadura generalmente está hecha de cobre para aumentar la conductividad del calor.

Y las antorchas se proporcionan con un arreglo de sujeción (puerto) para sostener firmemente el electrodo de tungsteno.

4. Electrodo de tungsteno:

En soldadura TIG usamos un electrodo no consumible hecho de tungsteno o aleación de tungsteno.

Debido a la capacidad de resistir altas temperaturas (la temperatura de fusión del tungsteno es 3,422 °C) del tungsteno en lugar de cualquier otro metal, por eso usamos el electrodo de tungsteno.

El diámetro del electrodo generalmente varía de 0.5 mm a 0.65 mm, y la longitud varía entre 75 mm a 610 mm.

5. Gas de protección:

Los gases de protección se usan para proteger el charco de soldadura de gases atmosféricos como nitrógeno, oxígeno; de lo contrario, estos gases pueden dañar la superficie de soldadura creando porosidad, sopladuras, etc.

La elección de gases de protección depende de los tipos de soldadura, así como de la condición atmosférica junto con el tipo de metal usado para la operación y muchos más.

Sin embargo, generalmente usamos argón como gas de protección en soldadura TIG. A veces, mezclas argón-helio también se usan en este tipo de soldadura.

6. Varilla de aporte:

Como ya sabemos, en soldadura TIG usamos un electrodo no consumible que es tungsteno, por lo que en algunos casos, necesitamos material separado para rellenar el espacio entre dos uniones.

El material de la varilla de aporte puede ser cualquier cosa, como acero al carbono, aluminio, etc. Generalmente depende del tipo de uniones, el material de la pieza de trabajo, espesor y también las propiedades de la pieza de trabajo.

Aplicaciones de la soldadura por arco de tungsteno con gas

• Esta se usa especialmente en la soldadura de materiales refractarios, láminas y reactivos.
• La soldadura de gas de tungsteno puede usarse con una gran variedad de metales, el proceso puede aplicarse a varias industrias y ayudar en la creación y reparación de muchos artículos. Esta forma de soldadura es común en los campos aeroespacial, automotriz, reparación y arte.
• Aeroespacial: Aeronaves y naves espaciales se construyen en parte mediante soldadura TIG.
• Automotriz: La construcción segura y duradera es esencial en la industria automotriz, al igual que hacer que los vehículos resistan la prueba del tiempo.
• Reparación: TIG puede usarse en varias aplicaciones de reparación. Desde arreglar un juguete de niño, como un carro o coche de pedales antiguo, hasta reparar herramientas de aluminio, este método de soldadura resulta útil.

Ventajas de la soldadura por arco de tungsteno con gas

Las ventajas de la soldadura de tungsteno gas inerte son las siguientes:

• La soldadura de tungsteno ofrece una solución para soldar uniones críticas, y para situaciones donde se requieren soldaduras pequeñas o excepcionalmente precisas.
• Puede realizarse con una amplia variedad de metales
• Y, cuando se hace correctamente, produce una soldadura de alta calidad y alta pureza comparada con otros procesos de unión, lo cual es crucial en muchas aplicaciones.
• Puede hacerse tanto en automático como manual.
• En general, es una de las formas más eficientes de unir dos metales.
• No se produce escoria.
• La soldadura TIG puede hacerse en cualquier posición.

Desventajas de la soldadura por arco de tungsteno con gas

Las desventajas de la soldadura TIG se mencionan a continuación:

• La soldadura de tungsteno no puede usarse para láminas más gruesas de metales.
• Más complicada – se necesitan trabajadores altamente calificados y profesionales.
• Problema de seguridad, los soldadores están expuestos a alta intensidad de luces que pueden causar daño ocular.
• El precio de los servicios de soldadura TIG es alto. Sin embargo, los costos variarán dependiendo de los materiales que se suelden y el alcance del proyecto.
• Es un proceso de soldadura lento.

Preguntas frecuentes.

¿Qué es la soldadura por arco de tungsteno con gas?

La soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW), también conocida como soldadura de tungsteno gas inerte (TIG), es un proceso de soldadura por arco que usa un electrodo de tungsteno no consumible para producir la soldadura. El área de soldadura y el electrodo están protegidos de la oxidación u otra contaminación atmosférica por un gas de protección inerte (argón o helio).

¿Qué es GTAW?

La soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW) es una soldadura producida por calentamiento con un arco entre un solo electrodo de tungsteno (no consumible) y la pieza de trabajo. La protección se obtiene de una mezcla de gas inerte. No se produce salpicadura de soldadura ni escoria. Este proceso a veces se refiere como soldadura de tungsteno gas inerte (TIG).

¿Es GTAW lo mismo que soldadura TIG?

La soldadura de tungsteno gas inerte (TIG), también conocida como soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW), es un proceso de soldadura por arco que produce la soldadura con un electrodo de tungsteno no consumible.

¿Para qué se usa la soldadura por arco de tungsteno con gas?

La soldadura por arco de tungsteno con gas se usa más comúnmente para soldar acero inoxidable y materiales no ferrosos, como aluminio y magnesio, pero puede aplicarse a casi todos los metales, con una notable excepción siendo el zinc y sus aleaciones.

¿Cuál es el proceso de soldadura por arco de tungsteno con gas?

La soldadura por arco de tungsteno con gas, también conocida como soldadura de tungsteno gas inerte (TIG), es un proceso de soldadura por arco que usa un electrodo de tungsteno no consumible para producir la soldadura. El metal de aporte se agrega desde una fuente externa, generalmente como varilla de metal de aporte desnuda.

¿Cuáles son las desventajas de la soldadura por arco de tungsteno con gas?

Las desventajas de GTAW

• Dificultad. GTAW a menudo se considera el proceso de soldadura más difícil de dominar y requiere mucha habilidad del operador.
• Velocidad. GTAW requiere velocidades de desplazamiento relativamente lentas y tiene una tasa de deposición más baja que otros procesos.
• No automatización.
• Costo.

¿Cuánto ganan los soldadores de arco de tungsteno con gas?

El salario promedio para un soldador de gas tungsteno arco es $33,163 al año y $16 la hora en California, Estados Unidos. El rango salarial promedio para un soldador de gas tungsteno arco está entre $31,199 y $39,001.

¿Qué tipo de soldadura es la más fuerte?

La soldadura TIG produce soldaduras más limpias y precisas que la soldadura MIG u otros métodos de soldadura por arco, haciéndola la más fuerte. Dicho esto, diferentes trabajos de soldadura pueden requerir diferentes métodos; mientras que TIG es generalmente más fuerte y de mayor calidad, debe usar MIG u otro método si el trabajo lo requiere.

¿Es la soldadura TIG soldadura en frío?

También existe un proceso de soldadura TIG, que también se conoce como soldadura en frío. A veces, una máquina TIG que incluye corriente continua y alterna tendrá una configuración llamada 'frío'. Este es un proceso manual donde cada vez que se inicia el arco con la pistola TIG, tiene un efecto de 'zapping'.

¿Qué gas es mejor para soldadura TIG?

El argón es el gas inerte más comúnmente usado para proyectos de soldadura TIG. Dado que solo unos pocos gases pueden usarse para soldadura TIG, el argón es la opción más popular porque es un gas versátil que puede usarse en una variedad de metales incluyendo acero dulce, acero inoxidable y aluminio.

¿Cuál es la temperatura de la soldadura TIG?

La soldadura TIG (GTAW o gas tungsteno) es un proceso de soldadura por arco que opera a altas temperaturas (más de 6,000 grados Fahrenheit) para fundir y calentar metales. Aunque es más cara que la soldadura con electrodo, es más limpia y versátil (funciona en acero, aluminio, latón y muchos otros metales).

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de la soldadura TIG?

Ventajas de la soldadura TIG: precisión detallada, varias aplicaciones y posiciones, soldadura de metales extremadamente complejos, electrodos no consumibles. Desventajas de la soldadura TIG: proceso que consume tiempo, aparatos complicados, problemas de seguridad, costo de gas inerte.

