Comprender los diferentes tipos de electrodos de tungsteno en soldadura TIG

Los electrodos de tungsteno son el corazón del proceso de soldadura TIG (Tungsten Inert Gas), que sirve como conductor no consumable que establece y mantiene el arco. También conocido como Gas Tungsten Arc Welding (GTAW), este proceso se basa en el electrodo para entregar la corriente a la pieza de trabajo mientras permanece intacto a lo largo de la soldadura.

Esta guía ofrece un análisis profundo de los electrodos de tungsteno más comunes, sus propiedades, aplicaciones y mejores prácticas para la preparación y manejo. Al entender los matices de cada tipo, los soldadores pueden optimizar el rendimiento, reducir la contaminación y extender la vida electrodo. Para más fondo sobre el proceso GTAW, consulte Lincoln Electric’s overview of TIG welding.

Cómo los electrodos de tungsteno trabajan en la soldadura TIG

El tungsteno tiene el punto de fusión más alto de cualquier metal (3,422 °C / 6,192 °F), lo que lo hace ideal para electrodos no consumables. Durante la soldadura, el electrodo conduce corriente eléctrica para crear un arco entre la punta y la pieza de trabajo. El arco genera calor intenso que funde el metal base y, si se utiliza, una varilla de llenado de punta.

Tipos de electrodos de tungsteno

Los electrodos se clasifican por su composición química, que afecta su rendimiento en corriente alterna (AC) y corriente directa (DC). Los cinco tipos primarios son puros, esporados, ceriados, lantados y zirconiados. Cada uno tiene fortalezas y debilidades adecuadas a materiales específicos y fuentes de energía.

Tungsteno puro (Green)

Los electrodos de tungsteno puro contienen 99.5% de tungsteno sin elementos de aleación intencional. Se identifican por una banda verde. Estos electrodos se utilizan principalmente para soldadura de AC de aluminio y magnesio porque producen una punta estable y de bolas que ayuda a iniciar el arco en la presencia de corriente alternada.

Tungsteno torcido (Red)

Los electrodos de tungsteno torriados contienen 1% a 2% óxido de torio (ThO2) y están marcados con una banda roja. La adición del torio reduce la función de trabajo, lo que significa que menos energía es necesaria para emitir electrones. Esto resulta en un comienzo de arco más fácil, vida de electrodo más larga, y mayor capacidad de corriente en comparación con el tungsteno puro.

Una preocupación significativa con tungsteno tripulado es la radioactividad. Thorium es un elemento radiactivo de bajo nivel que emite partículas alfa. Mientras que el riesgo de radiación externa es mínimo, molido el electrodo produce polvo que puede inhalarse o ingerirse, planteando un riesgo de salud a largo plazo. Utilizar siempre equipos de rectificado dedicados con recolección de polvo, usar un respirador y lavar las manos a fondo después de la manipulación.

Tungsteno certificado (Gray)

Los electrodos de tungsteno certificados contienen 2% de óxido de cercio (CeO2) y son identificados por una banda gris. Cerium es un elemento de tierra raro que proporciona una emisión de electrones excelente en los amperajes inferiores, haciendo electrodos certificados ideales para materiales de calibre delgado y la soldadura DC en acero de carbono, acero inoxidable y aleaciones de cobre.

Tungsteno lantado (Gold)

Los electrodos de tungsteno lanthanados están aleados con óxido de 1% a 2% de lantano (La2O3) y llevan una banda de oro. Ofrecen el mejor rendimiento total entre los electrodos modernos. Los electrodos lanthanados exhiben un bajo arco de vagabundo, fácil de empezar arc y una capacidad de corriente excepcional en todo el AC y DC.

En muchas aplicaciones, los electrodos lantados superan el rendimiento mediante la provisión de un arco más estable en los amperajes inferiores y la resistencia a la contaminación mejor. Son bien adaptados para sistemas de soldadura automatizados que requieren características de arco consistentes. Para soldadura manual, reducen la necesidad de regrind la punta con frecuencia. Según AWS Welding.org es cada vez más un resumen de la elección de electroFLT

Tungsteno Zirconiado (Brown)

Los electrodos de tungsteno con zirconiated contienen alrededor 2% de óxido de zirconio (ZrO2) y están marcados con una banda marrón. Están diseñados específicamente para soldadura AC, especialmente en aluminio y magnesio donde se necesita estabilidad de arco superior y resistencia a la contaminación. Los electrodos con zortano son una punta muy estable que resiste vagando y reduce la probabilidad de inclusiones de tungsteno en la piscina de llanta.

Preparación de electrodos y geometría de propina

La preparación adecuada del electrodo de tungsteno es esencial para el control de arco y la calidad de soldadura. La forma de punta -punto, truncado, o balonizado - depende del tipo de corriente y el material de soldadura. Para la soldadura DC con una polaridad recta (DCEN), moler el electrodo a un punto agudo con un ángulo incluido de 20-30 grados.

