ES2277582T3 - Procedimiento para la soldadura con aporte msg y utilizacion de un gas protector. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la soldadura con aporte MSG de materiales metálicos mediando utilización de materiales para soldadura con aporte, que contienen cobre, y de un arco eléctrico con un electrodo que se funde, conteniendo el gas protector argón y además por lo menos un componente gaseoso activo, y empleándose como gas activo oxígeno, dióxido de carbono o una mezcla de oxígeno y dióxido de carbono, caracterizado porque el gas protector se compone de 0, 01 a 0, 5 % en volumen de oxígeno o/y dióxido de carbono y además de 10 a 50 % en volumen de helio, y por lo demás de argón, empleándose para la soldadura con aporte MSG con un electrodo que se funde, como tipos de arcos eléctricos, el arco eléctrico corto o el arco eléctrico por impulsos.

Description

Procedimiento para la soldadura con aporte MSG y utilización de un gas protector.

El invento se refiere a un procedimiento para la soldadura con aporte MSG de materiales metálicos mediando utilización de materiales para soldadura con aporte, de acuerdo con el concepto genérico de la reivindicación 1 (véase, p.ej. el documento de solicitud de patente japonesa JP-A-91248668).

En la aplicación industrial se ha consagrado desde hace mucho tiempo la soldadura autógena para unir piezas de trabajo metálicas. Al efectuar la soldadura autógena, se funden las piezas de trabajo que se han de unir.

En el caso de la soldadura autógena bajo gas protector de metales (= soldadura MSG, de Metall Schutzgas Schweissen), un arco eléctrico quema en una envoltura de gas protector. Como variantes del procedimiento de la soldadura MSG se emplean sobre todo, por una parte con un electrodo en fusión, la soldadura autógena bajo gas inerte de metales (soldadura MIG, de Metal Inertgas Schweissen) o respectivamente la soldadura bajo gas activo de metales (soldadura MAG, de Metal Aktivgas Schweissen), y por otra parte la soldadura autógena bajo gas inerte con wolframio (soldadura WIG, de Wolfram Inertgas
Schweissen) con un electrodo que no se funde. Además, la soldadura autógena con plasma y wolframio (soldadura WP, de Wolfram Plasma) constituye una variante adicional de procedimiento de la soldadura MSG con un electrodo que no se funde. Las instalaciones y los aparatos que se necesitan para la soldadura MSG se conocen perfectamente en los círculos especializados.

No obstante, a pesar de la abundancia de los procedimientos de soldadura con variantes, que se han desarrollado entretanto y se encuentran a disposición, se ofrecen ciertas posibilidades de aplicación para la soldadura con aporte como alternativa a la soldadura autógena.

Así, por ejemplo, la soldadura autógena de piezas de trabajo zincadas, aluminadas, o revestidas de otra manera, trae consigo problemas. Así, los gases que resultan al efectuar la unión de chapas zincadas mediante el bajo punto de evaporación del zinc, perturban al arco eléctrico al soldar y conducen a inestabilidades del arco eléctrico. A partir de esto resultan poros y salpicaduras de soldadura.

Como una alternativa eficiente y también barata a las técnicas habituales de soldadura autógena se emplean por lo tanto las soldaduras con aporte MIG y WIG. Como soldadura con aporte se designa a un procedimiento para la unión con continuidad de material de materiales de trabajo, resultando una fase líquida mediante la fusión de una suelda (material para soldadura con aporte). Al soldar con aporte no se alcanza, al contrario que en la soldadura autógena, la temperatura solidus de las piezas de trabajo que se han de unir.

La soldadura con aporte MIG o respectivamente WIG es un procedimiento de soldadura dura, en el que la unión por soldadura se produce mediando empleo de aparatos para la soldadura bajo gas protector MIG o respectivamente WIG. Al soldar con aporte MIG o respectivamente WIG, el material de base no se funde, sino que se produce una unión por soldadura dura de las piezas de trabajo. Los materiales para soldadura empleados poseen unos puntos de fusión relativamente bajos, dentro del orden de magnitud de hasta aproximadamente 1.000ºC (p.ej. de 600 a 700ºC).

Al soldar con aporte MIG o respectivamente WIG se emplea usualmente como gas protector argón, helio o una mezcla de argón y helio.

No obstante, también en el caso de la soldadura con aporte MSG bajo gases protectores inertes (soldadura con aporte MIG o respectivamente WIG) aparecen a veces problemas. Se llega por ejemplo siempre a inestabilidades del arco eléctrico, que traen consigo manifiestas mermas de la calidad.

El presente invento se basa por lo tanto en la misión de mostrar un procedimiento para la soldadura con aporte MSG, del tipo mencionado al comienzo, que permita una mejoría de la soldadura con aporte MSG. En particular, con el invento se deben conseguir al soldar con aporte MSG un arco eléctrico estable, una velocidad más alta de elaboración y una alta calidad de la unión por soldadura con aporte.

El problema planteado por esta misión se resuelve conforme al invento mediante las etapas y características que se definen en la reivindicación 1.

De manera sorprendente, se ha mostrado, en efecto, que mediante adición de por lo menos un componente gaseoso activo a uno o varios componentes gaseosos inertes en el gas protector, se puede mejorar la soldadura con aporte MSG de la manera deseada.

