Soldadura de tungsteno - Soldadura TIG - Proceso de soldadura con arco de tungsteno en gas inerte (GTAW)

Introducción

Cuando se habla de técnicas de fusión, la soldadura TIG (Tungsten Inert Gas) o GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) es un tema de gran importancia. Su reputación se debe en gran parte a su historia en la construcción de aviones famosos.

Aunque fue desarrollada en la década de 1920, la soldadura TIG no tuvo un uso generalizado debido al alto costo del gas helio, que se utilizaba como gas protector. Sin embargo, con la Segunda Guerra Mundial y la necesidad de aligerar las aeronaves, esta técnica se convirtió en el método principal para unir materiales no ferrosos como aluminio y magnesio.

Desde sus inicios, el proceso ha experimentado numerosas mejoras, como el desarrollo de fuentes de potencia especializadas, electrodos de tungsteno aleados para mejorar la emisividad y la optimización de los gases de protección.

Figura : Vista esquemática de una operación de soldadura con arco de gas tungsteno.

Figura: Típico equipo para soldadura con arco de gas tungsteno

El proceso TIG es una forma avanzada de soldadura por arco que utiliza una antorcha ligera con un electrodo de tungsteno para generar un arco concentrado e intenso. Este arco es protegido por un gas inerte, que desplaza el oxígeno y el nitrógeno de la zona de soldadura, evitando la contaminación.

El gas protector más común es el argón, aunque originalmente se usaba helio. A diferencia de otros procesos, el electrodo de tungsteno no es consumible; el metal de aporte se añade por separado mediante varillas, de forma similar a la soldadura oxiacetilénica.

Este proceso permite soldaduras de alta calidad en materiales delgados, minimizando la distorsión y sin generar escoria, chispas o salpicaduras. Por estas razones, la soldadura TIG es ampliamente utilizada en la industria aeronáutica, en la fabricación de automóviles de competencia, productos médicos, odontológicos y alimenticios.

• Alta calidad de soldadura, con mínima deformación del material.
• Ausencia de escoria y salpicaduras, lo que reduce la necesidad de limpieza.
• Versatilidad, ya que permite soldar una gran variedad de metales, incluso de diferente composición.
• Control preciso del arco y la penetración, lo que facilita la soldadura de piezas delgadas.
• Proceso limpio, con baja emisión de humos y gases contaminantes.

• Menor velocidad de deposición en comparación con otros procesos de soldadura por arco.
• Requiere mayor habilidad y precisión por parte del soldador.
• Menos eficiente en piezas gruesas de más de 10 mm, ya que otros procesos son más rápidos.
• Mayor dificultad en ambientes abiertos, ya que el gas de protección puede dispersarse con el viento.

La corriente de arco controla la penetración y afecta la estabilidad del proceso. Existen dos opciones principales:

1. Corriente continua (DC): Se usa principalmente para soldar acero inoxidable, cobre, titanio y níquel.
2. Corriente alterna (AC): Ideal para metales no ferrosos como aluminio y magnesio, ya que ayuda a eliminar la capa de óxido superficial.

El voltaje de arco depende de la longitud del arco, el tipo de gas de protección y la forma del electrodo de tungsteno. Afecta directamente la estabilidad y el ancho del cordón de soldadura.

Controla la cantidad de calor aplicado al material y la penetración de la soldadura. Velocidades muy altas pueden generar falta de fusión, mientras que velocidades bajas pueden provocar sobrecalentamiento y deformaciones.

Equipamiento para soldadura TIG Antorchas

Figura : La antorcha para la soldadura de gas de arco de tungsteno básica es muy liviana, fácil de mantener confortablemente, y muy durable. Los únicos “consumible” son los electrodos de aporte, si se usan, y en cierta medida los tungstenos.

Figura: Vista transversal de una típica antorcha que muestra el tungsteno (derecha) y desde arriba hacia abajo; la tapa trasera, collar o anillo de apriete, manguito de anillo de apriete, cuerpo de la antorcha y taza cerámica o boquilla. Para ensamblar, el manguito del anillo es roscado dentro del cuerpo de la antorcha en su parte inferior, la boquilla es roscada hacia adentro en la parte inferior, el anillo de apriete se desliza hacia adentro desde arriba y luego el tungsteno es deslizado hacia adentro y retenido con la tapa trasera.

Figura : La punta de tungsteno en la parte inferior ha sido afilada para obtener una punta mas aguda para su uso en acero, mientras que la de la parte superior es para aluminio, con un extremo en forma de pequeña bola. En teoría, usted podría crear un extremo en forma de bola como este produciendo un arco sobre una pieza de cobre antes de usar el tungsteno sobre aluminio, pero un tungsteno despuntado adecuado se convertirá en una bolita como ésta con un uso de unos pocos segundos en corriente alterna de alta frecuencia para aluminio.

Las antorchas TIG sostienen el electrodo de tungsteno y suministran el gas de protección. Existen dos tipos:

• Antorchas enfriadas por gas: Usadas para corrientes bajas, hasta 200 A.
• Antorchas enfriadas por agua: Usadas para corrientes altas, con sistema de refrigeración incorporado.

El electrodo de tungsteno es esencial en la soldadura TIG y puede ser:

• Tungsteno puro: Usado en corriente alterna (AC), especialmente para aluminio.
• Tungsteno toriado: Más común en corriente continua (DC), con mejor estabilidad del arco y mayor vida útil.

• Las boquillas cerámicas dirigen el gas de protección y garantizan un flujo adecuado.
• Los collares de apriete aseguran el electrodo en su lugar y permiten una buena transferencia de corriente.

La soldadura TIG es fundamental en la fabricación y reparación de aviones. Se utiliza para construir fuselajes, montajes de motor, conductos de escape y otras estructuras que requieren alta resistencia y bajo peso.

Se usa en la fabricación de chasis de competición, motores de alto rendimiento y sistemas de escape. La precisión del proceso permite unir materiales livianos como aluminio y titanio.

Por su limpieza y alta calidad, se emplea en la fabricación de equipos médicos, dentales y contenedores para la industria alimentaria, donde la contaminación debe evitarse al máximo.

Términos destacados :

La soldadura TIG es un proceso de alta precisión que ofrece soldaduras limpias, resistentes y sin defectos. Si bien requiere mayor habilidad y control, su versatilidad lo convierte en una técnica fundamental en industrias que exigen alta calidad y resistencia estructural.