Soldadura MIG. Soldadura de metal de gas inerte (MIG). Soldadura de MIG.

Soldadura MIG: Soldadura de Arco Metálico con Gas (GMAW)

Hasta hace algunos años, los métodos de soldadura más recomendados en talleres y entornos domésticos eran el equipo oxiacetilénico y la soldadura por arco manual con electrodos revestidos. Sin embargo, la soldadura MIG (Metal Inert Gas), también conocida como GMAW (Gas Metal Arc Welding), ha ganado popularidad gracias a la reducción de costos y la competitividad del mercado.

Figura:

• Alambre electrodo ( Wire electrode )
• Arco ( Arc )
• Arrastre de alambre & control ( Wire feed & control )
• Baño de soldadura ( Weld pool )
• Boquilla de gas de protección ( Shielding gas nozzle )
• Bobina de alambre ( Wire spool )
• Caudalímetro ( Flowmeter )
• Cable 1 ( Cable 1 )
• Cable 2 ( Cable 2 )
• Cilindro de gas de protección ( Shielding gas cylinder )
• Dirección de soldadura ( Welding direction )
• Electrodo de alambre ( Wire electrode )
• Fuente de alimentación ( Power supply )
• Gas de protección ( Shielding gas )
• Gotita de metal ( Droplet of metal )
• Metal base ( Base metal )
• Metal soldado ( Welded metal )
• Pieza de trabajo ( Workpiece )
• Pistola ( Gun or torch )
• Regulador ( Regulator )
• Tubo de contacto ( Contact tube )

Originalmente, la soldadura MIG fue diseñada para alta producción industrial, pero con el tiempo se han desarrollado equipos accesibles para soldadores domésticos y de taller. Este proceso se caracteriza por alimentar automáticamente el alambre de electrodo a través de una antorcha, eliminando la necesidad de detenerse para cambiar electrodos manualmente.

El proceso MIG fue desarrollado por la empresa Airco (EE.UU.) después de la Segunda Guerra Mundial y ha sido mejorado continuamente desde entonces.

La soldadura MIG ofrece múltiples ventajas frente a otros métodos de soldadura:

• Mayor velocidad de soldadura en comparación con procesos manuales.
• Posibilidad de soldar en todas las posiciones (horizontal, vertical y sobre cabeza).
• Menor distorsión de la pieza debido a la concentración controlada del calor.
• Ausencia de escoria, lo que reduce el tiempo de limpieza posterior.
• Menos salpicaduras en comparación con la soldadura con electrodos revestidos.
• Capacidad de soldar juntas irregulares o con separación mediante ajustes de amperaje y velocidad de alimentación del alambre.

El proceso GMAW funde y une metales mediante el calentamiento por un arco eléctrico, generado entre un electrodo de alambre continuo y la pieza de trabajo.

La protección del arco y del baño de fusión se logra con gases inertes como el argón o helio, lo que da origen al término MIG. Sin embargo, dado que también se utilizan gases activos como el CO₂, el nombre más adecuado para este proceso es GMAW (Gas Metal Arc Welding).

Este método es el más utilizado para soldar aleaciones de aluminio, aunque también se emplea en otros materiales.

• 1920: Concepto básico del proceso GMAW.
• 1948: Comercialización del proceso MIG, inicialmente para soldar aluminio.
• Décadas siguientes: Se introduce la soldadura con CO₂, ampliando su uso a otros metales.
• Actualidad: Se han desarrollado variantes como la soldadura con electrodos tubulares (FCAW), que utiliza un núcleo de polvo metálico en lugar de alambre sólido.

El gas protector cumple una función clave en la estabilidad del arco y la calidad del cordón de soldadura.

• Gases inertes (Argón, Helio): Utilizados en aluminio y aceros inoxidables.
• Gases activos (CO₂, mezclas de CO₂ y Argón): Ampliamente usados en aceros al carbono.
• Mezclas de gases: Se emplean para mejorar la estabilidad del arco y reducir salpicaduras.