Siempre moler electrodos de tungsteno longitudinalmente (paralela a la longitud de la varilla) en lugar de perpendicular. Afilar a través del electrodo hojas de los rasguños circulares que pueden llevar contaminantes en la soldadura y causar inestabilidad de arco. Use una molienda de tungsteno dedicado o una rueda de diamante de alta gravedad reservada sólo para tungsteno para evitar la contaminación cruzada de otros metales.

Selección del Electrodo derecho para su aplicación

Elegir el electrodo correcto implica evaluar el metal base, el tipo actual, la posición de soldadura y las características deseadas de soldadura. La tabla a continuación resume las aplicaciones típicas:

  • Pure (Green): La soldadura AC de aluminio y magnesio; requisitos de baja corriente; vida útil pero limitada.
  • ]Torrado (Red): DC soldadura de acero al carbono, acero inoxidable, titanio, aleaciones de níquel; alta capacidad de amperaje; prefiera penetración profunda.
  • Ceriated (Gray): DC soldadura de bajo amplificador, materiales delgados, TIG orbital; alternativa segura a los maoríes.
  • Lanthanated (Gold): Versatil para AC y DC; excelente estabilidad de arco; adecuado para soldadura manual y automatizada.
  • Zirconiated (Brown): Soldadura AC de aluminio con mínima contaminación; mejor para chapa fina y soldaduras cosméticas de alta calidad.

Cuando en duda, lanthanated (gold) es la opción más flexible para una tienda que solda una variedad de materiales. Para el trabajo de aluminio dedicado, los electrodos zirconiados o puros ofrecen ventajas específicas. Para la soldadura de acero DC de alta producción, los restos espinosos se utilizan ampliamente a pesar de preocupaciones de seguridad, pero lanthanated es un sustituto adecuado.

Tamaño de electrodo y capacidad actual

El diámetro del electrodo de tungsteno debe coincidir con el rango de amperaje de la soldadura. Usar un electrodo subseleccionado causa sobrecalentamiento, desgaste rápido y inestabilidad de arco. Un electrodo de tamaño excesivo puede no iniciar un arco estable y puede desperdiciar el material. Diámetro estándar oscila entre 0,020 pulgadas (0,5 mm) para materiales muy finos (3,2 mm) para secciones pesadas.

Selección de gas y electrodo de vida

El gas de blindaje afecta el rendimiento del electrodo y la longevidad. El argón puro es el gas más común para soldadura TIG y funciona bien con todos los tipos de electrodos. Proporciona una buena acción de limpieza en AC y un arco estable. El helio puede ser añadido para aumentar el calor de los materiales más gruesos, pero el helio aumenta la temperatura del arco y puede acelerar la erosión del electrodo, especialmente con el acero inoxidable estriado correctamente.

Solución de problemas de electrodo común

Incluso con el electrodo correcto, pueden surgir problemas. Reconocer y corregir estos problemas ahorra tiempo y material:

  • Arc errante] a menudo resulta de una punta contaminada o mal formada. Regritar la punta con una rueda fina y asegurar que la lente de gas esté limpia.
  • Con el derretimiento o la bola en DC sugiere que el amperaje es demasiado alto o el electrodo es demasiado pequeño. Conmutar a un diámetro más grande o reducir la corriente.
  • Las inclusiones de tungsteno en la piscina de soldadura son causadas por el destilado del electrodo en el charco fundido, utilizando un punto demasiado afilado que se descompone, o teniendo una corriente excesiva para el tamaño de la punta. Evite tocar el charco y ajustar los parámetros.
  • Eerosión de electrodo radical en AC puede indicar el tipo de electrodo incorrecto (por ejemplo, usando puro sobre alto amperaje) o la cobertura insuficiente de gas. Compruebe las fugas y aumentar el flujo de gas al menos 12 CFH.

Para una solución de problemas más detallada, consulte Recursos de soldadura de argas que cubren defectos y soluciones comunes.

Consideraciones de seguridad para electrodos de tungsteno

Más allá del problema de la radioactividad con electrodos espinos, otras prácticas de seguridad se aplican a todos los tipos. polvo de tungsteno de la molienda es un irritante respiratorio; siempre use una molienda dedicada con ventilación. Nunca molido tungsteno con una rueda utilizada para acero o aluminio, ya que las partículas incrustadas pueden contaminar el electrodo e introducir la porosidad en soldaduras.

Conclusión

Dominar la selección y el uso de electrodos de tungsteno eleva la calidad de cualquier operación de soldadura TIG. Desde verde puro para la soldadura de aluminio AC a la lantificación de oro versátil para casi todo, cada tipo trae beneficios específicos. Entendiendo cómo la composición afecta la emisión de electrones, estabilidad de arco, y la vida de punta permite que los soldadores marque en su proceso para la máxima eficiencia y mínima retrabajo.

Para más lectura, la Sociedad Americana de Soldadura ofrece estándares detallados y materiales educativos sobre especificaciones de electrodos y práctica de soldadura.