Aluminio. Soldadura

El aluminio es un metal ligero que presenta una densidad de 2,7kg/dm³, de color plateado y relativamente blando en función de la aleación que se utilice y en comparación con otros metales de uso industrial.

Dentro de sus aptitudes tecnológicas, las que más consideración merecen tener en cuenta para la aplicación del proceso de soldadura, son precisamente su baja densidad, su elevada conductividad térmica, la presencia de una capa de óxido de aluminio o alúmina Al₂/O₃, su alta sensibilidad a que se produzca porosidad dentro del metal depositado y por último, sus bajas características mecánicas.

Baja densidad

La baja densidad del aluminio presenta la ventaja de que en las soldaduras en posiciones PF, PD e incluso PE, la gravedad no es causa de que el metal líquido del baño fundido se desprenda y caiga. Esto se traduce en que podemos soldar aluminio en las mencionadas posiciones sin mayores problemas.

Sin embargo, y ya en cualquier posición, presenta la desventaja de que cuando el baño fundido se sitúa entre el arco eléctrico y la junta a soldar, la fusión del metal de base puede presentar problemas, causándose el defecto conocido como “falta de fusión”. Ello es debido a que el metal de base no está siendo directamente atacado por el arco eléctrico y por lo tanto la fusión debe de producirse por contacto del metal líquido producto del aporte del material. Debido a su baja densidad, el metal fundido no tiene peso y por lo tanto no ejerce presión de contacto para que se produzca la fusión del metal de base.

Para evitar este problema, el arco eléctrico debe de situarse ligeramente adelantado al baño fundido, siendo el propio arco el que funde la junta y el metal de aportación el que realiza la costura.

Este defecto se produce en mayor medida cuanto más pequeño es el baño fundido, lo que trasladado a la acción de soldar, a menor input térmico, mayor es la posibilidad de que el defecto se manifieste.

Elevada conductividad térmica

Esta aptitud tecnológica se traduce en que, una vez establecido el arco eléctrico sobre la junta, pasa un determinado tiempo antes de que la misma se funda. Esto es debido a que, aunque el aluminio presenta un moderado bajo punto de fusión en comparación con otros metales soldables, el calor que introduce el arco eléctrico es fácilmente evacuado a través de la chapa o componente a unir. Este fenómeno se agudiza al aumentar el espesor del material a soldar.

Del mismo modo, la elevada conductividad térmica que presenta el aluminio tiene como consecuencia que los inicios de soldadura, tanto en GMAW-MIG como en GTAW-TIG, son muy propensos a la aparición de faltas de fusión o de penetración.

Esto no es un problema en la soldadura GTAW-TIG, puesto que el operario es quien decide cuándo comenzar con la aportación del metal una vez se establece el arco eléctrico.

Sin embargo, en la soldadura GMAW-MIG, el arco eléctrico se inicia en el mismo momento en que el metal de aporte se introduce en el proceso dándose la fusión de este desde el inicio. La consecuencia es que depositamos metal líquido sobre metal frío siendo esta la causa de la falta de fusión o de penetración al inicio del cordón de soldadura.

Esto se produce en mayor medida cuando los espesores son más gruesos por su elevada capacidad de evacuar calor.

Existen varias soluciones para resolver este problema, entre las cuales se pueden destacar:

• a) precalentar los componentes a unir;
• b) iniciar la soldadura fuera de la junta para seguidamente introducirnos en la misma (normalmente esto acarrea un lijado posterior de la zona soldada fuera de junta);
• c) colocar material de aluminio adyacente a la junta para iniciar la soldadura en el mismo y posterior avance de soldeo introduciéndonos en la junta real;
• d) otros que los fabricantes pueden desarrollar.

Mención especial merece el apartado de los empalmes entre cordones de soldadura. En este caso, la medida más recomendada es la de fresar el final del cordón a empalmar (fresado manual) de manera inclinada generándose la llamada “rampa”. El inicio del nuevo cordón se realizará sobre el cordón a empalmar avanzando a través de la rampa. De esta manera, la falta de fusión habrá quedado localizada sobre la parte superior o cara del cordón anterior. Un lijado posterior servirá para eliminar el material sobrante y la falta de fusión.

Presencia de capa de óxido de aluminio o Alúmina

El punto de fusión de la alúmina es superior al del propio aluminio, 2062ºC frente a 660ºC genérico del aluminio.

Por ello, dicha capa debe eliminarse por medios mecánicos o cepillado con púas metálicas de acero inoxidable antes de soldadura.

En la soldadura GTAW-TIG, se utilizará preferentemente la corriente alterna.

Alta sensibilidad a la presencia de porosidad

La soldadura del aluminio es muy sensible a la aparición de poros en el metal depositado. Las causas más frecuentes están relacionadas con la presencia de H₂.

Podríamos establecer que reducidas PPM de este gas son la causa más común.

Por lo tanto, habrá que prestar especial atención a las corrientes de aire en la zona de soldadura, la humedad, la humedad de las chapas, la humedad en la conservación del hilo, el propio hilo, el gas utilizado en el precalentamiento (no se recomienda el uso del propano) y cualquier suciedad que, fruto de su combustión, pueda liberar H₂ (taladrina u otros aceites).

Bajas características mecánicas

El aluminio podría ser considerado un metal blando.

Esto hace que pueda desprender virutas en el caso de que el tren de arrastre en un equipo GMAW-MIG, no se encuentre en buen estado, los rodillos no sean aptos para aluminio o simplemente que el tren esté demasiado apretado. En este caso, parte de las virutas de aluminio serán arrastradas por el propio hilo hacia el interior de la manguera de arrastre pudiendo generar un atasco.

El tubo porta aluminio situado en el interior de la manguera de soldadura debe ser adecuado para aluminio y presentar un diámetro interior que permita la circulación del metal de aporte con holgura.

La punta de contacto debe ser apta para uso de aluminio.

Advertencia de seguridad

Las instrucciones de operación estarán disponibles allá donde se manipulen las bobinas.

Independientemente de las recomendaciones contenidas en estas instrucciones, también se aplicarán las normas de seguridad locales.

El fabricante no se responsabiliza de aquellos daños derivados del mal uso o uso inadecuado del material suministrado.

Recomendaciones de almacenamiento

Se recomienda utilizar el material antes de 18 meses desde su recepción, siempre y cuando se encuentre embalado en las condiciones de entrega y se almacene en lugar protegido de la humedad y suciedad. Una vez abierto su embalaje y en caso de no utilizarse todo el material, mantener dentro de su caja original cerrada y preferiblemente en armario calefactado, al menos, a una temperatura de 20ºC.Evitar contaminación del hilo con sustancias extrañas.

Recomendaciones de uso

Al soltar el hilo para alimentar la máquina se puede producir el "efecto muelle”, y salirse las espiras de su alojamiento. Recomendamos sujetar con la mano dichas espiras superficiales para evitar este efecto antes de enganchar el hilo a la máquina.

Evitar el cruce del hilo al alimentar la máquina pues causará graves problemas en el correcto funcionamiento de la misma.

Evitar caída de bobinas en la manipulación de las mismas, pues causará rotura del carrete. Guardar especial cuidado en la manipulación de las bobinas tipo IRU 320.

SI

NO.

Información medioambiental