Soldadura por arco metálico con gas (soldadura MIG / MAG)

¿Qué es la soldadura por arco metálico con gas (soldadura MIG / MAG)?

La soldadura por arco metálico con gas (GMAW) también se conoce como soldadura con gas inerte metálico o soldadura con gas metálico activo (soldadura MIG / MAG). Es un proceso de soldadura semiautomático. En este proceso, el electrodo de alambre sólido continuo se utiliza en forma de alambre como consumible de soldadura. El gas protector suministrado externamente, como argón, helio, dióxido de carbono o una mezcla de estos gases, se utiliza para el protector de gas. Estos gases protegen el baño de soldadura que solidifica de la contaminación atmosférica para evitar la oxidación y la porosidad de la soldadura.

Principio del proceso GMAW (MIG / MAG)

MIG / MAG es uno de los procesos de soldadura más importantes en los procesos de soldadura por fusión. Este proceso es muy versátil y lo hace adecuado para soldar tanto láminas delgadas como secciones gruesas. La soldadura se puede realizar en todas las posiciones con alta productividad. Como se muestra en la figura 1, se genera un arco entre el extremo del alambre sólido que sobresale de la boquilla y la pieza de trabajo. El calor generado derrite tanto la pieza de trabajo como el alambre de relleno para formar un baño de soldadura.

Principio del proceso GMAW (MIG / MAG)

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Configuración del equipo GMAW (MIG / MAG)

El proceso de soldadura funciona según el principio de voltaje constante. La pieza de trabajo está conectada al terminal negativo y el soplete al terminal positivo. El interruptor de encendido / apagado está ubicado en la antorcha de soldadura. En el modo encendido, el alambre se alimenta de forma continua a través del alimentador de alambre. El soldador mueve el soplete a lo largo de la línea o eje de la junta de soldadura. Hay dos tipos de alambre de relleno disponibles en el mercado para el proceso GMAW:

  • Cable macizo (AWS A 5.18 para electrodos de acero al carbono)
  • Alambre con núcleo de metal (AWS A 5.36 para electrodos de acero al carbono y acero de baja aleación)

Se utilizan diferentes tamaños de alambres de relleno que van desde 0,8 mm a 1,6 mm en las industrias de acuerdo con los requisitos. Un diámetro más alto ofrece más deposición, aunque es menos adecuado para soldar láminas de metal delgadas.

Los equipos necesarios para la configuración de GMAW son los que se muestran en la figura 2:

  • Fuente de alimentación
  • Mecanismo de alimentación del metal de relleno
  • Pistola de soldar
  • Gas protector
  • Cables / conductores de soldadura y mangueras de gas
Configuración del equipo

La Figura 3 muestra la construcción del soplete de soldadura junto con los componentes principales. Las piezas como la punta de contacto, la boquilla, el difusor de gas y el revestimiento son reemplazables, por lo que ofrecen un ahorro de costos en caso de daño a cualquiera de estos componentes en lugar de reemplazos completos de la antorcha.

La antorcha de soldadura por arco metálico a gas tiene dos variantes:

  • Antorcha de soldadura refrigerada por aire
  • Antorcha de soldadura refrigerada por agua.

Se utiliza un soplete de soldadura refrigerado por aire para las actividades de soldadura de servicio normal. Las soldaduras que requieren un ciclo de trabajo alto y una corriente de soldadura alta se utilizan normalmente con soplete refrigerado por agua. Por ejemplo, en soldadura robotizada, soldadura MIG y soldadura de juntas de placa gruesa. Las antorchas refrigeradas por aire debido a su construcción simple son más baratas que las antorchas refrigeradas por agua. También son fáciles de reparar en comparación con los últimos.

Configuración del equipo

Modo de transferencia de metal en soldadura MIG / MAG

El modo de transferencia de metal significa que la forma de las transferencias de metal desde el alambre de relleno hasta el baño de soldadura está definida por los parámetros de soldadura, el tipo de gas de protección y la característica operativa de la fuente de poder de soldadura. El modo de cuatro principios de transferencia de metal en el arco de soldadura por arco metálico con gas:

