CONSEJOS PRÁCTICOS PARA SOLDAR ALUMINIO

LA SOLDADURA DEL ALUMINIO

Por Tony Anderson

Tomado del American Welding Society – Welding Journal Octubre 2016

Alimentabilidad del metal de aporte de aluminio

Primero, me gustaría decir que estás totalmente en lo correcto con tu comparación entre la soldadura con arco de tungsteno protegido con gas (GTAW) y la soldadura por arco metálico protegido con gas (GMAW) para el aluminio.

En algunas aplicaciones de material más delgado, como juntas de ranura que requieren penetración de junta completa de un lado y trabajo más complejo que requiere control preciso de las características del perfil de soldadura y penetración, el proceso GTAW puede probar ser excepcional. Sin embargo, para la fabricación estructural general, donde la gran mayoría de las soldaduras son soldaduras de filete, la GMAW ha probado proporcionar tanto calidad excepcional como soldadura de alta productividad en estructuras de aluminio.

Habiendo dicho eso, la alimentabilidad del alambre de soldadura de aluminio al usar GMAW es probablemente el problema más común que se vive al cambiar de GMAW de acero a aluminio.

La alimentabilidad es mejor descrita como la habilidad de alimentar consistentemente y sin interrupción el alambre de soldadura embobinado cuando se usa GMAW. La alimentabilidad es un asunto mucho más significativo con el aluminio que con el acero.

Las diferencias entre alimentar acero y aluminio se deben principalmente a la diferencia entre las propiedades mecánicas de los dos materiales. Los alambres de soldadura de acero son más rígidos, pueden alimentarse más fácilmente por distancias más grandes, y toleran mucho mejor el maltrato en comparación con los alambres de soldadura de aluminio. El aluminio es más blando, más susceptible a deformarse o producir virutas dur ante la

operación de alimentación y, consecuentemente, requiere mucho más atención cuando se selecciona y se prepara un sistema de alimentación para GMAW.

La alimentabilidad es una consideración importante para todas las aplicaciones GMAW, pero puede volverse aún más problemática al usar alambres de diámetros pequeños, y las aleaciones

más blandas de aluminio tales como la 1100 y 4043, al compararse con las aleaciones más duras tales como la 5356 y 5183. Los problemas de alimentabilidad a menudo se expresan en forma de alimentación irregular del alambre irregular o su recalentamiento (la fusión del alambre de soldadura hacia dentro de la punta de contacto en cuestión).

¿Cómo podemos prevenir los problemas de alimentabilidad?

Para prevenir los problemas excesivos con la alimentabilidad de esta naturaleza, es importante comprender el sistema de alimentación completo y su efecto en el alambre de soldadura de aluminio. Veremos cada área del sistema de alimentación para determinar las importantes diferencias entre un sistema de alimentación diseñado para GMAW de aluminio y otro de acero.

Ajustes del freno de la bobina.

Si comenzamos con el extremo de la bobina del sistema de alimentación, debemos primero considerar los ajustes del freno. La tensión del ajuste del freno debe retrocederse a un mínimo absoluto.

Debe tener solamente la presión suficiente de freno para prevenir que la bobina corra libremente cuando se quiere parar la soldadura. Toda presión por encima de esto incrementará el potencial de problemas de alimentación y recalentamientos. Los sistemas de frenado electrónico y las combinaciones mecánicas y electrónicas han sido desarrolladas para proporcionar mayor sensibilidad dentro del sistema de frenado y son particularmente útiles para la alimentación mejorada de alambre de aluminio.

Revestimientos y guías de alambre.

Es muy importante que los revestimientos, así como también las guías de la entrada y salida (los cuales están hechos típicamente de material metálico cuando se usan para un sistema de soldadura de acero), estén hechos de material no metálico tales como Teflón TM o nylon para prevenir la abrasión y la formación de virutas del alambre de aluminio durante la operación de alimentación.

Rodillos de tracción.

Solamente deberán usarse los rodillos de tracción que hayan sido específicamente diseñados para la alimentación de aluminio. Estos tendrán contornos tipo U con bordes achaflanados y sin filo. No uses rodillos de tracción moleteados o con ranuras en forma de V, los cuales se usan algunas veces para el acero, para alimentar aluminio. Los rodillos de tracción para alimentar aluminio deberán ser lisos, alineados y habrán de proporcionar la presión correcta del rodillo de tracción. Los rodillos de tracción que tienen bordes filosos pueden generar virutas del alambre blando de aluminio.

Estas virutas pueden acumularse dentro del sistema de alimentación y causar recalentamientos debido a los taponeos dentro del revestimiento. La presión excesiva del rodillo de tracción y/o la mala alineación de los rodillos de tracción pueden deformar el alambre de aluminio e incrementar el arrastre a través del revestimiento y la punta de contacto, lo cual además podría causar recalentamientos.

Puntas de contacto.

El diámetro interno de la punta de contacto y la calidad son de gran importancia. Deberás usar solamente puntas de contacto que estén hechas específicamente para la soldadura con alambre de aluminio, con perforaciones internas tersas y sin virutas filosas en los extremos de entrada y salida de las puntas, lo cual puede fácilmente raspar las blandas aleaciones de aluminio. El diámetro del orificio de la punta de contacto debe ser aproximadamente de 10 a 15% más grande que el diámetro del electrodo.

