El concepto y la clasificación de la soldadura por arco con gas metálico (GMAW)
Según el tipo de alambre de soldadura, la soldadura se puede clasificar en soldadura con alambre sólido y soldadura con alambre tubular con núcleo fundente. La soldadura por arco con alambre sólido y protección con gas inerte (Ar o He) se denomina soldadura por arco con gas inerte metálico, o soldadura MIG; la soldadura por arco con alambre sólido y protección con gas mezclado rico en argón se llama soldadura por arco con gas activo metálico, o soldadura MAG. La soldadura por arco con alambre sólido y protección con gas CO2 se denomina soldadura con CO2. Al utilizar alambre tubular con núcleo fundente, la soldadura por arco con CO2 o una mezcla de CO2+Ar como gas protector se llama soldadura por arco con alambre tubular. También es posible soldar sin gas protector; este método se denomina soldadura por arco auto-protegida.
La diferencia entre la soldadura MIG/MAG estándar y la soldadura con CO2.
Las características de la soldadura CO2 son su bajo costo y alta eficiencia de producción. Sin embargo, presenta inconvenientes como salpicaduras excesivas y una mala formación del cordón de soldadura. Por ello, algunos procesos de soldadura utilizan la soldadura MIG/MAG convencional. La soldadura MIG/MAG convencional es un método de soldadura por arco que utiliza un gas inerte o un gas rico en argón como protección, mientras que la soldadura CO2 tiene propiedades fuertemente oxidantes, lo cual determina las diferencias y características entre ambos procesos. En comparación con la soldadura CO2, las principales ventajas de la soldadura MIG/MAG son las siguientes:
1) Las salpicaduras se reducen en más del 50%. Bajo protección de argón o gas rico en argón, el arco de soldadura es estable. No solo es estable el arco durante la transferencia por gotas y transferencia por pulverización, sino también en la transferencia por cortocircuito de la soldadura MAG de baja corriente, donde la fuerza repulsiva del arco sobre las gotas fundidas es menor, garantizando así una reducción de las salpicaduras en más del 50% durante la transferencia por cortocircuito en la soldadura MIG/MAG.
2) El cordón de soldadura es uniforme y estéticamente agradable. Debido a la transferencia uniforme, fina y estable del material en forma de gotas en la soldadura MIG/MAG, el cordón de soldadura resulta uniforme y estéticamente agradable.
3) Puede soldar muchos metales reactivos y sus aleaciones. La atmósfera del arco tiene propiedades oxidantes muy débiles o incluso nulas. La soldadura MIG/MAG puede soldar no solo acero al carbono y acero de alta aleación, sino también muchos metales reactivos y sus aleaciones, como aluminio y aleaciones de aluminio, acero inoxidable y sus aleaciones, magnesio y aleaciones de magnesio, etc.
4) Mejora considerablemente la procesabilidad de la soldadura, la calidad del soldado y la eficiencia de producción.
Diferencias entre la soldadura MIG/MAG por pulso y la soldadura MIG/MAG convencional
Los principales modos de transferencia de gotas en la soldadura convencional MIG/MAG son la transferencia por pulverización a altas corrientes y la transferencia por cortocircuito a bajas corrientes. Por lo tanto, la soldadura a baja corriente aún presenta inconvenientes como elevada proyección de partículas y mala formación del cordón de soldadura, especialmente en algunos metales reactivos que no pueden soldarse a baja corriente, como el aluminio y sus aleaciones, y el acero inoxidable. Esto condujo al desarrollo de la soldadura MIG/MAG por impulsos, cuya característica de transferencia de gotas consiste en que una gota se transfiere con cada impulso de corriente; en esencia, se trata de una transferencia de gotas en forma de spray.
En comparación con la soldadura convencional MIG/MAG, sus características principales son las siguientes:
1) El modo óptimo de transferencia de gotas en la soldadura MIG/MAG por impulsos es una gota por impulso. Ajustando la frecuencia del impulso, puede modificarse el número de gotas transferidas por unidad de tiempo, y por tanto la velocidad de fusión del alambre de soldadura.
