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del flujo del gas argón de la boquilla de la torcha forma
una capa protectora bien cerrada en la zona del arco.
Esto permite proteger el baño de fusión del metal y se-
pararlo del aire. Mientras tanto, el alambre del metal
de aportación y el metal base se funden por el calor
que genera el arco. Luego de que el baño de fusión
líquido se enfría, se forma el cordón de soldadura.
Como el argón es un gas inerte y no reacciona con
los metales, los elementos de aleación del metal de
soldadura no se queman y el baño de fusión del metal
se puede proteger plenamente de la oxidación. Ade-
más, como el argón es insoluble en metal líquido a alta
temperatura, se evita la formación de orificios de aire
en el cordón de soldadura. Por lo tanto, el efecto de
protección del argón es eficaz y confiable, y se puede
obtener una mejor calidad en la soldadura.
11.5 Características de la soldadura por arco-argón
En comparación con otros métodos de soldadura por
arco, la soldadura por arco-argón presenta las carac-
terísticas que se describen a continuación.
1. El argón presenta un excelente rendimiento de
protección, por lo que no se necesita el uso del
fundente correspondiente al soldar. Básicamente,
se trata de un proceso simple de fundición y crista-
lización de metales, y se puede obtener un cordón
de soldadura puro y de alta calidad.
2. El flujo de argón presenta un efecto de compre-
sión y refrigeración, por lo que el calor del arco
se concentra a alta temperatura. Por lo tanto, la
zona afectada por el calor es muy estrecha, y se
reducen la resistencia al proceso de conformación
de la soldadura y la tendencia a la formación de
fisuras. De esta forma, la soldadura por arco-ar-
gón es apta especialmente para soldar láminas
delgadas.
3. La soldadura por arco-argón es un tipo de solda-
dura de llama abierta que es sencilla de operar y
observar, por lo que se puede lograr fácilmente la
mecanización y automatización del proceso de sol-
dadura. Además, en ciertas condiciones, se puede
soldar en distintas ubicaciones dentro del espacio.
4. La soldadura por arco-argón se puede utilizar para
soldar un amplio rango de materiales. Práctica-
mente todos los materiales metálicos se pueden
soldar con la soldadura por arco-argón, y es espe-
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cialmente apta para soldar metales y aleaciones
químicamente activos. Normalmente, se utiliza
para soldar aluminio, titanio, cobre, acero de baja
aleación, acero inoxidable y acero refractario.
Con el aumento en la estructura de productos de me-
tales no ferrosos, acero de alta aleación y metales ra-
ros, es difícil obtener la calidad de soldadura requeri-
da con los métodos de soldadura con gases comunes
y los métodos de soldadura por arco. Sin embargo,
la soldadura por arco-argón se utiliza cada vez más
debido a las notables características que se detallan
antes.
11.6 SOLDADURA POR ARCO DE GAS TUNGSTENO
(GTAW)
11.6.1 TORCHA PARA SOLDAR
La función de la torcha para soldar en la soldadura
por arco de gas tungsteno (GTAW, Gas Tungsten Arc
Welding) es sujetar el electrodo, conducir la corriente
y portar el flujo de argón. Para la soldadura manual,
el botón ON/OFF (ENCENDIDO/APAGADO) se monta
en el mango de la torcha para soldar. Normalmente,
las torchas para soldar se pueden dividir en tres cate-
gorías: grandes, medianas y pequeñas. Para la torcha
para soldar pequeña, la corriente de soldadura máxi-
ma es 100 A. La corriente de soldadura puede llegar
hasta 400~600 A en la torcha para soldar grande
con refrigeración por agua. La estructura de la torcha
es de nailon prensado, por lo que es pequeña, liviana,
con capacidad aislante y resistente al calor.
La boquilla de la torcha tiene un rol importante en la
capacidad de protección del argón. En la Fig. 12-2 se
muestran las formas más comunes de la boquilla. La
boquilla cilíndrica con el extremo esférico o en forma
de cono produce el mejor efecto de protección, ya
que la velocidad del flujo de argón es uniforme, y es
fácil mantener el flujo laminar. La boquilla en forma de
cono presenta un menor efecto de protección, ya que
el flujo de argón se acelera. Sin embargo, este tipo de
boquilla es fácil de operar y presenta una buena visibili-
dad del baño de fusión, por lo que es de uso corriente
en procesos de soldadura.
12.6.2 PROCESO DE GTAW
1. Limpieza previa a iniciar la soldadura
Limpie el electrodo y el área que se encuentra cer-
ca de la unión de soldadura en la pieza de trabajo,
y retire las impurezas, como la contaminación por
aceite y la película de óxido que se forma en la su-
perficie del metal antes de llevar a cabo la soldadu-
ra por arco-argón a fin de garantizar que el cordón
de soldadura sea de buena calidad. Estos son los
métodos para realizar la limpieza previa a iniciar la
soldadura: limpieza mecánica, limpieza química y
limpieza mecánica y química.
