Pautas para electrodos de tungsteno: una actualización

La selección y preparación de un electrodo de tungsteno para GTAW son cruciales para optimizar los resultados y evitar la contaminación y la repetición del trabajo. imágenes falsas

El tungsteno es un elemento metálico raro que se utiliza para fabricar electrodos de soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW). El proceso GTAW se basa en la dureza y la resistencia a altas temperaturas del tungsteno para llevar la corriente de soldadura al arco. El tungsteno tiene el punto de fusión más alto de cualquier metal, 3410 grados centígrados.

Estos electrodos no consumibles vienen en una variedad de tamaños y longitudes y están compuestos de tungsteno puro o una aleación de tungsteno y otros elementos y óxidos de tierras raras. La elección de un electrodo para GTAW depende del tipo y grosor del material base y de si suelda con corriente alterna (CA) o corriente continua (CC). Cuál de las tres preparaciones de extremos que elija, en forma de bola, puntiaguda o truncada, también es crucial para optimizar los resultados y evitar la contaminación y la repetición del trabajo.

Cada electrodo está codificado por color para eliminar la confusión sobre su tipo. El color aparece en la punta del electrodo.

Los electrodos de tungsteno puro (clasificación AWS EWP) contienen un 99,50 % de tungsteno, tienen la tasa de consumo más alta de todos los electrodos y, por lo general, son menos costosos que sus equivalentes aleados.

Estos electrodos forman una punta limpia y esférica cuando se calientan y brindan una gran estabilidad de arco para la soldadura CA con una onda balanceada. El tungsteno puro también proporciona una buena estabilidad del arco para la soldadura de onda sinusoidal de CA, especialmente en aluminio y magnesio. Por lo general, no se usa para la soldadura de CC porque no proporciona los fuertes inicios de arco asociados con los electrodos toriados o ceriados. No se recomienda el tungsteno puro en máquinas con inversor; para obtener los mejores resultados, utilice un electrodo ceriado o lantanado afilado.

Los electrodos de tungsteno toriado (clasificaciones AWS EWTh-1 y EWTh-2) contienen un mínimo de 97,30 % de tungsteno y de 0,8 % a 2,20 % de torio y están disponibles en dos tipos: EWTh-1 y EWTh-2, que contienen 1 % y 2 %, respectivamente. Son electrodos de uso común y se prefieren por su longevidad y facilidad de uso. El torio aumenta las cualidades de emisión de electrones del electrodo, lo que mejora el inicio del arco y permite una mayor capacidad de transporte de corriente. Este electrodo opera muy por debajo de su temperatura de fusión, lo que da como resultado una tasa de consumo considerablemente más baja y elimina la desviación del arco para una mayor estabilidad. En comparación con otros electrodos, los electrodos con torio depositan menos tungsteno en el charco de soldadura, por lo que provocan menos contaminación en la soldadura.

Estos electrodos se utilizan principalmente para soldadura de electrodo negativo de CC (DCEN) en acero al carbono, acero inoxidable, níquel y titanio y para algunas soldaduras de CA especiales (como aplicaciones de aluminio de calibre delgado).

Durante la fabricación, el torio se dispersa uniformemente por todo el electrodo, lo que ayuda a que el tungsteno mantenga su borde afilado (la forma ideal del electrodo para soldar acero delgado) después del esmerilado. Nota: el torio es radiactivo, por lo que siempre debe seguir las advertencias, instrucciones y la hoja de datos de seguridad del material (MSDS) del fabricante para su uso.

Los electrodos de tungsteno ceriado (clasificación AWS EWCe-2) contienen un mínimo de 97,30 % de tungsteno y de 1,80 % a 2,20 % de cerio y se denominan 2 % ceriados. Estos electrodos se desempeñan mejor en la soldadura de CC con configuraciones de baja corriente, pero se pueden usar de manera competente en los procesos de CA. Con sus excelentes arranques de arco a bajos amperajes, el tungsteno ceriado se ha vuelto popular en aplicaciones tales como la fabricación de tubos y tuberías orbitales, trabajos de chapa delgada y trabajos que involucran piezas pequeñas y delicadas. Al igual que el torio, se utiliza mejor para soldar acero al carbono, acero inoxidable, aleaciones de níquel y titanio y, en algunos casos, puede reemplazar electrodos con torio al 2 %. El tungsteno ceriado tiene características eléctricas ligeramente diferentes a las del torio, pero la mayoría de los soldadores no pueden notar la diferencia.

No se recomienda el uso de electrodos ceriados a amperajes más altos porque los amperajes más altos hacen que los óxidos migren rápidamente al calor en la punta, eliminando el contenido de óxido y anulando los beneficios del proceso.

Use una punta puntiaguda y/o truncada (para los tipos de tungsteno puro, ceriado, lantanato y toriado) para los procesos de soldadura de inversor CA y CC.

Los electrodos de tungsteno lantanados (clasificaciones AWS EWLa-1, EWLa-1.5 y EWLa-2) contienen un mínimo de 97,30 % de tungsteno y de 0,8 % a 2,20 % de lantano o lantana, y se conocen como EWLa-1, EWLa-1,5 y EWLa-2 lantanado. Estos electrodos tienen un excelente inicio de arco, una baja tasa de quemado, buena estabilidad de arco y excelentes características de reinicio, muchas de las mismas ventajas que los electrodos ceriados. Los electrodos lantanados también comparten las características de conductividad del tungsteno toriado al 2%. En algunos casos, el tungsteno lantanado puede reemplazar al tungsteno toriado sin tener que hacer cambios significativos en el programa de soldadura.

