El proceso TIG, tal y como se conoce hoy en día, es una combinación del trabajo realizado por General Electric en la década de 1920 para desarrollar el proceso básico, el trabajo realizado por Northrop en la década de 1940 para desarrollar la antorcha en sí, y el uso de gas de protección de helio y un electrodo de tungsteno. El proceso se desarrolló para soldar magnesio en el ala de vuelo XP-56 de Northrop con el fin de eliminar los problemas de corrosión y porosidad del proceso de hidrógeno atómico que habían estado utilizando con un fundente de boro. No se utilizó fácilmente en otros materiales hasta finales de la década de 1950, cuando se encontró el mérito de soldar superaleaciones de la era espacial. Más tarde se utilizó también en otros metales, como el aluminio y el acero, en un grado mucho mayor.

Las máquinas de soldar TIG modernas se ofrecen en CC, CA o con configuraciones CA/CC, y utilizan tecnología basada en transformadores o inversores. Normalmente, para el aluminio se necesita una máquina con salida de CA. La antorcha TIG en sí ha cambiado poco desde la primera patente de Northrop. La soldadura TIG es similar a la soldadura por oxicorte en el sentido de que la fuente de calor (antorcha) se manipula con una mano, y el relleno, si se utiliza, se manipula con la otra. Una clara diferencia es el control de la entrada de calor al metal. El control del calor puede estar preestablecido y fijado por un ajuste de la máquina o ser variable mediante el uso de un pedal o un control montado en el soplete.

Con el soldador TIG se utilizan varios tipos de electrodos de tungsteno. Los electrodos toriados y zirconiados tienen mejores características de emisión de electrones que el tungsteno puro, lo que los hace más adecuados para las operaciones de CC en máquinas basadas en transformadores, o bien de CA o CC con las nuevas máquinas basadas en inversores. El tungsteno puro proporciona un mejor equilibrio de la corriente con la soldadura de CA con una máquina basada en un transformador, lo que resulta ventajoso al soldar aluminio y magnesio. Deben seguirse las sugerencias de los fabricantes de equipos sobre el tipo y la forma del tungsteno, ya que se trata de una parte siempre cambiante de la tecnología TIG.

La forma del electrodo utilizado en la antorcha de soldadura TIG es un factor importante en la calidad y la penetración de la soldadura. La punta del electrodo debe moldearse en una piedra de amolar específica o en una amoladora de tungsteno de uso especial para evitar la contaminación del electrodo. El esmerilado debe hacerse longitudinalmente, no radialmente, con la dirección de desplazamiento de la piedra lejos de la punta. En caso de duda, consulte al fabricante de la máquina para obtener las últimas sugerencias actualizadas sobre la preparación del tungsteno o si surgen problemas.

Soldadura TIG de tubos de acero 4130 - TIG Welding 4130 Steel Tubing 

La soldadura de 4130 con TIG no difiere mucho de la soldadura de otros aceros en lo que respecta a la técnica. La siguiente información se refiere generalmente al material de menos de 0,120 pulgadas de espesor.

Limpie el acero de cualquier aceite o grasa y utilice un cepillo de alambre de acero inoxidable para limpiar la pieza antes de soldar. Esto es para evitar la porosidad y la fragilidad por hidrógeno durante el proceso de soldadura. El proceso TIG es muy susceptible a estos problemas, mucho más que la soldadura oxiacetilénica, por lo que hay que tener cuidado para asegurarse de que se eliminan todos los aceites y la pintura de todas las superficies de las piezas a soldar.

Utilice un soldador TIG con arranque de alta frecuencia para eliminar los golpes de arco. No soldar donde haya brisa o corriente de aire; las soldaduras deben dejarse enfriar lentamente. El precalentamiento no es necesario para los tubos de menos de 0,120 pulgadas de espesor de pared; sin embargo, se recomienda el revenido posterior a la soldadura (alivio de tensiones) para evitar la posible fragilidad de la zona que rodea la soldadura debido a las formaciones de martensita no revenida causadas por el rápido enfriamiento de la soldadura inherente al proceso TIG.

