Definiciòn

SOLDADURA DE ARCO ELECTRICO CON ELECTRODO DE TUNSGTENO Y GAS DE PROTECCION
GTAW


Proceso que produce coalescencia de metales calentándolos con un arco entre un electrodo de tungsteno protegido por gas (no consumible) y la pieza de trabajo. La protección se obtiene de un gas ó una mezcla de gases.
Puede usarse ó no usarse presión y metal de aporte. Algunas veces este proceso se denomina soldadura TIG.
Este método de soldadura es muy utilizado para soldar aluminio, magnesio y acero inoxidable. Desde entonces, las aplicaciones del proceso se han extendido para incluir operaciones de soldadura y recubrimiento en prácticamente todos los metales comerciales.


La demanda por el proceso de soldadura al arco con electrodos de tungsteno a aumentado significativamente en la industria de unión de tuberías. Una de las razones es la flexibilidad del proceso. Este proceso puede producir soldaduras muy difíciles de lograr mediante otros procesos de soldadura.
El proceso es también popular en aplicaciones donde las normas de calidad son extremadamente exigentes, tales como soldadura nuclear y en cañerías de alta presión.


MÉTODO DE OPERACIÓN


La calidad de la soldadura producida por el proceso al arco con electrodos de tungsteno estaba basada en el método de operación.
Este proceso funde junto los metales a unir calentándolos con un arco de un electrodo de tungsteno no consumible.
El metal de aporte se obtiene de una varilla de aporte que se aplica manualmente. Como el metal de aporte no se transfiere a través del arco, se reduce enormemente la posibilidad de salpicadura.
El baño de soldadura esta protegido por un gas inerte. El más comúnmente usado es el argón debido a sus buenas características protectoras y a su costo relativamente bajo.
El gas protector elimina la necesidad de fundentes para proteger la soldadura, los que pueden quedar retenidos en la soldadura en forma de escoria.


VENTAJAS


1. capaz de soldar la mayoría de los metales.
2. se requiere muy poca limpieza después de soldar.
3. no hay salpicaduras.
4. el arco y el baño de soldadura se ven con claridad.
5. se producen superficies de raíz interna extremadamente lisas.
6. el proceso puede usarse en todas posiciones.


EQUIPO


el equipo para soldadura por arco con electrodos de tungsteno para cañerías es similar a aquel usado para planchas.
El equipo consiste de : una fuente de alimentación, pistolas de soldar, electrodo de tungsteno y sistema de gas protector.



La fuente de poder es del tipo de corriente constante. Típicamente, la fuente de poder funciona dentro de una gama de 5-300 amperios y 10-35 voltios con ciclo de trabajo de 60%. Sin embargo, se dispone de un ciclo de trabajo de 100% en fuentes de poder trifásicas.
Los controles están ubicados en la fuente de poder para ajustar el amperaje a la cantidad deseada.

Se puede un motogenerador ó un transformador rectificador similar al proceso de soldadura al arco con electrodos revestidos.
Algunas veces, para iniciar el arco se usa la técnica llamada “iniciación por frote”. El electrodo se frota contra la pieza de trabajo para iniciar el arco. Cuando se usa esta técnica, la fuente de poder básica usada para la soldadura al arco con electrodo revestido, generalmente es suficiente. Sin embargo, cuando se sueldan aceros de aleación, aceros inoxidables metales no ferrosos, a menudo se usa un dispositivo de alta frecuencia para evitar que el tungsteno toque la pieza de trabajo al iniciar el arco. Cuando se usan fuentes de poder equipadas con alta frecuencia, se requieren controladores adicionales.
Generalmente, se agregan un control de interruptor de alta frecuencia continua y uno de iniciación para ayudar solo en la iniciación del arco.
Con corriente continua, el control de alta frecuencia ayuda en la iniciación del arco produciendo una corriente de alta frecuencia que puentea el espacio entre electrodo y la pieza de trabajo.
Una vez se inicia el arco, se corta la alta frecuencia. El control de iniciación suministra un sobrevoltaje momentáneo de corriente de soldadura en el momento de la iniciación del arco para estabilizarlo rápidamente.

