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¿Qué impacto tiene la pureza del gas de soldadura y corte?

Air Liquide le aclara la importancia de la pureza del gas en el proceso de soldadura y corte, y la calidad de la soldadura.

Dependiendo del metal a soldar y del proceso utilizado, el grado de pureza del gas influirá  en el acabado del cordón y, sobre todo, en la porosidad. El impacto de todos los tipos de impurezas crea una serie de defectos y problemas.

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El gas de soldadura que más se utiliza —en los procesos de arco eléctrico (TIG,MIG/MAG, plasma)— es el argón; es el gas de base que se utiliza en la fabricación metálica.

Cabe precisar que deben tenerse en cuenta los niveles de impurezas del argón en función del metal de base y del proceso. En este sentido, el nitrógeno es extremadamente perjudicial para el acero, pero puede ser relativamente neutro para algunos aceros inoxidables austeníticos o incluso favorable para los aceros dúplex, por ejemplo. Los niveles aceptables de impurezas se indican en las normas de soldadura, pero deben tenerse en cuenta en relación con la aplicación final.

El oxígeno (aire) y el nitrógeno son dos de las impurezas principales que se suelen encontrar en el argón, teniendo efectos nefastos cuando se utiliza el gas de soldadura para la mayoría de los procesos. Así, Air Liquide le aclara los niveles de pureza de los gases (puros o mezclas) utilizados en la industria para soldar los principales materiales.

El acero al carbono

El acero al carbono es un material que no es compatible con el nitrógeno. De hecho, el nitrógeno atómico es soluble en acero líquido. No obstante, no en acero sólido. Así, si el nitrógeno está presente en el acero al carbono, creará burbujas durante la solidificación y, por lo tanto, porosidades, lo que tiene un impacto directo en la calidad de las piezas producidas. 

Las condiciones para la presencia de los principales contaminantes se determinan en la norma EN ISO 14 175. Esta requiere menos de 1000 ppm de nitrógeno. No obstante, en previsión de aplicaciones más exigentes, Air Liquide considera que este límite superior puede afectar negativamente a las propiedades mecánicas. De hecho, la mayoría de los gases puros o las mezclas de gases de la gama ARCALTM de Air Liquide contienen menos de 200 ppm de nitrógeno (10 ppm para Arcal Prime)  para obtener mejores resultados.

El oxígeno (otro componente del aire) puede utilizarse en bajas concentraciones al soldar acero en la industria. No obstante, es importante controlar el contenido para optimizar la manejabilidad en función de la velocidad de avance, por ejemplo.

El agua (H20) se disocia en el arco en forma de hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno, en particular, es susceptible de pasar al acero. Esto tiene un impacto directo en la calidad, ya que debilita el acero al carbono por el agrietamiento en frío. Para aplicaciones de soldadura, se toleran entre 40 y 120 ppm de H20 según la norma EN ISO 14 175. Air Liquide y su gama de gases de soldadura ARCALTM específica 40 ppm como límite superior.

El acero inoxidable austenítico 

Para soldar piezas de acero inoxidable austenítico, el nitrógeno o el hidrógeno no son un problema en bajas concentraciones. Incluso pueden contribuir favorablemente a la metalurgia (N2) en ciertos casos o mejorar los parámetros operatorios y el aspecto del cordón (H2).

En la soldadura MAG del acero inoxidable, un elemento oxidante es fundamental para la estabilización del arco. Sin embargo, un exceso de CO2 puede provocar precipitados de carburo de cromo en la soldadura que afectarán a la resistencia a la corrosión del conjunto. Así, en general, para soldar acero inoxidable, no se debe superar el 3 % de CO2. Un exceso de oxígeno tendrá el mismo efecto, más oxidante y, por lo tanto, más agresivo, hasta el fenómeno de la formación de porosidades, por ejemplo. Así, no se superará el 2 o 3 % de oxígeno en el argón.

¿Sabía que...?
Los diferentes aceros permiten la producción de diversas piezas que serán útiles en el mercado mundial del análisis y de la medicina, donde el acero inoxidable es apreciado porque limita el desarrollo de microorganismos, así como en la industria química con los aceros inoxidables o dúplex, dependiendo de la temperatura y del tipo de corrosión encontrada.

El aluminio

El aluminio no es compatible ni con el nitrógeno en concentraciones relativamente altas, ni el hidrógeno, ni el H2O (agua). Por lo tanto, para evitar las porosidades, deben considerarse los gases de alta pureza. 

El aluminio y sus aleaciones se sueldan, por regla general, en una atmósfera inerte como el argón y el argón/helio, o incluso el helio puro en algunos casos. Debe prestarse especial atención a la preparación del estado de la superficie antes de soldar: la alúmina presente en la superficie de las piezas puede contener suficiente humedad para crear porosidades incluso con un gas que contenga muy pocas impurezas.

 

Air Liquide, un líder internacional en gases industriales, puede asesorarle sobre el grado de pureza necesario para sus industrias según sus necesidades. La mayoría de los gases de Air Liquide, especialmente la gama ARCALTM, va más allá de las expectativas de la norma.

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