2) Debido a la transferencia de pulverización con una pulsación por gota, el diámetro de la gota es aproximadamente igual al diámetro del alambre de soldadura, lo que resulta en un calor de arco más bajo en la gota, es decir, una temperatura de gota más baja (en comparación con la transferencia por pulverización y la transferencia por grandes gotas). Esto mejora el coeficiente de fusión del alambre de soldadura, mejorando así la eficiencia de fusión del alambre.
3) Debido a la baja temperatura de la gota, hay menos humos de soldadura. Esto reduce la pérdida por oxidación de los elementos de aleación y mejora el entorno de trabajo.
En comparación con la soldadura MIG/MAG convencional, sus principales ventajas son las siguientes:
1) Bajo salpicado durante la soldadura, o incluso ausencia de salpicado.
2) Buena direccionalidad del arco, adecuada para soldadura en todas las posiciones.
3) Buena formación del cordón de soldadura, mayor anchura de soldadura, reducción de las características de penetración tipo dedo y pequeño refuerzo de soldadura.
4) Soldadura perfecta de metales reactivos (como el aluminio y sus aleaciones) a bajas corrientes. Amplía el rango de corriente utilizable del proceso de transferencia por spray en soldadura MIG/MAG. En la soldadura pulsada, se puede lograr una transferencia estable de gotas en spray dentro de un amplio rango de corriente, desde cerca de la corriente crítica de transferencia por spray hasta corrientes relativamente altas de decenas de amperios.
De lo anterior, quedan claras las características y ventajas de la soldadura MIG/MAG pulsada, pero nada es perfecto.
Comparada con la soldadura MIG/MAG convencional, sus desventajas son las siguientes:
1) Habitualmente, se percibe que la eficiencia de producción soldadura es ligeramente menor.
2) Requiere niveles más altos de habilidad por parte de los soldadores.
3) Actualmente, el equipo de soldadura es más costoso. La selección de la soldadura MIG/MAG pulsada está determinada principalmente por los requisitos del proceso de soldadura.
En base a la comparación anterior, aunque la soldadura MIG/MAG por impulsos tiene muchas ventajas que otros métodos de soldadura no pueden alcanzar o igualar, también presenta desventajas como el alto costo del equipo, una eficiencia productiva ligeramente menor y dificultad para que los soldadores la dominen. Por lo tanto, la selección de la soldadura MIG/MAG por impulsos está determinada principalmente por los requisitos del proceso de soldadura.
De acuerdo con las normas nacionales actuales de proceso de soldadura, las siguientes aplicaciones de soldadura requieren básicamente el uso de soldadura MIG/MAG por impulsos:
1) Acero al carbono. Aplicaciones que requieren alta calidad y buen aspecto del cordón de soldadura, principalmente en la industria de recipientes a presión, como calderas, intercambiadores de calor químicos, intercambiadores de calor de aire acondicionado central y carcasas de turbinas para turbinas hidráulicas.
2) Acero inoxidable. Aplicaciones que utilizan corriente baja (por debajo de 200 A, denominada corriente baja a continuación) y que requieren alta calidad y buen aspecto del cordón de soldadura, como locomotoras y recipientes a presión en la industria química.
3) Aluminio y sus aleaciones. Aplicaciones que utilizan corriente baja (por debajo de 200 A, denominada corriente baja a continuación) y que requieren alta calidad y acabado en la soldadura, como trenes de alta velocidad, interruptores de alto voltaje y equipos de separación de aire. Especialmente trenes de alta velocidad, incluyendo CSR Sifang Rolling Stock, Tangshan Rolling Stock Plant y Changchun Railway Vehicles, así como los pequeños fabricantes que realizan procesamiento subcontratado para ellos. Según fuentes del sector, para 2015 todas las capitales provinciales y ciudades con una población superior a 500.000 habitantes en China contarán con conexiones de ferrocarril de alta velocidad, lo que indica una enorme demanda de trenes de alta velocidad y la consiguiente necesidad de trabajos de soldadura y equipos de soldadura.
4) Cobre y sus aleaciones. Según el conocimiento actual, el cobre y sus aleaciones básicamente utilizan soldadura MIG/MAG pulsada (dentro del ámbito de la soldadura por arco metálico con gas).
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