El dispositivo de control remoto de corriente para soldar se enchufa en el tomacorriente en el frente de la fuente de poder.
Un enchufe, llamado energizador, normalmente se enchufa a la salida del control remoto cuando este no se usa.
Hay varios dispositivos de control remoto para corriente de soldar. Algunos de estos tipos de controles son de pedal, de un botón ó dos botones.

El control de pedal activa la corriente para soldar, el flujo de gas protector y le flujo de agua de enfriamiento. El pedal puede tener un reóstato para variar la corriente durante la soldadura. Usualmente, el pedal se usa para soldar aluminio con el fin de reducir la producción de calor a la que se acumula en la pieza. También se usa para reducir lentamente la corriente para soldar al final de una soldadura para llenar el cráter. El control remoto de corriente para soldar debe estar en la posición “conectado” para este procedimiento.
El control remoto también puede ser de uno ó dos botones y estos van en el mango del soplete. El botón de si oprime para iniciar la corriente de soldar, el flujo de gas y de corriente y el de agua en enfriamiento, si se usan.

El mismo botón se usa para detener el proceso, el de dos botones es igual, pero uno lo enciende y el otro lo apaga.
Las pistolas para soldar al arco con electrodos de tungsteno son enfriadas por aire ó por agua. Las que son refrigeradas con aire funcionan entre 0 a 200 amperios. La pistola transmite la corriente de soldar al electrodo ubicado dentro de la cabeza. La pistola también controla el flujo de gas protector alrededor del electrodo hasta el baño de soldadura.
Las pistolas enfriadas con agua funcionan con amperajes mucho más altos pues la disposición de calor es mucho más efectiva. Estas pistolas funcionan entre 150 a 650 amperios.
Las enfriadas por agua son más complicadas ya que los conductos de agua están dentro de la pistola para permitir el buen flujo de agua.






La boquilla de gas generalmente va atornillada al portaelectrodo de la pistola.
El tamaño de la tobera se selecciona en base al tamaño del baño de soldadura, diseño de la junta, accesibilidad y otros factores.
Normalmente, el diámetro interior de la tobera se da en pulgadas ó por un número que representa 1/16 de una pulgada. Las toberas se fabrican de metal, cerámica ó vidrio, siendo las de cerámica las más comunes. Algunas veces se usan las toberas de vidrio para poder ver mejor el baño de soldadura.


Los electrodos para el proceso de soldadura al arco con electrodo de tungsteno son aleaciones tungsteno con un punto de fusión relativamente alto de aproximadamente 6170º f (3410º c). El electrodo de tungsteno se usa como una trayectoria para transmitir el calor desde la fuente de poder hasta la pieza de trabajo.
Para soldar cañerías de acero normalmente se usan electrodos de tungsteno de 1 ó 2 % torio. Los de 2 % torio son los más usados debido a su mejor características de iniciación del arco, estabilidad de arco y alta capacidad de conducir corriente, comparados con el 1 % de torio.

CLASIFICACION
AWS CÓDIGO DE COLOR REQUERIMIENTOS QUIMICOS
Tungsteno puro
EWP Verde 99.5 % tungsteno
0.5 % otros elementos
EWTh -1
1 % Torio Amarillo 98.5 % tungsteno
0.5 - 1.2 % Torio
0.5 % otros elementos
EWTh - 2 %
2 % Torio Rojo 97.5 % tungsteno
1.7 -2.2 % Torio
0.5 % otros elementos
EWZr
Zirconio Café
99.2 % tungsteno
0.15 - .40 Torio
0.5 % otros elementos

El gas protector que normalmente se usa para soldar tubos de acero con el proceso de soldadura de arco desde el flujo metro hasta la fuente de poder.
Una segunda manguera se conecta desde la fuente de poder hasta la pistola. Un solenoide ubicado en la fuente de poder actúa como un interruptor de conectar - desconectar para el flujo de gas.
Cuando se usa el control remoto, el solenoide se activa apretando el botón en la pistola ó actuando ó el control de pedal. Si no se usa el control remoto el solenoide se activa cuando se conecta la fuente de poder. La manguera de gas también puede conectarse directamente del flujo metro a la pistola. Con esta conexión, se deja fluir el gas protector cuando se ajusta el flujo metro. Algunas veces hay una válvula de gas ubicada en la pistola para dejar que el soldador corte ó conecte el flujo de gas.



