Gases de protección por proceso
En los procesos de soldadura por arco con protección gaseosa (GMAW y GTAW) los caudales típicos oscilan entre 5 y 25 L/min (0.18 y 0.88 cfm), según el material base, la mezcla de gases y la posición de soldeo. Los gases de protección cumplen la función de desplazar el oxígeno y el vapor de agua de la zona de fusión, evitando oxidación, porosidad y salpicaduras excesivas. Se clasifican en inertes —argón (Ar) y helio (He)— y activos —dióxido de carbono (CO₂), oxígeno (O₂), nitrógeno (N₂) e hidrógeno (H₂)—, estos últimos empleados solo en GMAW sobre metales ferrosos. La elección correcta del gas determina la penetración, estabilidad del arco, velocidad de soldadura y propiedades mecánicas del cordón.
Parámetros operativos
Sección titulada «Parámetros operativos»| Proceso | Espesor de material (mm / in) | Mezcla típica | Caudal (L/min / cfm) | Modo de transferencia |
|---|---|---|---|---|
| MIG (GMAW) | 0,5–6,3 mm / 0.020–0.250 in | Ar 75% + CO₂ 25% | 12–18 L/min / 0.42–0.64 cfm | Cortocircuito, spray |
| MAG (GMAW) | 1,0–12,0 mm / 0.039–0.472 in | CO₂ 100% | 10–15 L/min / 0.35–0.53 cfm | Cortocircuito, globular |
| TIG (GTAW) | 0,125–6,0 mm / 0.005–0.236 in | Ar 100% | 6–12 L/min / 0.21–0.42 cfm | Arco pulsado, continuo |
| MIG aluminio | 1,5–8,0 mm / 0.059–0.315 in | Ar 100% o Ar+He 50% | 15–25 L/min / 0.53–0.88 cfm | Spray pulsado |
| TIG aluminio | 0,5–6,0 mm / 0.020–0.236 in | Ar 100% | 8–14 L/min / 0.28–0.49 cfm | AC/DC |
Materiales aplicables
Sección titulada «Materiales aplicables»| Material base | Gas recomendado GMAW | Gas recomendado GTAW | Observaciones |
|---|---|---|---|
| Acero al carbono | Ar+CO₂ (90/10 a 75/25), CO₂ puro | Ar puro, Ar+He (75/25) | CO₂ puro da mayor penetración pero más salpicaduras |
| Acero inoxidable | Ar+O₂ (98/2), Ar+CO₂ (98/2), tri‑mix (Ar+He+CO₂) | Ar puro, Ar+H₂ (95/5) | H₂ solo en TIG austenítico; mejora fluidez |
| Aluminio y aleaciones | Ar puro, Ar+He (75/25 a 50/50) | Ar puro, Ar+He | Caudales mayores por baja densidad del helio |
| Cobre y aleaciones | Ar puro, Ar+He | Ar puro, Ar+He | Helio para compensar alta conductividad térmica |
| Magnesio y aleaciones | Ar puro | Ar puro | Gas estrictamente inerte; sin componentes activos |
| Aceros de baja aleación | Ar+CO₂ (90/10 a 80/20) | Ar puro | Control de hidrógeno difusible |
| Materiales disímiles | Mezcla específica según combinación | Ar puro o Ar+He | Posible con TIG; con GMAW usar consumible compatible |
Parámetros por material
Sección titulada «Parámetros por material»Acero al carbono – GMAW (MIG/MAG)
Sección titulada «Acero al carbono – GMAW (MIG/MAG)»| Mezcla | Caudal típico (L/min / cfm) | Penetración | Estabilidad de arco | Salpicaduras |
|---|---|---|---|---|
| CO₂ 100 % | 10–15 L/min / 0.35–0.53 cfm | Alta (+25 %) | Baja | Abundantes |
