Cómo soldar aluminio: la guía definitiva

Si quiere saber cómo soldar con aluminio, en esta guía completa le ofrecemos toda la información. Tocaremos una serie de materias en forma de reglas generales para, por ejemplo, seleccionar el equipo de soldadura que mejor se adecúe a sus necesidades, cómo preparar los materiales base, aplicar la técnica adecuada en cada momento e inspeccionar visualmente las soldaduras para garantizar sean de alta calidad con gas-metal y gas-arco de tungsteno en aleaciones de aluminio. 

También para soldadores con experiencia

Incluso la guía vale para aquellos soldadores con experiencia en la soldadura de aceros, ya que puede que la soldadura de aleaciones de aluminio puede suponer todo un reto. La mayor conductividad térmica y el bajo punto de fusión de las aleaciones de aluminio pueden provocar fácilmente quemaduras, a menos que los soldadores sigan los procedimientos prescritos. Además, la alimentación del hilo de aluminio durante la soldadura por arco metálico con gas (GMAW) supone un reto porque el hilo es más blando que el acero, tiene una resistencia de columna inferior y tiende a enredarse en el rodillo impulsor. Para superar estas dificultades, los operarios deben seguir las reglas generales y las directrices de selección de equipos que se ofrecen a continuación.

¿Qué tener en cuenta para soldar aluminio?

Preparación del metal base: para soldar aluminio, los operarios deben tener cuidado de limpiar el material base y eliminar el óxido de aluminio y la contaminación por hidrocarburos de aceites o disolventes de corte. El óxido de aluminio en la superficie del material se funde a 2000°C mientras que el aluminio del material base que se encuentra debajo se funde a 650°C. Por lo tanto, dejar cualquier óxido en la superficie del material base inhibirá la penetración del metal de aportación en la pieza de trabajo.

Para eliminar los óxidos de aluminio, utilice un cepillo de alambre de cerdas de acero inoxidable o disolventes y soluciones de grabado. Cuando utilice un cepillo de acero inoxidable, cepille sólo en una dirección. Tenga cuidado de no cepillar con demasiada brusquedad: un cepillado brusco puede incrustar aún más los óxidos en la pieza de trabajo. Además, utilice el cepillo sólo en piezas de aluminio; no limpie aluminio con un cepillo que se haya utilizado en acero inoxidable o acero al carbono.

Cuando utilice soluciones químicas de grabado, asegúrese de retirarlas de la pieza antes de soldar. Para minimizar el riesgo de que hidrocarburos procedentes de aceites o disolventes de corte penetren en la soldadura, elimínelos con un desengrasante. Compruebe que el desengrasante no contiene hidrocarburos.

Precalentamiento: el precalentamiento de la pieza de aluminio puede ayudar a evitar el agrietamiento de la soldadura. La temperatura de precalentamiento no debe superar los 230 F; utilice un indicador de temperatura para evitar el sobrecalentamiento. Además, la colocación de puntos de soldadura al principio y al final de la zona a soldar contribuirá al precalentamiento. Los soldadores también deben precalentar una pieza gruesa de aluminio cuando la suelden con una pieza fina; si se produce un solapamiento en frío, pruebe a utilizar lengüetas de entrada y salida.

La técnica del empuje: con el aluminio, empujar la pistola lejos del charco de soldadura en lugar de tirar de ella dará como resultado una mejor acción de limpieza, una menor contaminación de la soldadura y una mejor cobertura del gas de protección.

Velocidad de desplazamiento: la soldadura de aluminio debe realizarse «en caliente y rápido». A diferencia del acero, la alta conductividad térmica del aluminio dicta el uso de ajustes de amperaje y voltaje más calientes y mayores velocidades de desplazamiento de la soldadura. Si la velocidad de desplazamiento es demasiado lenta, el soldador corre el riesgo de quemarse en exceso, especialmente en chapas de aluminio de poco espesor.

Gas de protección: el argón, debido a su buena acción limpiadora y a su perfil de penetración, es el gas de protección más utilizado al soldar aluminio. Al soldar aleaciones de aluminio de la serie 5XXX, una mezcla de gas de protección que combine argón con helio (75% de helio como máximo) minimizará la formación de óxido de magnesio.

Alambre de soldadura: seleccione un hilo de relleno de aluminio que tenga una temperatura de fusión similar a la del material base. Cuanto más pueda reducir el operario el intervalo de fusión del metal, más fácil será soldar la aleación. Obtenga alambre de 3/64- o 1/16- pulgadas de diámetro. Cuanto mayor sea el diámetro del alambre, más fácil será su alimentación. Para soldar materiales de poco grosor, un hilo de 0,035 pulgadas de diámetro combinado con un procedimiento de soldadura pulsada a baja velocidad de alimentación del hilo (de 100 a 300 pulgadas/minuto) funciona bien.

