Quin gas s’utilitza per a la soldadura TIG?

La soldadura TIG (Tungsten Inert Gas) és coneguda per la seva precisió i capacitat per produir soldadures d’alta qualitat, cosa que el converteix en un mètode preferit en indústries com ara aeroespacial, fabricació de dispositius mèdics i enginyeria d’automòbils. Un factor crític darrere del seu èxit és el gas blindant, que protegeix la piscina de soldadura, l’elèctrode de tungstè i la zona afectada per la calor (HAZ) de la contaminació atmosfèrica. Però, quin gas s’utilitza per a la soldadura TIG? La resposta depèn del metall base, els requisits de qualitat de la soldadura i l’aplicació, però certs gasos i barreges s’han convertit en els estàndards de la indústria.

El paper de blindatge del gas en la soldadura TIG

Abans de submergir-se en gasos específics, és imprescindible comprendre per què el gas blindat no és negociable en la soldadura TIG. Quan els metalls s’escalfen fins al seu punt de fusió durant la soldadura, es tornen altament reactius, combinant -se fàcilment amb l’oxigen, el nitrogen i l’hidrogen a l’aire. Aquesta reacció pot causar defectes com la porositat (petites bombolles de gas), les inclusions d'òxids i la britenitat a la soldadura. El gas blindat desplaça aquests gasos atmosfèrics, creant una barrera protectora al voltant de l’arc i la piscina de soldadura. També estabilitza l’arc, millora la vida dels elèctrodes i garanteix un flux de metall suau durant la fusió. Sense un blindatge adequat, fins i tot el soldador Tig més qualificat lluitaria per produir soldadures netes i netes.

Gasos primaris per a la soldadura TIG

Tot i que es poden utilitzar diversos gasos, els següents són els més habituals, cadascun dels materials i necessitats específiques:

1. Argó pur (AR)

L’argó pur és el cavall de treball de la soldadura TIG, que s’utilitza en més del 80% de les aplicacions. Com a gas inert, no reacciona amb els metalls, cosa que el fa versàtil per a una àmplia gamma de materials:

• Aliatges d'alumini i alumini:La capacitat d’argó de produir un arc estable i desglossar la dura capa d’òxid (Al₂o₃) de l’alumini la fa indispensable. Assegura que la piscina de soldadura flueix sense problemes, evitant que les inclusions d'òxids debilitin les articulacions.
• Acer inoxidable:Els escuts d’argons puros d’acer inoxidable eficaçment, conservant la seva resistència a la corrosió evitant l’absorció de nitrogen (que pot causar corrosió intergranular).
• Coure i llautó:Tot i que el coure és altament conductor, les propietats estabilitzants de l’arc d’argó ajuden a mantenir l’entrada de calor, garantint una fusió adequada.

Avantatges:Compatibilitat universal, excel·lent estabilitat d’arc i blindatge consistent. Funciona tant per a CA (corrent altern, utilitzat per alumini) com per a corrent continu (corrent directe, utilitzat per a soldadura per acer i coure).

Limitacions:Menys eficaç per a aplicacions de gran calor que requereixen una penetració més profunda (per exemple, acer gruixut). També és més preuat que els gasos mixtes en algunes regions.

2 Mescles d’argó-heli (AR-HE)
L’heli (HE) es barreja sovint amb l’argó per millorar l’entrada de calor, fent que aquestes barreges siguin ideals per a materials gruixuts o metalls amb alta conductivitat tèrmica (per exemple, coure, alumini i magnesi). Les proporcions comunes inclouen el 75% AR/25% HE, el 50% AR/50% HE i el 25% AR/75% amb un contingut d’heli més elevat augmentant la producció de calor.

• Alumini gruixut o coure:La major conductivitat tèrmica de l’heli (en comparació amb l’argó) augmenta la temperatura de l’arc, permetent una penetració més profunda sense augmentar la velocitat de viatge. Això és fonamental per soldar plaques d’alumini de més d’1/4 polzades de gruix o components de coure grans.
• Soldadura d’alta velocitat:La calor afegida permet que els soldadors funcionin més ràpidament, reduint el risc de la volta freda (fusió incompleta) en entorns d’alta producció.

Avantatges:Penetració més profunda, velocitats de viatge més ràpides i una millor fusió en materials gruixuts.
Limitacions:L’heli és car, augmentant els costos operatius. També produeix un arc més calent i menys estable, que requereix més habilitat per controlar. Les proporcions més elevades d’heli poden causar esquitxades si no es combinen amb configuracions de paràmetres precises.

