Selección del Gas de Protección Correcto - Revista Metal Actual

62 INSUMOSJavier Marín Toro, Gerente de Capacitacióny Servicio Técnico CETI –SERTEC, de Cryogas, explica que lasmezclas de gases en Colombia paraprocesos de soldadura son limitadasy poco frecuentes; pues, en su mayoría,se utilizan para la unión demateriales especiales. Marín Torodestaca que el helio es uno de losgases que menos empleo tiene enla industria nacional, seguramenteporque su alto costo disminuye larentabilidad de los proyectos.NormalizaciónLa Sociedad Americana de la Soldadura (AWS)ha desarrollado una serie de especificacionespara los elementos de aporte. El AWS A5.32es la especificación para gases de protecciónpara soldadura; establece los requisitos para laclasificación de los gases e identifica claramentela composición química de estos de formasimilar a un alambre de soldadura, como porejemplo un gas de protección SG-AC-10, contiene10% de dióxido de carbono, el 90% de argón.Además en esta se especifica los nivelesde pureza y punto de rocío.Fuente: AWSFoto: www.lindeus.comLos gases industriales son obtenidos, mediante sofisticados procesosde separación y destilación, del aire en la atmosfera. En proporcionesligeramente variables, el aire está compuesto por nitrógeno (78%),oxígeno (21%), vapor de agua (0-7%) y de otros (1% entre ozono,dióxido de carbono, hidrógeno y gases nobles como criptón y argón)Mezclas PosiblesAunque en Colombia el uso de mezclasde gases para soldar es limitado,conviene analizar este tema un pocomás en detalle, ya que es informaciónvaliosa, sobre todo en los procesosautomatizados de soldadura.Por ejemplo, al agregar 2.0 por cientode oxígeno al argón, se produceuna mezcla adecuada para soldadurapor arco con rocío de acerosal carbón, aceros de baja aleacióny aceros inoxidables. Así mismo, 5.0por ciento de oxígeno mezclado conargón produce una combinaciónque proporciona un pozo de soldaduramás fluido y a la vez controlable.Mundialmente, esta mezclade argón/oxígeno es la que más seusa para soldadura general de aceroinoxidable. El oxígeno agregadotambién permite velocidades de viajemás altas.Por su parte, las mezclas de argón/CO 2se usan principalmente en acerosal carbón y de baja aleación, ytienen aplicación limitada en acerosinoxidables. El CO 2agregado al argóna niveles altos de corriente aumentala salpicadura de soldadura.El mercado también ofrece mezclasde 5, 10, 20, 25 y hasta 50 por cientode CO 2con argón, sin embargo convienerecordar que a mayor proporciónde CO 2,aumentan las salpicaduras.Con más dióxido de carbono, esposible soldar materiales gruesos.Según David Bell, presidente de WittGas Controls LP y quien es un escritorasiduo de la revista estadounidenseThe Fabricator, en las mezclas argón/oxígeno (oxígeno, normalmente de1.0 a 5.0 por ciento) el argón estabilizael arco de soldadura, aumentala velocidad de goteo del metal deaportación, reduce la corriente detransición por rocío e influye en laforma del cordón.Bell menciona que la combinación deargón/helio se emplea para obtenerlas ventajas de ambos gases. Mientrasque el argón proporciona buenaestabilidad del arco y acción de limpieza,agregar helio facilita el mojadocon una amplia anchura de fusión.Las mezclas de argón/helio se usanprincipalmente para metales baseno ferrosos, como el aluminio y elcobre, para aumentar la entradade calor. En general, mientras másgrueso sea el metal base, más altoserá el porcentaje de helio. Porcentajespequeños de helio, de hasta un20 por ciento, afectan al arco.Conforme aumenta el porcentaje dehelio, aumentan el voltaje del arco, lasalpicadura y la relación de anchura yprofundidad de la soldadura, mientrasque la porosidad se minimiza enel aluminio. El argón debe ser al menosel 20 por ciento cuando se mezclacon helio para producir y manteneruna transferencia por rocío estable.Por su parte, todos los procesosGTAW – TIG precisan gases de proteccióninertes y reductores o mezclas delos mismos, ya que cualquier componenteactivo en la mezcla (oxígeno,WWW.METALACTUAL.COM