Soldadura TIG del acero inoxidable - TIG Welding Stainless Steel 

Los aceros inoxidables, o más exactamente, los aceros resistentes a la corrosión, son una familia de metales a base de hierro que contienen cromo en cantidades que van del 10% al 30% aproximadamente. A algunos de los aceros inoxidables se les añade níquel, lo que reduce la conductividad térmica y disminuye la conductividad eléctrica. Los aceros al cromo-níquel pertenecen a la serie AISI 300 de aceros inoxidables. No son magnéticos y tienen una microestructura austenítica. Estos aceros se utilizan mucho en los aviones en los que se requiere fuerza o resistencia a la corrosión a alta temperatura.

Todos los aceros inoxidables austeníticos son soldables con la mayoría de los procesos de soldadura, a excepción del AISI 303, que contiene un alto contenido de azufre, y del AISI 303Se, que contiene selenio para mejorar su maquinabilidad.

Los aceros inoxidables austeníticos son ligeramente más difíciles de soldar que los aceros dulces al carbono. Tienen temperaturas de fusión más bajas y un menor coeficiente de conductividad térmica, por lo que la corriente de soldadura puede ser menor. Esto ayuda en los materiales más finos, ya que estos aceros inoxidables tienen un mayor coeficiente de expansión térmica, lo que requiere el uso de precauciones y procedimientos especiales para reducir el alabeo y la distorsión. Debe utilizarse cualquiera de las técnicas de reducción de la distorsión, como la soldadura por saltos o la soldadura por retroceso. Siempre que sea posible, se utilizarán dispositivos y/o plantillas. Las soldaduras por puntos deben aplicarse con el doble de frecuencia de lo normal.

La selección de la aleación de metal de aportación para soldar el acero inoxidable se basa en la composición del metal base. Las aleaciones de metal de aportación para soldar inoxidables de tipo austenítico incluyen los números AISI 309, 310, 316, 317 y 347. Es posible soldar varios metales base inoxidables diferentes con la misma aleación de metal de aportación. Siga las recomendaciones del fabricante.

Soldadura TIG del aluminio - TIG Welding Aluminum 

La soldadura TIG de aluminio utiliza técnicas y materiales de relleno similares a los de la soldadura por oxicorte. Consulte con el fabricante de la máquina de soldar para obtener recomendaciones sobre el tipo y el tamaño del tungsteno, así como los ajustes básicos de la máquina para una soldadura concreta, ya que esto varía con los tipos de máquina específicos. Normalmente, la máquina se ajusta a una forma de onda de salida de CA porque provoca una acción de limpieza que rompe los óxidos de la superficie. Se puede utilizar gas de protección de argón o helio, pero se prefiere el argón porque consume menos en volumen que el helio. El argón es un gas más pesado que el helio, proporcionando una mejor cobertura, y proporciona una mejor acción de limpieza al soldar aluminio.

La selección del metal de aportación es la misma que la utilizada en el proceso de oxicorte; sin embargo, no es necesario el uso de un fundente, ya que el gas de protección impide la formación de óxido de aluminio en la superficie del baño de soldadura, y la forma de onda de CA rompe cualquier óxido que ya esté en el material. La limpieza del metal base y del relleno sigue las mismas pautas que para la soldadura por oxicorte. Cuando se sueldan depósitos de cualquier tipo, es una buena práctica purgar el interior del depósito con un gas protector. Esto favorece una soldadura sólida con un perfil de cordón interior suave que puede ayudar a reducir las fugas por agujeros y futuros fallos por fatiga.

La soldadura se realiza con ángulos de antorcha y metal de aportación similares a los de la soldadura por oxicorte. La punta del tungsteno se mantiene a una corta distancia (1/16 -1/8 de pulgada) de la superficie del material, teniendo cuidado de no dejar nunca que el charco fundido entre en contacto con el tungsteno y lo contamine. La contaminación del tungsteno debe ser tratada retirando el aluminio del tungsteno y rectificando la punta al perfil recomendado por la fábrica.