Soldaduras de forma convexa: en la soldadura de aluminio, el agrietamiento del cráter es la causa de la mayoría de los fallos. El agrietamiento se debe a la elevada tasa de dilatación térmica del aluminio y a las considerables contracciones que se producen al enfriarse las soldaduras. El riesgo de fisura es mayor en los cráteres cóncavos, ya que la superficie del cráter se contrae y se desgarra al enfriarse. Por lo tanto, los soldadores deben construir los cráteres de forma convexa o en forma de montículo. Al enfriarse la soldadura, la forma convexa del cráter compensará las fuerzas de contracción.

Selección de la fuente de potencia: cuando se selecciona una fuente de potencia para GMAW de aluminio, primero hay que considerar el método de transferencia -rayo-arco o pulso. Las máquinas de corriente constante (cc) y de tensión constante (cv) pueden utilizarse para la soldadura por arco pulverizado. El spray-arc toma un pequeño chorro de metal fundido y lo pulveriza a través del arco desde el alambre del electrodo hasta el material base. Para el aluminio grueso que requiere una corriente de soldadura superior a 350 A, el cc produce resultados óptimos.

La transferencia por pulsos suele realizarse con una fuente de alimentación inversora. Las fuentes de alimentación más recientes incorporan procedimientos de pulsación basados en el tipo y diámetro del hilo de relleno. Durante la soldadura GMAW pulsada, una gota de metal de aportación se transfiere del electrodo a la pieza durante cada pulso de corriente. Este proceso produce una transferencia positiva de la gota y produce menos salpicaduras y velocidades de seguimiento más rápidas que la soldadura por transferencia pulverizada. El uso del proceso GMAW pulsado en aluminio también controla mejor la entrada de calor, facilitando la soldadura fuera de posición y permitiendo al operario soldar en materiales de poco espesor a bajas velocidades y corrientes de alimentación del hilo.

Alimentador de hilo: el método preferido para alimentar hilo de aluminio blando a largas distancias es el método de empuje-tracción, que emplea un armario de alimentación de hilo cerrado para proteger el hilo del entorno. Un motor de par constante y velocidad variable en el armario de alimentación de alambre ayuda a empujar y guiar el alambre a través de la pistola con una fuerza y velocidad constantes. Un motor de alto par en la pistola de soldadura empuja el hilo y mantiene constante la velocidad de alimentación y la longitud del arco.

En algunos talleres, los soldadores utilizan los mismos alimentadores de alambre para suministrar alambre de acero y de aluminio. En este caso, el uso de revestimientos de plástico o teflón ayudará a garantizar una alimentación suave y uniforme del hilo de aluminio. Para los tubos guía, utilice tubos de salida de tipo cincel y tubos de entrada de plástico para apoyar el alambre lo más cerca posible de los rodillos impulsores para evitar que el alambre se enrede. Al soldar, mantenga el cable de la pistola lo más recto posible para minimizar la resistencia a la alimentación del alambre. Compruebe la correcta alineación entre los rodillos impulsores y los tubos guía para evitar el afeitado del aluminio.

Utilice rodillos impulsores diseñados para aluminio. Ajuste la tensión de los rodillos impulsores para obtener una velocidad de alimentación de alambre uniforme. Una tensión excesiva deformará el hilo y provocará una alimentación irregular; una tensión demasiado baja provocará una alimentación irregular. Ambas condiciones pueden provocar un arco inestable y porosidad en la soldadura.

Pistolas de soldadura: utilice un revestimiento de pistola distinto para soldar aluminio. Para evitar el roce del alambre, intente sujetar ambos extremos del revestimiento para eliminar los espacios entre el revestimiento y el difusor de gas de la pistola. Cambie los revestimientos con frecuencia para minimizar la posibilidad de que el óxido de aluminio abrasivo cause problemas de alimentación del hilo. Utilice una punta de contacto aproximadamente 0,015 pulgadas más grande que el diámetro del metal de aportación que se está utilizando – a medida que la punta se calienta, se expandirá en forma ovalada y posiblemente restrinja la alimentación del hilo. Generalmente, cuando la corriente de soldadura supera los 200 A, utilice una pistola refrigerada por agua para minimizar la acumulación de calor y reducir las dificultades de alimentación del hilo.

By Solda Elect