› A. Limpieza mecánica: este método es simple,
presenta un efecto satisfactorio, y es apto para su
uso en piezas de trabajo grandes. Normalmente,
se quita la película de óxido mediante el desbaste
con un cepillo con cerdas de acero inoxidable
de diámetro pequeño o mediante el cavado con
un raspador para que la posición de soldadura
presente lustre metálico. Luego, se limpia el área
de unión de soldadura con un solvente orgánico
para eliminar la contaminación por aceite.
› B. Limpieza química: normalmente, la limpieza
química se utiliza para limpiar el electrodo de
aportación y las piezas de trabajo pequeñas. En
comparación con la limpieza mecánica, este
método presenta características como una gran
eficiencia en la limpieza, uniformidad y estabilidad
en la calidad y larga duración del estado limpio. Las
soluciones y los procesos químicos que se utilicen
en la limpieza química deben elegirse según los
materiales y los requisitos de la soldadura.
› C. Limpieza química y mecánica: Utilice el método
de limpieza química como primera limpieza, y
limpie el lugar de soldadura con el método de
limpieza mecánica antes de comenzar a soldar.
Este método de limpieza combinado es apto para
las soldaduras de alta calidad.
2. Efecto de protección del gas
El argón es un gas de protección ideal. El punto de
ebullición del argón es -186 °C, que se encuentra
entre los puntos de ebullición del helio y el oxígeno.
El argón es un producto secundario que se ob-
tiene cuando las instalaciones de oxígeno reciben
oxígeno mediante el fraccionamiento del aire en
estado líquido. En nuestro país, el argón embote-
llado se utiliza para soldar. La presión de carga es
15 MPa a temperatura ambiente. El cilindro está
pintado de color gris y marcado con «Ar». Los re-
quisitos de composición química del argón puro
son: Ar ≥99,99 %; He ≤0,01 %; O2 ≤0,0015 %;
H2 ≤0,0005 %; C ≤0,001 %; H2O ≤30 mg/m3.
Si la posición de soldadura es horizontal, se pro-
tege mejor el arco de soldadura y se reduce el
consumo del gas de protección. Como todo gas
inerte, el argón no reacciona químicamente con
los metales, incluso a altas temperaturas. Por lo
tanto, los elementos de aleación no se oxidan ni
queman, y se evitan los problemas que esto podría
provocar. Además, el argón es insoluble en metal
líquido, por lo que se evita la formación de orificios
de aire. El argón es un tipo de gas monoatómico,
que existe en estado atómico, sin descomposición
molecular. Es endotérmico a nivel atómico a alta
temperatura. Además, su capacidad y conductivi-
dad térmicas específicas son bajas, por lo que es
difícil que se pierda el calor del arco. Por lo tanto,
el arco de soldadura puede quemar de manera
estable y el calor puede concentrarse, lo que be-
neficia el proceso de soldadura.
La desventaja del argón es que presenta un poten-
cial de ionización alto. Cuando el espacio del arco
está totalmente lleno de argón, es difícil cebar el
arco. Sin embargo, el arco se vuelve estable una
vez que se logra el cebado.
El efecto de protección del gas se puede ver afec-
tado por distintos factores del proceso de soldadu-
ra. Por lo tanto, se debe prestar especial atención
a la correcta protección del argón en la soldadura
por GTAW a fin de evitar interferencias y daños.
De lo contrario, es difícil lograr una calidad satis-
factoria de la soldadura.
Los factores presentes en el proceso de soldadu-
ra, como el flujo del gas, la forma y el diámetro de
la boquilla, la distancia entre la boquilla y la pieza
de trabajo, la velocidad de soldadura y la forma de
la unión de soldadura pueden afectar el efecto de
protección del gas, por lo que se deben tener en
cuenta en forma completa y elegir de manera de
correcta.
El efecto de protección del gas se puede analizar
con el método de prueba en el punto de soldadu-
ra, mediante la medición del tamaño del área de
protección eficaz del gas. Por ejemplo, si se man-
tienen todos los factores del proceso de soldadura
fijos mientras se realiza la soldadura en punto en
una placa de aluminio con TIG manual en CA, se
mantiene la torcha en una posición fija luego del
cebado del arco y se corta la energía luego de
5~10 s, quedará un punto de soldadura de fusión
en la placa de aluminio. Debido a la acción de lim-
pieza del cátodo en el área que se encuentra alre-
dedor del punto de soldadura, se elimina la película
de óxido de la superficie de la placa de aluminio, y
aparece un área gris con lustre metálico. Como se
muestra en la Fig. 12-3, esta área se llama «área
de protección eficaz del argón». Cuanto mayor sea
el diámetro del área de protección eficaz del gas,
mejor será el efecto de protección del gas.
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