Soldadura tipo TIG, soldadura al tungsteno en gas inerte.

• Antorcha ( Torch )
• Arco ( Arc )
• Conductor eléctrico ( Electrical conductor )
• Electrodo de tungsteno ( Tungsten electrode )
• Fuente de alimentación ( Power supply )
• Gas de protección ( Shielding gas )
• Pasa­jes de gas ( Gas passages )
• Pieza de trabajo ( Workpiece )
• Suministro de gas inerte ( Inert gas supply )
• Vaina aislante ( Insulating sleeve )

• Antorcha ( Torch )
• Arco ( Arc )
• Baño de soldadura ( Weld pool )
• Cable 1 ( Cable 1 )
• Cable 2 ( Cable 2 )
• Caudalímetro ( Flowmeter )
• Cilindro de gas de protección ( Shielding gas cylinder )
• Dirección de soldadura ( Welding direction )
• Electrodo de tungsteno ( Tungsten electrode )
• Gas de protección ( Shielding gas )
• Gotita de metal ( Metal droplet )
• Metal base ( Base metal )
• Metal soldado ( Welded metal )
• Pieza de trabajo ( Workpiece )
• Tubo de contacto ( Contact tip )
• Varilla de aporte ( Filler rod )

La imagen representa el proceso de soldadura TIG (Tungsten Inert Gas), también conocida como GTAW (Gas Tungsten Arc Welding). Esta técnica se caracteriza por utilizar un electrodo no consumible de tungsteno y gas de protección inerte (como argón) para proteger el arco de soldadura y el baño de fusión del aire atmosférico.

Interpretación por secciones

(a) Esquema general del sistema

• Cilindro de gas de protección: contiene el gas inerte (generalmente argón o helio) que evita la oxidación del baño de soldadura.
• Regulador y caudalímetro: controlan la presión y el flujo del gas hacia la antorcha.
• Antorcha: aloja el electrodo de tungsteno y dirige el gas de protección hacia el área de soldadura.
• Cable 1: lleva la corriente eléctrica desde la fuente de alimentación hacia la antorcha.
• Cable 2: conectado a la pieza de trabajo para completar el circuito eléctrico.
• Dirección de soldadura: indica el movimiento del operario durante la unión.
• Varilla de aporte: metal adicional introducido manualmente en el baño de fusión si es necesario.

• Electrodo de tungsteno: no se consume durante el proceso, genera el arco eléctrico.
• Arco: descarga eléctrica entre el electrodo y la pieza, funde el metal base.
• Boquilla de gas de protección: asegura una atmósfera inerte alrededor del arco.
• Baño de soldadura: zona fundida del metal base y del material de aporte.
• Gotita de metal: porción del material de aporte que se funde y se incorpora a la unión.
• Metal base y metal soldado: muestra la progresión desde el material original hasta el cordón de soldadura ya solidificado.

Figura : componentes desmontados de una antorcha de soldadura TIG (Tungsten Inert Gas), también conocida como GTAW (Gas Tungsten Arc Welding). Este tipo de soldadura utiliza un electrodo no consumible de tungsteno y gas inerte (como argón) para proteger la zona de soldadura de la contaminación atmosférica.

Figura : proceso de soldadura TIG (Tungsten Inert Gas), también conocido como GTAW (Gas Tungsten Arc Welding). Este proceso se caracteriza por usar un electrodo de tungsteno no consumible y un gas de protección inerte, generalmente argón o helio, para proteger la zona de soldadura de la contaminación atmosférica.

• Arco ( Arc )
• Boquilla de gas ( Gas nozzle )
• Conductor de corriente ( Current conductor )
• Dirección de soldadura ( Welding direction )
• Electrodo de tungsteno no consumible ( Non-consumable tungsten electrode )
• Entrada de gas de protección ( Shielding gas inlet )
• Metal de aporte ( Filler metal )
• Protección con gas ( Gas shielding )
• Soldadura de metal solidificada ( Solidified weld metal )

Este proceso es ideal para soldaduras de alta calidad y precisión, especialmente en acero inoxidable, aluminio, cobre y otras aleaciones no ferrosas.

(constante de tiempo). Parámetro característico de circuitos RC o RL que indica el tiempo necesario para que una variable alcance aproximadamente el 63 % de su valor final. En un circuito RC, tiempo necesario para que el condensador alcance el 63,2 % de su carga final; τ = R·C.