3. Les barreges d’argó-hidrogen (AR-H₂)
L’hidrogen (H₂) s’afegeix a l’argó en petites quantitats (normalment del 2-5%) per soldar acers inoxidables austenítics (per exemple, 304, 316) i aliatges de níquel. Millora l’estabilitat de l’arc, augmenta l’entrada de calor i millora la “humitat”: la capacitat del metall fos per fluir suaument a través del material base.

• Soldadura d’acer inoxidable:L’hidrogen ajuda a reduir la formació d’òxids a la superfície de la soldadura, donant lloc a soldadures més brillants i netes amb una millor resistència a la corrosió. També augmenta la penetració, cosa que la fa útil per a seccions d’acer inoxidable gruixudes.
• Aliatges de níquel:La barreja impedeix la recollida de carboni en materials basats en níquel, conservant les seves propietats mecàniques.

Avantatges: soldadures més netes, humitat millorada i millor penetració en acer inoxidable.
Limitacions: l’hidrogen pot causar porositat si s’utilitza en excés (més del 5%) o si el metall base està contaminat amb olis o humitat. No és adequat per a alumini o coure, ja que pot reaccionar amb aquests metalls.

4. Altres barreges especialitzades
Per a aplicacions de nínxol, s’utilitzen barreges especialitzades:

• Diòxid d’argó-carboni (ar-co₂):Rar en soldadura TIG, però que s’utilitza ocasionalment per a acer baix en carboni quan el cost és prioritari. Tot i això, Co₂ pot causar formació d’òxids, cosa que la fa inadequada per a soldadures d’alta qualitat.
• Heli-argon-hidrogen:S'utilitza per a la soldadura de titani i zirconi, on la puresa extrema i la resistència a l'oxidació són crítics. Aquestes barreges eviten la contaminació en components de qualitat aeroespacial.

Com triar el gas blindant Tig adequat
La selecció de gas blindant depèn de tres factors clau:

• Metall base:

1. Alumini/coure: argó pur (materials prims) o argó-heli (materials gruixuts).
2. Acer inoxidable: argó pur (prim) o argó-hidrogen (gruixut, de qualitat).
3. Acer al carboni: argó pur o argó amb un 1-2% de co₂ (per estalvi de costos).
4. Aliatges de titani/níquel: argó d’alta puresa o barreges d’argon d’heli.

• Requisits de qualitat de la soldadura:

Les aplicacions crítiques (per exemple, aeroespacial, mèdica) demanen argó pur o argó-hidrogen (per a acer inoxidable) per evitar defectes.
La fabricació general pot utilitzar l’argó-heli per a la velocitat o l’argó-co₂ per cost.

• Cost i disponibilitat:

L’argó pur està àmpliament disponible i té un preu moderat, cosa que el converteix en un valor per defecte per a la majoria d’aplicacions. Les barreges d’heli i hidrogen són més preuades, però es justifiquen per a materials gruixuts o soldadures d’alta qualitat.
Les bones pràctiques per a l’ús de gas blindat
Per maximitzar l'efectivitat del gas blindant TIG:

1. CAVELL: Mantenir un cabal de 15-25 peus cúbics per hora (CFH). Massa baix, i el blindatge és insuficient; Massa alta i la turbulència de gas pot atraure aire atmosfèric.
2. Puresa de gas: utilitzeu gasos d’alta puresa (99,99% per a l’argó) per evitar la contaminació. El gas de baixa puresa pot introduir oxigen o nitrogen, provocant defectes.
3. Manteniment de la mànega i la boquilla: assegureu -vos que les mànegues estan lliures de fuites i que les broquetes estan netes (les deixalles poden alterar el flux de gas). Una boquilla de 3/8–1/2 polzades de diàmetre proporciona una cobertura òptima per a la majoria de soldadures TIG.

Conclusió
El gas de blindatge és l’heroi que no es troba en la soldadura de TIG, que afecta directament la qualitat, la força i l’aspecte de la soldadura. L’argó pur continua sent l’opció més versàtil, mentre que les barreges d’argó-heli i argó-hidrogen serveixen per a necessitats especialitzades per a materials gruixuts o d’alt rendiment. En combinar el gas amb el metall i l’aplicació base, els soldadors poden assegurar soldadures sense defectes i duradores, ja sigui per a un delicat instrument mèdic o un component aeroespacial de gran resistència. A mesura que la soldadura TIG continuï evolucionant, els avenços en la tecnologia del gas (per exemple, barreges ultra-pures) milloraran encara més la seva precisió i fiabilitat.