Capítulo II. La transferencia metálica en el proceso GMAW
2.2. Condiciones de soldadura para el establecimiento de los diferentes modos de transferencia
La tabla 2.5 se resumen las aplicaciones de los distintos modos de transferencia metálica, globular, spray y cortocircuito, así como las características operacionales que se obtienen.
Tabla 2.5. Resumen de aplicaciones para cada modo de transferencia de gota para alambre macizo (Kobe steel, 2015) Modo de transferencia metálica Características Aplicación
Espesor de la plancha Posición de soldadura Globular Penetración profunda, mucha
salpicadura
Medianos y gruesos espesores
Plana y horizontal de filete
Spray Penetración profunda, poca salpicadura
Medianos y gruesos espesores
Plana y horizontal de filete
Cortocircuito Penetración baja, poca
salpicadura Espesores delgados Todas las posiciones Pulsado Penetración media, poca
salpicadura Espesores delgados Todas las posiciones
La tabla 2.6 lista los gases y mezclas de gases utilizados para proceso GMAW y las características de cada uno.
58 Tabla 2.6. Selección de los gases para proceso GMAW (Sabo, 1994)
Acero al carbono (transferencia por
cortocircuito)
75 % Argón + 25 % CO2
Menos de 1/8 pulg. (3,2 mm) de espesor: altas velocidades de soldadura sin derrame; distorsión mínima y salpicadura.
75 % Argón + 25 % CO2
Más de 1/8 pulg. (3,2 mm) de espesor; Salpicadura mínima, aspecto de soldadura limpia; Buen control dl baño en posiciones verticales y sobre cabeza.
CO2 Penetración más profunda; Velocidades de soldadura mayores.
Acero de baja aleación (transferencia por
cortocircuito)
60-70 % Helio + 25-35 % Argón + 4-5 % CO2
Reactividad mínima: excelente tenacidad, excelente estabilidad del arco, características de mojado y perfil de franja; pocas salpicaduras.
75% Argón + 25% CO2
Excelente estabilidad del arco, características de humectación y contorno de los cordones; poca salpicadura.
Acero al carbono (transferencia por spray)
Argón + 1-5 % oxígeno
Mejora la estabilidad del arco: produce una mayor fluidez y baño de soldadura controlable
Argón + 3-10 % CO2
Buena forma de gota; minimiza las salpicaduras; no permite la soldadura fuera de posición.
Acero de baja aleación Argón + 2 % oxígeno Minimiza la socavadura; proporciona una buena dureza
Los parámetros de corriente y voltaje, así como el gas protector con que se obtienen los diferentes modos de transferencia metálica se muestran en la tabla 2.7.
Tabla 2.7. Parámetros y tipo de gas con los que se obtienen el modo de transferencia metálica (Burneo & Jaramillo, 2006)
Tipos de transferencia Gas Protector Parámetros Volt /Amper
V A
Cortocircuito CO2 ó Argón/CO2 16 - 22 40 - 190
Globular CO2 24 - 28 200 - 300
Spray Argón/CO2 28 - 40 200 - 500
Estos valores de corriente y voltaje están condicionados también por el tipo de diámetro y el modo de transferencia metálica como se muestra en la tabla 2.8.
59 Tabla 2.8. Valores de amperaje y voltaje recomendados para diferentes diámetros de alambre y
modos de transferencia de la soldadura GMAW (Burneo & Jaramillo, 2006)
Tipos de Ø (mm)
Corto Circuito Globular Spray
A V A V A V
0,8 50 - 130 14 - 18 110 - 150 18 - 22 140 - 180 23 - 28 1,2 120 - 200 17 - 20 170 - 250 19 - 26 220 - 320 25 - 32
En la tabla 2.9 también se pude observar parámetros de corriente y voltaje para diferentes diámetros de electrodos, así como algunas aplicaciones de los modos de transferencia metálica.