Soldadura TIG del magnesio - TIG Welding Magnesium

Las aleaciones de magnesio pueden soldarse con éxito utilizando el mismo tipo de uniones y preparación que se utilizan para el acero o el aluminio. Sin embargo, debido a su alta conductividad térmica y coeficiente de expansión térmica, que se combinan para causar tensiones severas, distorsión y agrietamiento, deben tomarse precauciones adicionales. Las piezas deben sujetarse en un dispositivo o plantilla. Se recomiendan cordones de soldadura más pequeños, una mayor velocidad de soldadura y el uso de varillas de relleno de menor punto de fusión y menor contracción.

Para soldar magnesio se suele utilizar corriente continua, tanto de polaridad directa como inversa, y corriente alterna, con alta frecuencia superpuesta para estabilizar el arco. La CC de polaridad inversa proporciona una mejor acción de limpieza del metal y es preferible para las operaciones de soldadura manual.

Las fuentes de alimentación de CA deben estar equipadas con un contactor primario operado por un interruptor de control en la antorcha o un control de pie para iniciar o detener el arco. De lo contrario, el arco que se produce mientras el electrodo se acerca o se aleja de la pieza de trabajo puede dar lugar a puntos quemados en la pieza.

El argón es el gas de protección más utilizado en las operaciones de soldadura manual. El helio es el gas preferido para la soldadura automatizada porque produce un arco más estable que el argón y permite el uso de longitudes de arco ligeramente mayores. Para la soldadura TIG de aleaciones de magnesio se utilizan electrodos de tungsteno puro, zirconio y toriado.

La técnica de soldadura para el magnesio es similar a la utilizada para otros metales no ferrosos. El arco debe mantenerse a unos 5/16 de pulgada. Deben utilizarse soldaduras por puntos para mantener el ajuste y evitar la distorsión. Para evitar el agrietamiento de la soldadura, se debe soldar desde el centro de la unión hacia el final, y utilizar placas de inicio y salida para comenzar y terminar la soldadura. Minimizar el número de paradas durante la soldadura. Después de una parada, la soldadura debe reiniciarse a media pulgada del final de la soldadura anterior. Cuando sea posible, realice la soldadura en una sola pasada ininterrumpida.

Soldadura TIG del titanio - TIG Welding Titanium 

Las técnicas para soldar el titanio son similares a las requeridas para las aleaciones con base de níquel y los aceros inoxidables. Para producir una soldadura satisfactoria, se hace hincapié en la limpieza de la superficie y en el uso de gas inerte para proteger la zona de soldadura. Un entorno limpio es uno de los requisitos para soldar titanio.

La soldadura TIG del titanio se realiza con polaridad directa. Se recomienda un soplete refrigerado por agua, equipado con una copa de cerámica de ¾ de pulgada y una lente de gas. La lente de gas proporciona un flujo de gas inerte uniforme y no perturbador. Se recomiendan los electrodos de tungsteno toriado para la soldadura TIG de titanio. Debe utilizarse el electrodo de menor diámetro que pueda transportar la corriente necesaria. Debe emplearse un contactor remoto controlado por el operario para permitir que el arco se interrumpa sin retirar la antorcha del metal de soldadura que se está enfriando, permitiendo que el gas de protección cubra la soldadura hasta que baje la temperatura.

La mayor parte de la soldadura de titanio se realiza en un taller de fabricación abierto. La soldadura en cámara se sigue utilizando de forma limitada, pero la soldadura en campo es habitual. Se debe reservar una zona separada y aislada de cualquier operación que produzca suciedad, como el esmerilado o la pintura. Además, la zona de soldadura debe estar libre de corrientes de aire y la humedad debe estar controlada.

El metal de soldadura de titanio fundido debe estar totalmente protegido de la contaminación por el aire. El titanio fundido reacciona fácilmente con el oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno; la exposición a estos elementos en el aire o en los contaminantes de la superficie durante la soldadura puede afectar negativamente a las propiedades de la soldadura de titanio y provocar su fragilidad. Se prefiere el argón para la soldadura manual debido a sus mejores características de estabilidad del arco. El helio se utiliza en la soldadura automatizada y cuando se requieren metales base más pesados o una penetración más profunda.