| Ar 75 % + CO₂ 25 % | 12–18 L/min / 0.42–0.64 cfm | Media | Alta | Moderadas |
| Ar 90 % + CO₂ 10 % | 12–18 L/min / 0.42–0.64 cfm | Media | Muy alta | Pocas |
| Ar 98 % + O₂ 2 % | 12–16 L/min / 0.42–0.57 cfm | Baja | Excelente | Mínimas |
Acero inoxidable – GTAW (TIG)
Sección titulada «Acero inoxidable – GTAW (TIG)»| Mezcla | Caudal típico (L/min / cfm) | Penetración | Acabado superficial | Riesgo de porosidad |
|---|---|---|---|---|
| Ar 100 % | 6–10 L/min / 0.21–0.35 cfm | Media | Bueno | Bajo |
| Ar 95 % + H₂ 5 % | 7–10 L/min / 0.25–0.35 cfm | Alta | Excelente | Muy bajo |
| Ar 75 % + He 25 % | 8–12 L/min / 0.28–0.42 cfm | Alta | Muy bueno | Bajo |
Aluminio – GMAW y GTAW
Sección titulada «Aluminio – GMAW y GTAW»| Proceso | Mezcla | Caudal típico (L/min / cfm) | Ventajas | Aplicación |
|---|---|---|---|---|
| MIG | Ar 100 % | 15–22 L/min / 0.53–0.78 cfm | Arco suave, buena limpieza superficial | Espesores < 3 mm / 0.12 in |
| MIG | Ar 50 % + He 50 % | 18–25 L/min / 0.64–0.88 cfm | Mayor penetración, baño más fluido | Espesores > 3 mm / 0.12 in |
| TIG | Ar 100 % | 8–12 L/min / 0.28–0.42 cfm | Acabado brillante, cordón estrecho | Uso general |
| TIG | Ar 70 % + He 30 % | 10–14 L/min / 0.35–0.49 cfm | Mejor mojabilidad, penetración profunda | Piezas gruesas, disipadores |
Ventajas y limitaciones
Sección titulada «Ventajas y limitaciones»| Mezcla | Ventajas | Limitaciones |
|---|---|---|
| Ar 100 % (GTAW) | Arco suave, ignición fácil, gas pesado que protege con bajo caudal (6–12 L/min / 0.21–0.42 cfm) | Poca penetración en materiales de alta conductividad térmica |
| He 100 % (GTAW) | Alta energía del arco (ionización a mayor voltaje), penetración un 40–60 % mayor que argón | Gas ligero, requiere flujo 2–3 veces mayor (15–25 L/min / 0.53–0.88 cfm) y es más costoso |
| Ar/CO₂ 75/25 (GMAW) | Buen balance penetración–estabilidad, genera pocas salpicaduras con transferencia spray | No apto para materiales no ferrosos |
| CO₂ 100 % (GMAW) | Penetración máxima, bajo costo | Arco inestable, muchas salpicaduras, oxidación superficial elevada |
| Ar/O₂ 98/2 (GMAW) | Excelente estabilidad y mojabilidad, ideal para acero inoxidable | No usar en aluminio ni titanio |
| Tri-mix (Ar/He/CO₂) | Arco caliente, penetración uniforme, buena fluidez en inoxidables | Costo alto, complejidad en el suministro |
Guía de selección
Sección titulada «Guía de selección»- Proceso GMAW en acero al carbono: Seleccione Ar/CO₂ 75/25 para uso general con buena apariencia y pocas salpicaduras. Si prima la penetración profunda y la economía, use CO₂ puro (10–15 L/min / 0.35–0.53 cfm).
- Proceso GMAW en acero inoxidable: Ar/O₂ 98/2 o Ar/CO₂ 90/10 para transferencia spray; para espesores mayores de 5 mm / 0.20 in considere tri-mix Ar/He/CO₂ con 5‑10 % de helio.