El invento comprende unas variantes de procedimiento de la soldadura con aporte MSG con un electrodo que se funde (soldadura con aporte MIG o respectivamente MAG) y con un electrodo que no se funde (soldadura con aporte WIG y WP).

Puesto que el gas protector, junto a un gas inerte o varios gases inertes, tiene un componente gaseoso activo, en el caso del procedimiento conforme al invento para la soldadura con aporte MSG con un electrodo que se funde, en comparación con la conocida soldadura con aporte MIG bajo gases protectores (solamente) inertes, se podría hablar aquí de una soldadura con aporte MAG o también de una soldadura con aporte MIG-MAG. Para la soldadura con aporte WIG y la soldadura con aporte WP no existen correspondientes abreviaturas introducidas, procedentes de la técnica de soldadura, que aborden la utilización de gases activos.

Como componentes gaseosos activos se emplean oxígeno y/o dióxido de carbono. Esto es sorprendente por cuanto que al gas protector, al soldar con aporte conforme al invento, le corresponde precisamente la misión de impedir de manera suficiente una formación de óxidos durante el proceso de soldadura con aporte (compárese por ejemplo la norma DIN 8505). No obstante, se ha mostrado que, mediante la adición conforme al invento de un gas activo al gas protector inerte, se pueden conseguir una más alta velocidad de elaboración y un arco eléctrico más estable junto con una alta calidad de la unión por soldadura al soldar con aporte MSG.

La adición de un gas activo no debe hacerse sin embargo demasiado grande, para que la mezcla gaseosa pueda cumplir la misión como gas protector. En los casos de las variantes de procedimiento con un electrodo que no se funde (soldadura con aporte WIG y soldadura con aporte WP), también es limitada la proporción del gas activo en el gas protector, puesto que en el caso de haber unas proporciones demasiado altas de gas activo en el gas protector, se puede llegar a daños para los electrodos. Para la soldadura con aporte MSG conforme al invento se han acreditado unas mezclas de gases protectores con una proporción de gas activo de 0,01 a 0,5% en volumen, de manera preferida de 0,01 a 0,2% en volumen, de manera especialmente preferida de 0,02 a 0,1% en volumen. Dentro del marco del invento, en el caso de un gas protector con oxígeno y dióxido de carbono, la proporción de oxígeno en la mezcla de gas protector se puede escoger igual, mayor o menor que la proporción de dióxido de carbono.

Como gases inertes para el gas protector son apropiados argón y helio. La mezcla gaseosa contiene como gas inerte argón y de 0 a 50% en volumen de helio, de manera preferida de 10 a 40% en volumen de helio. De acuerdo con el invento, el material aditivo utilizado como suelda contiene cobre (Cu). Preferiblemente, como materiales de suelda se utilizan aleaciones de bronces al aluminio (Al Bz), por ejemplo Al Bz 10 Fe, Al Bz 8 y similares).

En el caso del procedimiento conforme al invento para la soldadura con aporte MSG, se pueden utilizar como materiales metálicos aceros no aleados, de bajo grado de aleación o de alto grado de aleación, en particular aceros de cromo y níquel (aceros CrNi), cobre (Cu) y materiales que contienen Cu, en particular metales no férreos que contienen Cu. Los materiales metálicos que se han de tratar mediante una soldadura con aporte MSG pueden estar en tal caso revestidos (p.ej. con revestimientos que contienen zinc o aluminio) o también sin revestir.

La soldadura con aporte MSG de acuerdo con el invento se distingue por el hecho de que, con unos costos relativamente bajos, se puede producir una unión por soldadura con menor fijación de calor y mediando menor distorsión.

En el invento se emplean como tipos de arcos eléctricos, al soldar con aporte MSG con un electrodo que se funde, sobre todo los arcos eléctricos cortos y por impulsos.

Con la soldadura con aporte MSG conforme al invento se encuentra a disposición un procedimiento con una calidad reproduciblemente alta. La soldadura con aporte MSG es apropiada para diferentes geometrías de las costuras, por ejemplo costuras de garganta o de solapamiento, pero también se puede emplear para la unión por costura de esquinas. Adicionalmente, se pueden admitir tolerancias mayores, puesto que se pueden rellenar muy bien las rendijas de aire al soldar con aporte MSG.

Claims (5)

1. Procedimiento para la soldadura con aporte MSG de materiales metálicos mediando utilización de materiales para soldadura con aporte, que contienen cobre, y de un arco eléctrico con un electrodo que se funde, conteniendo el gas protector argón y además por lo menos un componente gaseoso activo, y empleándose como gas activo oxígeno, dióxido de carbono o una mezcla de oxígeno y dióxido de carbono, caracterizado porque el gas protector se compone de 0,01 a 0,5% en volumen de oxígeno o/y dióxido de carbono y además de 10 a 50% en volumen de helio, y por lo demás de argón, empleándose para la soldadura con aporte MSG con un electrodo que se funde, como tipos de arcos eléctricos, el arco eléctrico corto o el arco eléctrico por impulsos.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el gas protector tiene una proporción de gas activo de 0,01 a 0,2% en volumen, de manera preferida de 0,02 a 0,1% en volumen.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el gas protector contiene de 10 a 40% en volumen de helio.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el material para soldadura contiene bronces al aluminio (Al Bz).

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque como materiales metálicos se utilizan aceros sin alear, de bajo grado de aleación o de alto grado de aleación, en particular aceros de CrNi, cobre y materiales que contienen Cu.