El uso del gas adecuado evita la formación de óxidos, lo que garantiza una soldadura más limpia y resistente.

• Arco ( Arc )
• Boquilla de gas ( Gas nozzle )
• Conductor de corriente eléctrica ( Electrical current conductor )
• Desplazamiento ( Travel direction )
• Electrodo de alambre sólido ( Solid wire electrode )
• Entrada de gas de protección ( Shielding gas inlet )
• Gas de protección ( Shielding gas )
• Guía de alambre y tubo de contacto ( Wire guide and contact tube )
• Metal de soldadura solidificado ( Solidified weld metal )
• Metal fundido de soldadura ( Molten weld metal )
• Pieza de trabajo ( Workpiece )

Figura : El cable que va hacia la antorcha MIG debe transportar varios materiales diferentes, desde corriente eléctrica, hasta el electrodo de alambre y el gas de protección. La antorcha misma es simple, alimentando el alambre para mantener el arco de corto circuito  contra la pieza de trabajo, a la vez que mantiene la soldadura debajo de una envoltura de gas de protección.

Figura: La antorcha MIG básica es relativamente simple. En su interior hay un tubo de guía por el que se lleva el alambre, una llave que activa la potencia y el flujo de gas de protección. El cuello curvo, llamado "cuello de cisne", mantiene el tubo de contacto y la boquilla.

Figura : El alambre deba adaptarse perfectamente al tubo de contacto, ya que este es donde la potencia es transmitida al alambre de electrodo. Observe que el tubo de contacto está introducido dentro de la boquilla, y que el alambre sobresale algunos centímetros fuera de la boquilla. Es importante mantener un par de alicates a mano en todo momento para su soldadura MIG para mantener el largo de alambre que sobresale de la boquilla. Cuando el alambre desarrolla una pequeña bolita en su extremo, es mas fácil iniciar el arco si se corta la misma.

• Boquilla aislada ( Insulated nozzle )
• Electrodo con núcleo de fundente ( Flux-cored electrode )
• Extensión del electrodo ( Electrode extension )
• Extensión visible ( Visible stick-out )
• Pieza de trabajo ( Workpiece )
• Tubo de contacto ( Contact tube )
• Tubo guía del electrodo ( Electrode guide tube )
• Tubo guía aislado ( Insulated guide tube )

Figura : Vista transversal de una boquilla de electrodo auto protegido mostrando la extensión del electrodo Tipos de Transferencia de Metal en Soldadura MIG

Existen tres tipos principales de transferencia de metal en soldadura MIG:

1. Transferencia por cortocircuito (Short-Circuit Transfer):

   • Ocurre cuando el extremo del alambre toca el metal base, generando un cortocircuito.
   • Ventajas: Baja salpicadura, ideal para materiales delgados.
   • Aplicaciones: Soldadura en chapas finas y carrocería automotriz.

2. Transferencia globular (Globular Transfer):

   • Se generan gotas grandes de metal fundido, que caen por gravedad hacia la junta.
   • Desventajas: Mayor salpicadura y menos control.
   • Aplicaciones: Aceros al carbono de mayor espesor.

3. Transferencia por rociado (Spray Transfer):

   • Se logra una pulverización fina de metal fundido en la zona de soldadura.
   • Ventajas: Soldadura uniforme y alta calidad.
   • Aplicaciones: Soldaduras en aceros inoxidables y aleaciones de aluminio.

Componentes de un Equipo de Soldadura MIG

Figura : Interior de gabinete de suministro de alambre típico de una soldadora MIG, esta máquina viene con un pequeño rollo de alambre como el inferior de la derecha, pero tiene un adaptador para maniobrar con los rollos mas grandes como el que está en la máquina. Los pequeños rollos de alambre son inconvenientes excepto que usted haga sólo pequeños proyectos.