Los electrodos de tungsteno lantanados son ideales si desea optimizar sus capacidades de soldadura. Funcionan bien en CA o DCEN con un extremo puntiagudo, o se pueden unir para usar con fuentes de alimentación de onda sinusoidal de CA. El tungsteno lantanado mantiene bien la punta afilada, lo cual es una ventaja para soldar acero y acero inoxidable en CC o CA desde fuentes de energía de onda cuadrada.

A diferencia del tungsteno toriado, estos electrodos son adecuados para la soldadura de CA y, al igual que los electrodos ceriados, permiten iniciar y mantener el arco a voltajes más bajos. En comparación con el tungsteno puro, la adición de lanthana aumenta la capacidad máxima de conducción de corriente en aproximadamente un 50 % para un tamaño de electrodo determinado.

Los electrodos de tungsteno de circonio (clasificación AWS EWZr-1) contienen un mínimo de 99,10 % de tungsteno y de 0,15 % a 0,40 % de circonio. Un electrodo de tungsteno de circonio produce un arco extremadamente estable y resiste las salpicaduras de tungsteno. Es ideal para soldadura CA porque retiene una punta de bola y tiene una alta resistencia a la contaminación. Su capacidad de conducción de corriente es igual o superior a la del tungsteno toriado. En ningún caso se recomienda el zirconado para soldadura DC.

Los electrodos de tungsteno de tierras raras (clasificación AWS EWG) contienen aditivos no especificados de óxidos de tierras raras o combinaciones híbridas de diferentes óxidos, pero los fabricantes deben identificar cada aditivo y su porcentaje en el paquete. Según los aditivos, los resultados deseados pueden incluir un arco estable en los procesos de CA y CC, una mayor longevidad que el tungsteno toriado, la capacidad de usar un electrodo de diámetro más pequeño para el mismo trabajo, el uso de una corriente más alta para un electrodo de tamaño similar , y menos escupitajos de tungsteno.

Después de seleccionar un tipo de electrodo, el siguiente paso es seleccionar una preparación final. Las tres opciones son bola, puntiaguda y truncada.

Una punta de bola generalmente se usa en electrodos de tungsteno puro y de circonio, y se sugiere su uso con el proceso de CA en máquinas GTAW de onda sinusoidal y de onda cuadrada convencional. Para abollar correctamente el extremo del tungsteno, simplemente aplique el amperaje de CA recomendado para un diámetro de electrodo dado (verFigura 1), y se formará una bola en el extremo del electrodo.

El diámetro del extremo en forma de bola no debe exceder 1,5 veces el diámetro del electrodo (por ejemplo, un electrodo de 1/8 de pulgada debe formar un extremo de 3/16 de pulgada de diámetro). Una esfera más grande en la punta del electrodo puede reducir la estabilidad del arco. También puede caerse y contaminar la soldadura.

Se debe usar una punta puntiaguda y/o truncada (para los tipos de tungsteno puro, ceriado, lantanado y toriado) para los procesos de soldadura de inversor CA y CC.

Para moler el tungsteno correctamente, use una muela especialmente diseñada para moler tungsteno (para evitar la contaminación) y una que esté hecha de borazon o diamante (para resistir la dureza del tungsteno). Nota: Si está moliendo tungsteno toriado, asegúrese de controlar y recolectar el polvo; tener un sistema de ventilación adecuado en la estación de molienda; y siga las advertencias, instrucciones y MSDS del fabricante.

Muele el tungsteno en línea recta en la rueda en lugar de en un ángulo de 90 grados (verFigura 2 ) para asegurarse de que las marcas de esmerilado corren a lo largo del electrodo. Al hacerlo, se reduce la presencia de crestas en el tungsteno que podrían crear un arco errante o fundirse en el charco de soldadura, causando contaminación.

Por lo general, querrá esmerilar la parte cónica del tungsteno a una longitud de no más de 2,5 veces el diámetro del electrodo (por ejemplo, para un electrodo de 1/8 de pulgada, esmerile una superficie de 1/4 a 5/16 de pulgada). largo). Moler el tungsteno a una forma cónica facilita la transición del inicio del arco y crea un arco más enfocado para un mejor rendimiento de soldadura.

Cuando se suelda con corriente baja en material delgado (de 0,005 a 0,040 pulg.), es mejor moler el tungsteno hasta un punto. Una punta puntiaguda permite que la corriente de soldadura se transfiera en un arco enfocado y ayuda a evitar que los metales delgados, como el aluminio, se distorsionen. No se recomienda el uso de tungsteno puntiagudo para aplicaciones de corriente más alta, porque la corriente más alta puede volar la punta del tungsteno y provocar la contaminación del charco de soldadura.

Para aplicaciones de corriente más alta, es mejor rectificar una punta truncada. Para lograr esta forma, primero esmerile el tungsteno en forma cónica como se explicó anteriormente, luego esmerile de 0,010 a 0,030 pulgadas. tierra plana en el extremo del tungsteno. Esta superficie plana ayuda a evitar que el tungsteno se transfiera a través del arco. También evita que se forme una bola.