COMO PREPARAR UN ELECTRODO DE TUNGSTENO


La preparación de electrodos de corriente continua (1 ó 2 de Torio), si es un electrodo nuevo (antes de usarlo), afilarlo en la esmeriladora y el diámetro de un electrodo nuevo es de 2 ½, la punta se debe esmerilar un poco menos de 1/64 " de la punta.
Si la punta esta contaminada se debe esmerilar el contaminante, si esto no se hace el contaminante esparcirá el arco y ensanchara el cordón.


ENSAMBLE DE LA PISTOLA


Se debe primero atornillar el mandril portaelectrodos en la cabeza de la pistola, luego se atornilla la tobera en el mandril del portaelectrodo.
La tobera tiene que estar limpia y sin daño alguno, Se debe meter el portaelectrodo por atrás de la cabeza de la pistola.
Meter el electrodo en el portador, el electrodo tiene que sobresalir 1 pulgada de la tobera; Instalar la tapa y apretar bien firme.
Se debe ajustar la prolongación la cantidad deseada (generalmente 1 a 3 diámetro del electrodo).
Apretar a mano la tapa, es muy importante NO USAR ALICATES PARA APRETAR LAS PIEZAS DE LA PISTOLA.



AJUSTAR LA CORRIENTE DE SOLDAR


Primero se debe ajustar la gama de corriente, pero el ajuste real de la corriente de soldar no debe estar en el límite superior ó inferior de la gama seleccionada.
Si no se tiene el dispositivo de control remoto (control en el soplete ó de pedal) se debe ajustar la corriente para soldar manualmente.
El amperaje solo es registrado en la fuente de poder cuando se esta soldando, pero algunas fuentes de poder pueden indicar corriente de soldar cortocircuiteando el conductor de la pieza de trabajo al terminar el electrodo.

Conectar el energizador en el tomacorriente del control remoto y asegurarse que la fuente de poder este APAGADA y conectar el conductor a tierra al terminar del electrodo, luego se puede ENCENDER la fuente de poder girando la perilla de control de corriente para lograr deseado en el amperímetro.
Luego se apaga nuevamente la fuente de poder y se reconecta el conductor a tierra a la pieza de trabajo.


AJUSTAR LA MEDIDA DE FLUJO DEL GAS PROTECTORN


El gas protector esta almacenado en tanques de almacenamiento a granel, también puede venir de la red de cañerías a las estaciones de soldar individuales.
Debe haber un flujo metro conectado a la salida del gas protector para regular el flujo y debe haber una serie de mangueras usadas para llevar el gas protector al área del arco.
Para ajustar la medida del flujo de gas se abre la válvula en la línea de gas, pero si se usa el control remoto se aprieta el control remoto ó el botón para abrir la válvula de flujo de gas ó el solenoide en la fuente de poder.
Se debe ajustar la medida de flujo de en el flujo metro, generalmente 15 a 20 pies cúbicos / hora, dependiendo del tamaño de la tobera.
Si no se usa el control remoto la línea de gas se usa directamente a la pistola, a veces hay una válvula manual ubicada en la pistola para controlar el flujo de gas protector.
El flujo metro se puede ajustar cuando se abre la válvula de la línea de gas y la válvula de la pistola.
El gas protector se encuentra en cilindros de alta presión y siempre se requiere un regulador para reducir la presión del cilindro a la presión de trabajo.
Una vez que la válvula de gas del cilindro este abierta, el proceso para ajustar el flujo metro es la misma.