Calidad del metal de aporte de aluminio.

La cualidad del metal de aporte de aluminio que se usa para la GMAW puede tener influencia sobre las características de la alimentabilidad. La tersura de la superficie, el control del diámetro del alambre y el tratamiento final del mismo durante la operación de embobinado puede contribuir o contrarrestar a la habilidad de entregar con facilidad el alambre mediante el sistema de alimentación. Las características consistentes de calidad del alambre de soldadura de aluminio deben tomarse en cuenta para reducir al mínimo los problemas de alimentabilidad.

Seleccionando el tipo de sistema de alimentación.

En la alimentación de alambre de aluminio, existen cuatro sistemas de alimentación: sistemas alimentadores de empuje, sistemas alimentadores de arrastre, sistemas alimentadores de empuje arrastre y sistemas de alimentación de pistola con bobina o carrete. La elección del sistema de alimentación más adecuado para cada aplicación se basa en el tipo de soldadura (de uso rudo o uso ligero), la medida del electrodo y la aleación (diámetro grande o pequeño / metal de aporte duro o blando), y la necesidad de un conduit largo y flexible, y la importancia de reducir al mínimo los costos de electrodos (el alambre de diámetros más grandes es generalmente de menor precio que el de diámetro más pequeño).

Las demandas de las aplicaciones de soldadura varían ampliamente y el costo de cada sistema de alimentación también varía. Así mismo, el costo del tiempo de inactividad a causa de problemas de alimentación y el remplazo de partes puede ser significativo. Por estas razones, deberás elegir el sistema de alimentación que mejor se adecua a tu aplicación e instalarlo para optimizar su capacidad de alimentación.

Alimentadores solamente de empuje y arrastre.

Estos sistemas generalmente se limitan a una longitud práctica de cerca de 12 pies. Con los alimentadores de empuje, el límite de la distancia de alimentación es un resultado de la flexibilidad del alambre de aluminio y su tendencia a torcerse y doblarse en el revestimiento. Con los alimentadores de arrastre, es un resultado de un rápido incremento en el arrastre de la fricción en el revestimiento, particularmente si hay dobleces en el conduit.

Alimentadores empuje arrastre.

Este sistema de alimentación se desarrolló para sortear los problemas de alimentación experimentados por otros sistemas, y estos sistemas son el método más positivo de alimentar alambre de soldadura de aluminio. Los sistemas empuje arrastre pueden mejorar la alimentabilidad en muchas aplicaciones y con frecuencia son esenciales para operaciones más críticas/especializadas tales como aplicaciones automatizadas y robóticas para asegurar la alimentabilidad consistente. Aunque típicamente más caro que otros sistemas de alimentación, el sistema empuje-arrastre es un una ventaja definitiva al ayudar con la alimentabilidad del alambre de soldadura de aluminio.

Sistema de alimentación de pistola con carrete.

Este sistema es usualmente diseñado para usar carretes de 1 libra de alambre montados en la pistola. Estas pistolas son generalmente enfriadas con aire y se limitan a medidas de alambre pequeñas y al servicio de uso ligero.

Debido a su clasificación de corriente relativamente baja, no son perfectamente adecuados para la soldadura de producción continua de uso rudo, pero a menudo son bastante efectivas para la soldadura de puntos y otras aplicaciones de uso ligero.

Equipo de soldadura.

Tomar un sistema GMAW diseñado y usado para acero e intentar convertirlo para usarlo con aluminio no siempre pudiera ser el método más efectivo ni el más simple de crear un sistema confiable GMAW de aluminio. La mayoría de los fabricantes de equipo de soldadura hoy hacen sistemas GMAW dedicados a la soldadura de aluminio. Estos sistemas tienen equipo de alimentación específicamente diseñado y configurado para alambre de soldadura de aluminio, y además tienen suministros de energía programados para los varios tipos de alambre de soldadura de aluminio.

Conclusión

Al cambiar de soldar acero a soldar aluminio con GMAW, para la óptima alimentabilidad del alambre, se deben tener en cuenta los siguientes puntos:

Alambres de acero — rígidos, se alimentan más fácilmente por una distancia mayor y toleran mucho mejor el abuso mecánico.

Alambres de aluminio — más blandos, a menudo más susceptibles a la abrasión, requieren más atención al comprar e instalar el sistema de alimentación.

Ajustes del freno del carrete o bobina — tensión ajustada al mínimo, solamente la suficiente presión de freno para evitar que el carrete corra libre al parar.

Revestimiento y guías de entrada y salida — hechos de materiales no metálicos tales como Teflón TM, nylon, o plástico para evitar la abrasión o las virutas.

Rodillos de tracción — diseñados específicamente para aluminio, contornos de tipo U con bordes achaflanados, rodillos alineados y ajustados para proporcionar la presión correcta del rodillo de tracción.

Puntas de contacto — necesitan hacerse específicamente para aluminio, perforaciones internas tersas, pulidas, sin rebabas filosas y diámetro de orificio de 10 a 15% más grande que el alambre.

Calidad de alambre de soldadura — limpieza, tersura de la superficie del alambre y control del diámetro del alambre.

Tipo de sistema de alimentación — la aplicación más apropiada, sistemas de alimentación de empuje, de arrastre, de empuje arrastre, o de pistola con carrete.