  • Modo de transferencia de cortocircuito: el modo de transferencia de cortocircuito ocurre cuando la corriente y el voltaje de soldadura son bajos. Por lo tanto, este modo ofrece una entrada de calor baja en la soldadura. Este modo es beneficioso para la soldadura de láminas de metal, soldadura de raíz en juntas a tope, soldadura fuera de posición y para deposiciones de soldadura de bajo aporte de calor. La corriente normal para el modo de cortocircuito es de 90-180 amperios y el voltaje está dentro del rango de 16 V a 22 voltios.
  • Modo de transferencia por pulverización: este modo requiere una alta corriente y voltaje para derretir el alambre de relleno más rápido para evitar el contacto con el metal base durante la soldadura. Este modo ofrece ventajas de alta deposición de soldadura, perfil de soldadura mejorado, pero este modo no es bueno para realizar una soldadura fuera de posición. La transferencia de metal ocurre en las finas gotitas de metal depositadas en el baño de soldadura. Para que se produzca el modo de transferencia por pulverización, se deben cumplir dos condiciones:
  • Mínimo 80% de argón en el gas protector
  • Mínimo 220 amperios y 20 voltajes
  • Modo de transferencia pulsada: este modo utiliza una forma de onda modificada de la corriente de salida. Esto ofrece una deposición de metal controlada que permite una entrada de calor controlada, un perfil de soldadura mejorado con muy pocas salpicaduras. El modo pulsado es beneficioso para soldar láminas delgadas, materiales exóticos y soldaduras fuera de posición.
  • Modo de transferencia globular: El modo de transferencia globular tiene lugar con alta corriente y gas 100% CO2 en el blindaje. La transferencia de metal se realiza en forma de transferencia de metal irregular. Este modo es beneficioso para juntas de placas gruesas. Las desventajas son las altas salpicaduras y el alto aporte de calor. Por esta razón, no se recomienda para la soldadura de chapa.

Gases protegidos para soldadura MIG-MAG

Los gases protectores protegen el baño de soldadura de las influencias adversas de la contaminación atmosférica. El gas protector para GMAW se clasifica en dos grupos:

  1. Los gases inertes como el argón y el helio, GMAW que utilizan gas inerte se denominan soldadura de gas inerte metálico (MIG).
  2. Los gases activos como CO2, mezcla de Ar + CO2, GMAW que utilizan gas inerte se denominan soldadura de gas metálico activo (MAG)

Las mezclas de CO2, argón + CO2 y CO2 + argón + oxígeno se utilizan para soldar acero al carbono y acero de baja aleación. Por lo general, los gases inertes como el argón y las mezclas de argón + helio se utilizan para la soldadura de materiales no ferrosos.

Ventajas de GMAW (soldadura MIG)

  1. El proceso GMAW se puede llevar a cabo utilizando diferentes modos de transferencia de metal para diversas condiciones de soldadura.
  2. GMAW es un proceso versátil y se utiliza para soldar la mayoría de materiales de ingeniería como acero al carbono, acero de baja aleación, acero inoxidable, aluminio, cobre y aleación de níquel, etc.
  3. El proceso ofrece una alta productividad, por lo general se realizan depósitos de 8-10 kg por turno. Es posible una productividad muy alta utilizando la opción MIG en tándem.
  4. El proceso se puede utilizar para soldar en todas las posiciones.
  5. Debido al mecanismo de alimentación continua de electrodos, podemos lograr velocidades de soldadura más altas y tasas de deposición de metal de relleno más altas que la soldadura por arco de metal blindado (SMAW)
  6. Debido a la alimentación continua del electrodo (alimentación de alambre), se pueden depositar soldaduras más largas sin paradas y arranques intermedios. Esto también minimiza la limpieza o el esmerilado de los puntos de arranque-parada.
  7. El proceso al ser menos fundente ofrece una limpieza mínima posterior a la soldadura.
  8. Dado que el GMAW es un proceso de soldadura semiautomático, es fácil de aprender para los soldadores.
  9. Este proceso se puede automatizar fácilmente para la soldadura robótica y para máquinas de propósito especial (SPM).

Limitaciones de GMAW (soldadura MIG)

  1. El equipo GMAW es más complejo, más costoso y menos portátil en comparación con la soldadura por arco de metal blindado (SMAW).
  2. El metal de soldadura se solidifica más rápido en comparación con SMAW y SAW y puede resultar en propiedades degradadas del metal de soldadura.
  3. El blindaje del baño de soldadura fundida es bastante difícil en entornos con viento y corrientes de aire. Altas posibilidades de porosidad en el metal de soldadura durante ambientes ventosos. Esto restringe el proceso solo para soldadura en interiores.
  4. La configuración del equipo no es adecuada para trabajos al aire libre.

Aplicaciones de la soldadura MIG-MAG

La soldadura GMAW se usa ampliamente en las diversas industrias y representa una importante deposición de soldadura en todo el mundo. Se utiliza en las áreas de automóviles, ferrocarriles, estructuras, ingeniería pesada y petróleo y gas.