Tabla 2.9 Modos de transferencia GMAW (Department of Education & Training, 2008)
Modo de transferencia Voltaje (V) Intensidad de corriente (A) Diám. del alambre (mm) Uso Cortocircuito 13 - 23 60 - 200 0,6 – 1,2 Materiales ligeros. Fuera de posición de soldadura
Globular 20 - 26 200 - 280 0,6 – 1,6 Entre Cortocircuito y
spray
Spray 24 - 40 210 - 410 0,8 – 1,6 Materiales por encima
de 5 mm de espesor
Las tablas 2.10 y 2.11 muestran las principales ventajas de la correcta selección de los gases para transferencia por cortocircuito y por spray respectivamente para distintos metales.
60 Tabla 2.10. Selección del gas protector para soldadura GMAW por cortocircuito (Colectivo de
autores del CIS, 2018)
Metal Gas Protector Ventajas
Acero al carbono
75% de Ar + 25% de CO2
Placas de menos de 3 mm de espesor; elevadas velocidades de soldadura sin perforación;
mínimas salpicaduras y distorsión. 75% de Ar + 25% de
CO2
Placas de más de 3 mm de espesor; mínimas salpicaduras; buen control del baño en posición
vertical y sobre-cabeza.
CO2 Penetración más profunda; mayores velocidades de soldadura.
Acero inoxidable
90% He + 7,5% Ar +2,5% CO2
No se afecta la resistencia a la corrosión; pequeña zona afectada térmicamente; no
socavaduras; mínima distorsión.
Acero de baja aleación
60-70% He + 25-35% Ar +4-5% CO2
Mínima reactividad; excelente estabilidad de arco, mojado y contorno del cordón; ligeras
salpicaduras. 75% Ar + 25% CO2
Buena tenacidad; excelente estabilidad de arco, mojado y contorno del cordón; ligeras
salpicaduras. Aluminio, cobre, magnesio, níquel y sus aleaciones. Ar y Ar + He
Es satisfactorio el Ar sobre placas delgadas; se prefiere Ar + He para materiales de más de 3 mm
61 Tabla 2.11. Selección del gas protector para soldadura GMAW por transferencia spray (Colectivo
de autores del CIS, 2018)
Metal Gas Protector Ventajas
Aluminio
Ar Hasta 25 mm de espesor; mejor transferencia de metal y estabilidadilidad de arco; mínimas salpicaduras. 35% Ar + 65%
He
Desde 25 hasta 76 mm de espeosr; mayor calor introducido que con Ar puro; característica de fusión
mejoradas con serie 5XXX de aleac. Al-Mg. 25% Ar + 75%
He
Más de 76 mm de espesor; la mayor entrada de calor; minimiza porosidad.
Magnesio Ar Excelente acción de limpieza.
Ac. al carbono Ar + 1-5% O2
Mejor estabilidad de arco; produce un baño más fluido y controlable; buena coalescencia y contorno del cordón;
minimiza socavaduras; mayores velocidades que el Ar puro.
Ar + 3-10% CO2 Buen contorno del cordón; mínimas salpicaduras; no se puede soldar fuera de posición plana.
Ac. de baja
aleación Ar + 2% O2 Minimiza socavaduras; garantiza buena tenacidad.
Ac. inoxidables
Ar + 1% O2
Mayor estabilidad de arco; produce un baño más fluido y controlable; buena coalescencia y contorno del cordón;
minimiza socavaduras en las placas más gruesas.
Ar + 2% O2
Garantiza una mejor estabilidad de arco, coalescencia, y velocidad de soldadura que con 1% de O2 para los
materiales más delgados.
Cobre, níquel y sus aleaciones
Ar Garantiza buen mojado; disminuye la fluidez del metal depositado para espesores de hasta 3 mm. Ar + He
Las mayores entradas de calor de las mezclas de 50 y 75% de He compensan la gran disipación en los mayores
espesores.
Titanio
Ar
Buena estabilidad de arco; mín. contaminación del cordón; se requiere un respaldo de gas inerte para
prevenir contaminación.
En el anexo 5 se muestra regímenes de soldadura por diferentes autores para diferentes diámetros de alambres según el modo de transferencia metálica.