El sistema de soldadura MIG/GMAW consta de los siguientes elementos:

• Fuente de energía: Generalmente CC con polaridad invertida (DCEP) para mayor penetración.
• Mecanismo de alimentación de alambre: Regula la velocidad de alimentación del electrodo.
• Antorcha de soldadura: Conduce el alambre, el gas protector y la corriente eléctrica.
• Cable de soldadura: Transporta el alambre de aporte y la corriente a la antorcha.
• Sistema de gas protector: Proporciona la envoltura de gas inerte o activo para la protección del arco.
• Boquilla o tobera: Contiene el gas protector alrededor del arco.
• Rodillos de arrastre: Transportan el alambre desde el carrete hasta la antorcha.

Para lograr soldaduras de calidad, es necesario ajustar correctamente los siguientes parámetros:

• Voltaje: Determina la longitud del arco y la estabilidad de la transferencia de metal.
• Amperaje: Depende del espesor del material y la velocidad de alimentación del alambre.
• Velocidad de alimentación del alambre: Debe ser constante para evitar irregularidades en la soldadura.
• Selección del gas protector: Debe elegirse según el material a soldar.

El mantenimiento regular del equipo es clave para su correcto funcionamiento:

• Limpiar la boquilla de la antorcha periódicamente para evitar acumulación de residuos.
• Revisar los rodillos de alimentación para garantizar un suministro constante del alambre.
• Verificar el caudal del gas protector para asegurar una cobertura adecuada.
• Mantener los cables y conexiones eléctricas en buen estado para evitar pérdidas de corriente.

Términos destacados :

• Soldadura MIG ( MIG welding )
• Soldadura GMAW ( Gas Metal Arc Welding - GMAW )
• Arco metálico con gas ( Gas metal arc )
• Electrodo de alambre ( Wire electrode )
• Gas protector ( Shielding gas )
• Transferencia de metal ( Metal transfer )
• Soldadura por cortocircuito ( Short-circuit welding )
• Transferencia globular ( Globular transfer )
• Transferencia por rociado ( Spray transfer )
• Fuente de energía MIG ( MIG power source )
• Antorcha de soldadura ( Welding torch )
• Velocidad de alimentación del alambre ( Wire feed speed )
• Polaridad de soldadura ( Welding polarity )
• Gases inertes ( Inert gases )
• Gases activos ( Active gases )
• Soldadura de aluminio ( Aluminum welding )
• Soldadura de acero inoxidable ( Stainless steel welding )
• Amperaje en soldadura ( Welding amperage )
• Voltaje de soldadura ( Welding voltage )
• Mantenimiento del equipo MIG ( MIG equipment maintenance )
• Boquilla de antorcha ( Torch nozzle )
• Rodillos de arrastre ( Drive rollers )
• Técnicas de soldadura ( Welding techniques )
• Protección del arco ( Arc protection )
• Distorsión térmica ( Thermal distortion )
• Soldadura con CO₂ ( CO₂ welding )
• Soldadura sin escoria ( Slag-free welding )
• Pistola MIG ( MIG gun )
• Rectificador de soldadura ( Welding rectifier )
• Corriente continua en soldadura ( Direct current welding - DC welding )
• Soldadura automatizada ( Automated welding )
• Carrete de alambre ( Wire spool )
• Control de penetración ( Penetration control )
• Defectos en soldadura ( Welding defects )
• Salpicaduras en soldadura ( Welding spatter )

La soldadura MIG/GMAW es uno de los métodos más eficientes y versátiles disponibles, adecuado para una amplia gama de aplicaciones industriales y domésticas. Su capacidad de soldar rápido y con alta calidad la convierte en una opción ideal para quienes buscan productividad y precisión en sus trabajos de soldadura.

Soldadura Eléctrica: Consideraciones sobre el Gas de Protección y el Alambre de Soldadura.

Soldadura MIG/GMAW y su Protección con Gas.

La soldadura GMAW (Gas Metal Arc Welding), también conocida como MIG (Metal Inert Gas), es un proceso que funde y une metales mediante un arco eléctrico, generado entre un electrodo de alambre de aporte alimentado de manera continua y la pieza de trabajo.

