Solubilidad en hidrógeno en aluminio sólido y líquido, cómo evitar la porosidad en la soldadura de aluminio

Solubilidad del hidrógeno en aluminio

El hidrógeno es el único gas soluble en aluminio. Aunque, en comparación con la solubilidad de los gases en las aleaciones de hierro, la cantidad de solubilidad es bastante baja. 

La solubilidad del hidrógeno en el aluminio depende de la composición química de las aleaciones y de la temperatura. La cantidad de solubilidad de hidrógeno depende además de la disponibilidad de hidrógeno en la aleación (ya sea por humedad en la atmósfera o contaminación), que generalmente se especifica como presión parcial y se muestra en mililitros de gas disuelto por 100 gramos de metal. (1013 mbar y 0 ° Celsius; 1 ppm = 1.1124 ml / 100g).

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Solubilidad en hidrógeno en aluminio sólido y líquido

¿Cómo causa el hidrógeno la porosidad en el aluminio durante la soldadura?

La solubilidad del hidrógeno aumenta con la temperatura durante el calentamiento del aluminio y viceversa durante el enfriamiento. Cabe señalar que como la solubilidad del hidrógeno en el aluminio disminuye rápidamente a una temperatura de aprox. 600 ° Celsius durante el enfriamiento a menudo resulta en porosidad causada por burbujas de gas congeladas. Con el aluminio puro (serie 1XXX) la propensión a la porosidad es mayor, mientras que es menor con las aleaciones de aluminio (2XXX- 6XXX).

Debido a estas condiciones, condujo al entendimiento de que la presencia de porosidad con la soldadura MIG de aluminio es altamente inevitable a menos que la fuente de humedad se elimine completamente en la soldadura MIG de aluminio.

Los poros y la porosidad tienen consecuencias negativas en la resistencia estática y dinámica de las uniones soldadas y pueden provocar fallas en la soldadura. Los poros abiertos a la superficie pueden reducir la adherencia de la pintura. La porosidad interna da como resultado el rechazo de las soldaduras completadas detectadas por el examen RT o UT.

Generalmente, los inspectores de soldadura tienen problemas para determinar el nivel de porosidad aceptable y tanto los fabricantes como los clientes lo consideran un trabajo deficiente sin resolver la causa real que no está relacionada con la mano de obra sino más bien como causas tecnológicas.

SEM del poro de soldadura
Imagen SEM de un poro

Cómo evitar la porosidad en la soldadura de aluminio

La solución básica para evitar la porosidad en el aluminio durante la soldadura es mantener el nivel de hidrógeno disponible lo más bajo posible. Generalmente, un contenido de hidrógeno de aprox. Se considera que de 0,2 a 0,3 ml / 100 g es el nivel máximo permitido para conseguir una baja porosidad en el aluminio. Este valor se excede en condiciones prácticas tales como un mayor nivel de humedad en el lugar de soldadura, un alto punto debido del gas de protección o el entorno o la contaminación del alambre de filtro o la pieza de trabajo con bastante frecuencia. Como sabemos, las fuentes de hidrógeno en la soldadura son el material base, el material de relleno, el gas protector y la atmósfera. Las condiciones limpias de almacenamiento y fabricación, la preparación de las superficies y la prevención de todas las demás fuentes de hidrógeno es la regla más importante.

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