¿Los soldadores se vuelven ciegos con el tiempo?

Cuando los soldadores no protegen adecuadamente sus ojos del arco, comúnmente sufren destello del soldador, o fotoqueratitis, una condición causada por exposición a radiación ultravioleta intensa resultando en ceguera temporal y malestar extremo. Lesiones oculares más extremas pueden resultar en ceguera permanente.

¿Cuál es la forma correcta de afilar su tungsteno para tener un arco estable?

Para afilar el tungsteno correctamente y prevenir contaminación, es preferible usar una rueda de esmeril diseñada especialmente para afilar tungsteno, resistente a la dureza del tungsteno. Afile el electrodo recto en la dirección de la rueda a un ángulo de 90° y asegúrese de que las marcas de esmerilado sean longitudinales.

¿Qué es GTAW y SMAW?

SMAW—El recubrimiento de fundente del electrodo se desintegra durante la soldadura y produce gas de protección. No se aplica gas de protección por separado. GMAW—El gas de protección (inerte o activo) se suministra desde cilindro de gas. GTAW—Gas de protección inerte se suministra desde cilindro de gas.

¿Cuál es la diferencia entre GMAW y GTAW?

GMAW utiliza un electrodo consumible. Por lo tanto, el material del electrodo se funde y deposita en el cordón de soldadura. GTAW o soldadura TIG usa electrodo no consumible y, por lo tanto, el material del electrodo no se deposita en el cordón de soldadura.

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de GTAW?

Ventajas GTAW	Desventajas GTAW
Soldaduras limpias, de alta calidad	Tasas de deposición más bajas
Suela una amplia gama de metales	Requiere alto nivel de habilidad del operador
Sin salpicaduras, escoria, chispas, o humo	Nivel más alto de rayos UV
Permite soldar en todas las posiciones	Requiere buena coordinación ojo-mano para lograr soldadura de calidad

¿Cuál es el metal más difícil de soldar?

El aluminio es el metal que es muy difícil de soldar debido a su punto de fusión, la conductividad del calor y la ductilidad.

¿Se puede soldar TIG sin gas?

¡NO, no se puede soldar TIG sin gas! El gas es necesario para proteger tanto el electrodo de tungsteno como el charco de soldadura del oxígeno. La mayoría de antorchas TIG también se enfrían por el gas, así que no usar gas arriesgaría quemar la antorcha.

¿Qué es la soldadura al vacío?

El cementado al vacío o soldadura al vacío es el proceso natural de solidificación de objetos pequeños en un vacío duro. El ejemplo más notable es el polvo en la superficie de la Luna. Este efecto fue reportado como un problema con los primeros satélites estadounidenses y soviéticos, ya que las pequeñas partes móviles se agarrotaban juntas.

¿Cuánto cuesta una botella de argón?

Los cilindros de gas argón se consideran los más caros, con precios que suben hasta $350 por un cilindro nuevo.

¿Se puede usar CO2 para soldadura TIG?

No, la soldadura TIG requiere estrictamente el uso de gas inerte solo. El argón puro es con mucho el más común. A veces se usan mezclas argón/helio para soldar secciones más gruesas de aluminio, donde se necesita aporte de calor adicional.

¿Es fácil la soldadura TIG?

La soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW), o TIG, a menudo se especifica para cumplir estrictos requisitos estéticos, estructurales o de código/estándar. El proceso TIG es complejo, y es indiscutiblemente el proceso más difícil de aprender.

¿Necesita aporte la soldadura TIG?

La soldadura TIG no requiere material de aporte, en su lugar depende de una punta de tungsteno para calentar y unir las superficies metálicas directamente.

¿Qué puedo soldar con TIG?

Los soldadores TIG pueden usarse para soldar acero, acero inoxidable, cromo-molibdeno, aluminio, aleaciones de níquel, magnesio, cobre, latón, bronce e incluso oro. TIG es un proceso de soldadura útil para soldar carros, cuadros de bicicletas, cortacéspedes, manijas de puertas, guardabarros y más.