- Proceso GTAW en acero inoxidable: Ar puro (6–10 L/min / 0.21–0.35 cfm) para trabajos estándar; añada hasta 5 % de H₂ en austeníticos para mejorar fluidez y penetración.
- Aluminio GMAW: Espesores < 3 mm / 0.12 in → Ar 100 % (15–20 L/min / 0.53–0.71 cfm); espesores > 3 mm / 0.12 in → Ar+He 50/50 (18–25 L/min / 0.64–0.88 cfm).
- Aluminio GTAW: Ar 100 % (8–12 L/min / 0.28–0.42 cfm) suficiente en la mayoría de los casos; utilice Ar 70/He 30 para cordones más anchos y penetración extra.
- Materiales disímiles: TIG con Ar puro o Ar/He (70/30) es la opción más versátil; GMAW solo si la combinación metalúrgica es favorable con el consumible adecuado.
- Verifique siempre la pureza del gas: Ar ≥ 99.995 %, He ≥ 99.996 %, CO₂ ≥ 99.8 %.
Preguntas frecuentes (FAQ)
Sección titulada «Preguntas frecuentes (FAQ)»¿Qué caudal de gas se recomienda para soldadura MIG de acero al carbono con mezcla 75 % Ar / 25 % CO₂?
Sección titulada «¿Qué caudal de gas se recomienda para soldadura MIG de acero al carbono con mezcla 75 % Ar / 25 % CO₂?»Para acero al carbono con alambre sólido y mezcla 75/25 se recomienda un caudal de 12 a 18 L/min (0.42–0.64 cfm), ajustando dentro de ese rango según la posición de soldadura y la velocidad del viento en el entorno.
¿Se puede usar CO₂ puro en soldadura TIG?
Sección titulada «¿Se puede usar CO₂ puro en soldadura TIG?»No. En TIG, el electrodo de tungsteno exige un gas estrictamente inerte; cualquier presencia de CO₂ provoca su oxidación inmediata. El argón debe tener una pureza mínima de 99.995 % (grado 4.5) para garantizar la estabilidad del arco.
¿Qué gas proporciona la mayor penetración en MIG sobre acero?
Sección titulada «¿Qué gas proporciona la mayor penetración en MIG sobre acero?»El CO₂ puro produce una penetración hasta un 30 % mayor que la mezcla 75/25 de Ar/CO₂, aunque a costa de un arco más inestable y mayor cantidad de salpicaduras.
¿Qué mezcla de protección se recomienda para soldar aluminio con MIG?
Sección titulada «¿Qué mezcla de protección se recomienda para soldar aluminio con MIG?»Para aluminio con MIG se utiliza argón puro o mezcla de argón con 25–50 % de helio, con un caudal de 15–25 L/min (0.53–0.88 cfm) para asegurar una cobertura efectiva y evitar la oxidación.
¿Cuál es el espesor mínimo que puede soldarse con TIG?
Sección titulada «¿Cuál es el espesor mínimo que puede soldarse con TIG?»El proceso TIG permite soldar espesores desde 0.125 mm (0.005 in), lo que lo convierte en la opción preferida para láminas muy finas y aplicaciones de alta precisión.
¿Por qué se añaden pequeñas cantidades de O₂ o CO₂ al argón en GMAW?
Sección titulada «¿Por qué se añaden pequeñas cantidades de O₂ o CO₂ al argón en GMAW?»La adición de 2–5 % de O₂ o 5–25 % de CO₂ al argón mejora la estabilidad del arco, reduce la tensión superficial del baño fundido y aumenta la mojabilidad. Con estas mezclas se trabaja normalmente con caudales de 12–18 L/min (0.42–0.64 cfm).
Fuentes consultadas
Sección titulada «Fuentes consultadas»- engineeringtoolbox.com: https://www.engineeringtoolbox.com/gas-mixture-properties-d_586.html
- efunda.com: https://www.efunda.com/processes/metal_processing/welding_inertgas.cfm