Constante de tiempo RC (RC time constant)

Figura : Esquema de un capacitor inicialmente cargado a $$V_0$$. Cuando se acciona el interruptor, el capacitor se descarga o se carga hacia $$V_{\infty}$$, siguiendo una variación exponencial: $$v_{cap}(t)=V_{\infty}+(V_0-V_{\infty})e^{-t/(R_1C_1)}$$.

Figura : Este gráfico muestra el comportamiento de la tensión del circuito de la Figura 11.5 cuando el interruptor cambia en el instante $$t=0\,s$$. La tensión comienza en $$V_0$$ y se aproxima asintóticamente a $$V_{\infty}$$. Después de $$5RC$$ constantes de tiempo, se ha completado aproximadamente el 99,3% de la transición. El tiempo de subida es aproximadamente $$2.197RC$$.

La constante de tiempo RC es uno de los conceptos fundamentales en circuitos con resistencias y capacitores. Tanto los filtros pasa-bajos como los pasa-altos dependen no de $$R$$ y $$C$$ por separado, sino del producto $$RC$$, que tiene unidades de tiempo: $$1\,\Omega \cdot 1\,F = 1\,s$$. Este parámetro determina la rapidez con que un capacitor se carga o descarga.

Cuando un capacitor inicialmente cargado a una tensión $$V_0$$ se conecta, a través de una resistencia, hacia una tensión final $$V_{\infty}$$, la tensión del capacitor cambia exponencialmente hacia ese valor final.

Las relaciones básicas del circuito son:

• La carga del capacitor es $$Q = CV$$.
• La corriente en el capacitor es $$i_C=\frac{dQ}{dt}=C\frac{dv(t)}{dt}$$.
• La corriente en la resistencia es $$i_R=\frac{V_{\infty}-v(t)}{R}$$.
• En este circuito, $$i_R=i_C$$.

Al igualar estas expresiones se obtiene la ecuación diferencial de primer orden: $$v(t)-V_{\infty}=-RC\frac{dv(t)}{dt}$$.

La solución general es: $$v(t)-V_{\infty}=(V_0-V_{\infty})e^{-t/(RC)}$$, o equivalentemente: $$v(t)=V_{\infty}+(V_0-V_{\infty})e^{-t/(RC)}$$.

Esta expresión describe tanto la carga como la descarga. Si $$V_{\infty}>V_0$$, la respuesta es ascendente; si $$V_{\infty}, es descendente.

También puede expresarse en forma normalizada: $$\frac{V_0-v(t)}{V_0-V_{\infty}}=1-e^{-t/(RC)}$$. A partir de esta relación, el tiempo necesario para alcanzar una fracción $$f$$ del cambio total es: $$t=-RC\ln(1-f)$$.

Dos tiempos importantes en electrónica son:

• Tiempo de subida o bajada (del 10% al 90%): $$t_{rise}\approx 2.197RC$$.
• Tiempo de establecimiento al 99%: $$t_{settle}=-RC\ln(1-0.99)=4.605RC$$.

Como regla práctica, se considera que después de $$5RC$$ el capacitor ha alcanzado prácticamente el valor final, completando alrededor del 99,3% de la transición.

Este comportamiento exponencial también puede interpretarse como la respuesta al escalón de un circuito RC. Si la entrada cambia bruscamente entre dos niveles, la salida no puede cambiar instantáneamente: evoluciona suavemente con una curva exponencial. Por eso, la constante de tiempo RC determina cuán rápido responde un circuito ante cambios súbitos.

Términos relacionados :

• Constante de tiempo RC (RC time constant)
• Producto resistencia-capacitancia (RC product)
• Resistencia (Resistance)
• Capacitancia (Capacitance)
• Carga del capacitor (Capacitor charge)
• Tensión del capacitor (Capacitor voltage)
• Corriente del capacitor (Capacitor current)
• Ecuación diferencial de primer orden (First-order differential equation)
• Respuesta exponencial (Exponential response)
• Proceso de carga (Charging process)
• Proceso de descarga (Discharging process)
• Valor inicial (Initial value)
• Valor final asintótico (Final asymptotic value)
• Respuesta al escalón (Step response)
• Tiempo de subida (Rise time)
• Tiempo de bajada (Fall time)
• Tiempo de establecimiento (Settling time)
• Constante de decaimiento exponencial (Exponential decay constant)
• Fracción de transición (Fraction of transition)
• Regla de cinco constantes de tiempo (Five time constants rule)

En síntesis, la constante de tiempo $$RC$$ controla la velocidad de carga, descarga, subida, bajada y establecimiento en circuitos RC. Es una herramienta esencial para analizar filtros, temporizadores, respuestas transitorias y muchas aplicaciones de electrónica analógica.