Para evitar la contaminación del metal fundido, se utiliza un gas de protección, que cubre el arco y el baño de fusión. Los gases más comunes en este proceso son gases inertes como el argón y helio, aunque en algunos casos se emplean gases activos como el CO₂.

El gas protector y el tipo de alambre de soldadura deben coincidir con el material base a soldar. También es importante seleccionar la capacidad del cilindro de gas adecuada a la cantidad de trabajo que se realizará.

Algunos factores clave a considerar:

• Control del consumo de gas: Es importante monitorear el manómetro del tanque durante el trabajo para evitar interrupciones.
• Elección del cilindro: Puede ser conveniente alquilar un cilindro pequeño al inicio para evaluar su rendimiento antes de comprar uno más grande.
• Seguridad: Los cilindros de gas comprimido pueden ser peligrosos debido a la alta presión, aunque no contengan gases inflamables.

Los gases protectores juegan un papel fundamental en la calidad de la soldadura, influyendo en la penetración, estabilidad del arco y apariencia del cordón.

• Es uno de los gases más económicos y utilizados en soldadura MIG.
• Alta penetración y rapidez en la soldadura.
• Produce más salpicaduras en comparación con otros gases.
• Se descompone en monóxido de carbono y oxígeno bajo el calor del arco, lo que puede generar óxidos no deseados en la soldadura.
• Para contrarrestar este efecto, se recomienda utilizar alambre con agentes desoxidantes.

• Gas inerte puro, utilizado principalmente en aluminio y metales no ferrosos.
• Proporciona un arco concentrado y una buena penetración.
• Evita la formación de óxidos en la soldadura.
• No es recomendable para acero al carbono, ya que genera un arco inestable y poca penetración.

Para la soldadura de acero al carbono, se emplean mezclas de argón y CO₂, que mejoran la estabilidad del arco y reducen las salpicaduras.

• 75% Argón - 25% CO₂ (C-25):

  • Es la mezcla estándar para soldadura de acero dulce en arco corto.
  • Menos salpicaduras y mejor apariencia del cordón de soldadura.

• 50% Argón - 50% CO₂:

  • Se usa en soldaduras fuera de posición y materiales más gruesos.
  • Menos fluidez del baño de fusión, evitando que la soldadura se desplace en posiciones incómodas.

Para la soldadura de materiales no ferrosos, se utilizan combinaciones de argón y helio, que aumentan el calor del arco, mejorando la fusión en materiales gruesos.

• 25% Argón - 75% Helio (HE-75):
  • Utilizado en la industria para soldar aluminio de gran espesor.
  • Mayor temperatura del arco, mejorando la penetración en metales gruesos.

• 90% Helio - 7,5% Argón - 2,5% CO₂:
  • Mayor temperatura del arco para un baño de fusión más fluido.
  • Buena estabilidad y resistencia a la corrosión.

Los alambres de acero utilizados en soldadura MIG contienen diferentes niveles de agentes desoxidantes para adaptarse a distintos gases de protección y condiciones de trabajo.

Los aditivos desoxidantes más comunes en los alambres de soldadura incluyen:

• Silicio (Si)
• Manganeso (Mn)
• Aluminio (Al)
• Titanio (Ti)
• Zirconio (Zr)
• Níquel (Ni), Cromo (Cr) y Molibdeno (Mo) (para mejorar la resistencia mecánica y la protección contra la corrosión).

Los alambres con mayor cantidad de desoxidantes son más adecuados para soldar superficies oxidadas o contaminadas, ya que ayudan a purificar el baño de fusión.

• Acero inoxidable: Se debe utilizar un alambre del mismo material para mantener su resistencia a la corrosión.
• Aluminio: Es necesario un alambre de aleación de aluminio adecuado al material base.
• Hierro fundido: Se pueden emplear alambres especiales según el tipo de aleación.

Algunas aleaciones de aluminio, como la 7075-T6, son consideradas insoldables, ya que su alta resistencia dificulta la fusión adecuada.

El electrodo con núcleo de fundente es un alambre tubular con un núcleo compuesto de polvo metálico y agentes fundentes, proporcionando una protección adicional al baño de fusión.