INSUMOS63dióxido de carbono, etc), conduciría a la interrupción delarco y un gran desgaste del electrodo, provocando inclusionesde tungsteno al charco de fusión; comúnmente seemplea gases de protección como argón y helio o unamezcla de los dos.Al respecto, Dan Davis, editor en jefe de FMA CommunicationsINC, explica que para lograr mejoras en la soldaduraTIG de inoxidable, el argón puede ser mezclado con2.0 a 5.0 por ciento de hidrógeno, con lo cual el soldadorpuede esperar velocidades de viaje de la soldadura másrápidas y menos distorsión mientras el arco está encendido.Lo que no tiene sentido es introducir una mezcla conhidrógeno a un proceso de soldadura en acero al carbón,dúplex o aluminio. El resultado sería agrietamientopor hidrógeno.En caso de los aceros dúplex, la adición de nitrógenopuede resultar útil para garantizar el porcentaje de austenita.También en caso de aceros completamente austeníticos,la adición de nitrógeno puede garantizar que serespeten los límites de ferritas delta.Suministro y PresentaciónSegún informó Linde, los sistemas de gas pueden ser suministrados en diferentesdiseños dependiendo de la aplicación. El gas protector está disponible encilindros de alta presión, cilindros de líquidos, o suministro de gas a granel. Laelección depende del gas a utilizar, los patrones de consumo, la ubicación de losequipos de soldadura, y la presencia de un sistema de distribución de tuberías.A su vez, debe considerarse los costos del producto y el costo del sistemade almacenamiento amortizado sobre el producto en el consumo mensual.Básicamente, en Colombia se manejan cilindros de 40 y 50 litros (capacidaden volumen de agua); es decir; según la presión de llenado de 150 bar, 2.100psi y 200 bar, 2.900 psi, respectivamente. Aunque la tendencia industrial seinclina por los cilindros de 50 litros de 200 bar, ya que el usuario prefieremayor autonomía.En la industria nacional hay aproximadamente 25 grandes empresas que,por su nivel de producción, utilizan mezcla en el sitio, mediante sistemas detanques de gran tamaño (3.000 litros), dispositivos de mezcla y una red interconectadade distribución. En algunos de estos casos, los gases son almacenadosen estado líquido (criogénico), -198 °C para el argón.Como con otros gases a presión, los operadores de gases de soldadura debeseguir los procedimientos de seguridad de rutina al trabaja con los cilindros.Proteger los cilindros del calor excesivo, que puede causar rupturas y explosionesde éstos. Los daños físicos ocasionados a los tanques, cuando secaen o al ser golpeados con objetos pesados, ​pueden convertirlos en proyectilesque y causan daños a personas y bienes.La selección adecuada de gas de protección puede reducirel trabajo de soldadura, los gastos generales y loscostos de la línea de fondo al aumentar la velocidad delproceso y ciclo de trabajo mientras que disminuye eltiempo de limpieza.El usuario puede ensayar diversos tipos de gas y mezclasde gases con diferentes proporciones de cada uno deellos, hasta conseguir los mejores resultados de acuerdocon los equipos de soldeo e hilos de aporte disponibles.La industria de gases en Colombia se veafactada gravemente por el continuo robo decilindros. Pos esto es recomendable comprarel insumo a los distribuidores autorizados.A la hora de elegir, conviene revaluar los procesos quellevan años sin cambiar y contactar a los proveedores degases que pueden ayudar y asesorar a los empresariosacerca de las diferentes mezclas de gas protección disponibles,entre las cuales seguramente se encuentra unaapropiada para el proceso, con la cual se consigan mejoresresultados.Los expertos de Linde consultados por Metal Actual aseguranque, aunque, el gas es un elemento determinanteen el proceso de soldadura de éste no depende la totalidaddel proceso, pues hay múltiples factores que influyentambién, tales como: la fuente de energía, los consumibles,la experiencia y destreza del soldador, entreotros. No es justo culpar de todos los problemas al gasprotector, lo ideal sería reunir apropiadamente los mejoresfactores según el proyecto a realizar, además cuidar ycontrolar los parámetros de soldadura.Fuentes• Gabriel Guillermo Pérez Rozo. Ingeniero de aplicaciones y asistenciatécnica. División de Gases Industriales. Linde Colombia S.A. gabriel.perez@linde.com• Pedro J. Fuentes Velandia. Ingeniero de aplicaciones y asistenciatécnica. División de Gases Industriales. Linde Colombia S.A. pedro.fuentes@linde.com• Javier Marín Toro. Gerente de Capacitación y Servicio Técnico CETO –SERTEC. Cryogas. Grupo Indura. javier.marin@cryogas.com.co• www.linde.com - www.thefabricator.com - www.praxair.com.co - www.messer.esCitas1) Para mayor información sobre la soldadura GMAW, consultar el artículo:“Soldadura GMAW – MIG/MAG, un proceso rápido, limpio yversátil”, publicado en Metal Actual, edición número 10. Noviembre2008 – enero 2009. Páginas 18 a la 24.WWW.METALACTUAL.COM