Funciones del Núcleo de Fundente

• Cable a la pieza de trabajo ( Workpiece cable )
• Cable de potencia del electrodo ( Electrode power cable )
• Carrete de alambre ( Wire spool )
• Conmutador de voltaje ( Voltage switch )
• Contactor de control ( Control contactor )
• Control de alimentación de alambre (corriente) ( Wire feed control (current) )
• Control de voltaje ( Voltage control )
• Entrada de gas ( Gas inlet )
• Fuente de gas de protección ( Shielding gas source )
• Fuente de poder de voltaje constante de corriente continua ( Constant voltage DC power source )
• Hacia válvula solenoide ( To solenoid valve )
• Motor impulsor de alambre ( Wire drive motor )
• Pistola de soldar ( Welding gun )
• Puntas de control ( Control terminals )
• Salida de gas ( Gas outlet )
• Suministro de 115 V ( 115 V supply )
• Trabajo ( Work )
• Voltímetro y amperímetro ( Voltmeter and ammeter )

Figura : Equipo básico para soldadura de arco de núcleo de fundente. En la figura, el gas de protección es usado sólo con electrodos de núcleo de fundente que lo requieran .

• Desoxida el metal de aporte, eliminando impurezas.
• Forma una escoria protectora que evita la oxidación durante la solidificación.
• Actúa como estabilizador del arco, reduciendo las salpicaduras.
• Aporta elementos de aleación que mejoran las propiedades del metal soldado.

En algunos casos, se requiere un gas protector adicional, dependiendo del tipo de electrodo con núcleo de fundente utilizado.

✔ Mayor eficiencia de deposición en comparación con los electrodos revestidos.
✔ Permite soldar en condiciones difíciles, como espacios reducidos o superficies sucias.
✔ Menor cantidad de metal de aporte y menor distorsión térmica.
✔ Adecuado para soldaduras en aceros estructurales y aplicaciones de alta resistencia.

El alambre se fabrica conformando una tira de acero en forma de "U", que se rellena con el material de núcleo y se sella mediante rodillos, formando un tubo. Luego, se reduce su diámetro y se enrolla en carretes de 10 a 30 kg.

• Soldadura eléctrica ( Electric welding )
• Soldadura MIG ( MIG welding )
• Soldadura GMAW ( Gas Metal Arc Welding - GMAW )
• Gas de protección ( Shielding gas )
• Electrodo de alambre ( Wire electrode )
• Baño de fusión ( Weld pool )
• Argón ( Argon )
• Helio ( Helium )
• Dióxido de carbono ( Carbon dioxide - CO₂ )
• Transferencia de metal ( Metal transfer )
• Soldadura con CO₂ ( CO₂ welding )
• Alambre de aporte ( Filler wire )
• Gas inerte ( Inert gas )
• Gas activo ( Active gas )
• Mezclas de gases ( Gas mixtures )
• Acero inoxidable ( Stainless steel )
• Soldadura de aluminio ( Aluminum welding )
• Soldadura de acero al carbono ( Carbon steel welding )
• Electrodo con núcleo de fundente ( Flux cored electrode )
• Soldadura FCAW ( Flux Cored Arc Welding - FCAW )
• Arco de soldadura ( Welding arc )
• Alambre de soldadura ( Welding wire )
• Protección contra óxidos ( Oxidation protection )
• Penetración de soldadura ( Weld penetration )
• Transferencia por rociado ( Spray transfer )

La elección del gas protector y el alambre de soldadura es clave para obtener una soldadura limpia, resistente y estable.

• El CO₂ es económico, pero genera más salpicaduras y óxidos.
• El argón puro se usa para aluminio y metales no ferrosos.
• Las mezclas de argón y CO₂ mejoran la estabilidad en acero al carbono.
• El alambre con núcleo de fundente permite soldar en condiciones adversas.

Una correcta selección del gas y alambre garantiza mayor calidad y durabilidad en la soldadura.