Varillas TIG por material
¿Qué son las varillas TIG?
Sección titulada «¿Qué son las varillas TIG?»Las varillas TIG son metales de aporte consumibles utilizados en el proceso de soldadura por arco con electrodo de tungsteno y protección gaseosa (GTAW). Se presentan en forma de alambre recto de distintas longitudes y diámetros, y se alimentan manual o mecánicamente a la poza de fusión. Aportan metal adicional para rellenar juntas o reforzar la unión cuando el espesor de la pieza lo exige. La selección de la varilla depende del metal base, los requerimientos mecánicos y el entorno de servicio.
Clasificación de varillas TIG por material
Sección titulada «Clasificación de varillas TIG por material»Los metales de aporte para TIG se identifican mediante clasificaciones normalizadas que definen su composición química y propiedades. La tabla siguiente resume las más utilizadas por familia de material.
| Clasificación AWS | Metal base objetivo | Composición típica | Aplicaciones representativas |
|---|---|---|---|
| ER70S‑2 | Aceros al carbono | 0,07 % C, 0,5 % Si, 1,0 % Mn, desoxidantes (Al, Ti, Zr) | Tuberías, estructuras metálicas, calderería |
| ER70S‑6 | Aceros al carbono | 0,07‑0,15 % C, 0,8‑1,1 % Si, 1,4‑1,8 % Mn | Chapas con cascarilla o ligeramente oxidadas |
| ER80S‑D2 | Aceros de baja aleación (0,5 % Mo) | 0,1 % C, 0,5 % Mo | Componentes sometidos a alta temperatura |
| ER308L | Aceros inoxidables austeníticos (304, 304L) | 20 % Cr, 10 % Ni, bajo carbono (<0,03 %) | Industria alimentaria, química, arquitectónica |
| ER316L | Aceros inoxidables 316/316L | 18 % Cr, 12 % Ni, 2‑3 % Mo | Ambientes marinos y con cloruros |
| ER4043 | Aluminio‑silicio (fundición y forja) | 5 % Si | Reparación de piezas de fundición, automoción |
| ER5356 | Aluminio‑magnesio (serie 5xxx) | 5 % Mg | Embarcaciones, estructuras expuestas a la intemperie |
| ERCuSi‑A | Cobre‑silicio (bronce al silicio) | 3 % Si, 1 % Mn, resto Cu | Unión de cobre, latón, acero galvanizado |
| ERNiCrMo‑3 (Inconel 625) | Aleaciones de níquel, aceros inoxidables dúplex y superdúplex | 22 % Cr, 9 % Mo, 3,5 % Nb | Equipos de proceso químico, offshore |
| ERTi‑2 | Titanio comercialmente puro | Ti puro (>99,2 %) | Aeroespacial, implantes médicos, intercambiadores de calor |
Propiedades mecánicas de los depósitos de soldadura
Sección titulada «Propiedades mecánicas de los depósitos de soldadura»Los valores corresponden a depósitos de soldadura TIG realizados según las condiciones de ensayo normalizadas por AWS y bajo protección de argón. La tabla incluye el módulo de elasticidad estimado a partir de la literatura para cada aleación.
| Clasificación AWS | Resistencia a la tracción | Límite elástico (0,2 %) | Alargamiento mínimo | Módulo de elasticidad (E) |
|---|---|---|---|---|
| ER70S‑2 | 483 MPa / 70 ksi | 400 MPa / 58 ksi | 22 % | 200 GPa / 29 Mpsi |
| ER70S‑6 | 483 MPa / 70 ksi | 400 MPa / 58 ksi | 22 % | 200 GPa / 29 Mpsi |
| ER80S‑D2 | 552 MPa / 80 ksi | 470 MPa / 68 ksi | 19 % | 200 GPa / 29 Mpsi |
| ER308L | 550 MPa / 80 ksi | 350 MPa / 51 ksi | 35 % | 180 GPa / 26 Mpsi |
| ER316L | 520 MPa / 75 ksi | 320 MPa / 46 ksi | 35 % | 180 GPa / 26 Mpsi |
| ER4043 | 165 MPa / 24 ksi | 95 MPa / 14 ksi | 4 % | 70 GPa / 10 Mpsi |
| ER5356 | 240 MPa / 35 ksi | 110 MPa / 16 ksi | 17 % | 70 GPa / 10 Mpsi |
| ERCuSi‑A | 345 MPa / 50 ksi | 140 MPa / 20 ksi | 20 % | 117 GPa / 17 Mpsi |
| ERNiCrMo‑3 | 760 MPa / 110 ksi | 415 MPa / 60 ksi | 30 % | 214 GPa / 31 Mpsi |
| ERTi‑2 | 345 MPa / 50 ksi | 275 MPa / 40 ksi | 20 % | 105‑120 GPa / 15‑17 Mpsi |
Parámetros de soldadura por material
Sección titulada «Parámetros de soldadura por material»Los parámetros son orientativos para soldadura manual en posición plana con gas argón puro (excepto cuando se indique otra mezcla). Corriente continua electrodo negativo (DCEN) para la mayoría de materiales; aluminio y magnesio requieren corriente alterna (AC). El caudal de gas se mantiene entre 8‑12 l/min (17‑25 ft³/h). Los diámetros de varilla se expresan en milímetros y su equivalente en pulgadas.
| Material base | Diámetro de varilla | Tipo de corriente | Rango de amperaje | Gas de protección |
|---|---|---|---|---|
| Acero al carbono | 1,6 mm / 1/16 in | DCEN | 60‑80 A | Argón 100 % |
| Acero al carbono | 2,4 mm / 3/32 in | DCEN | 90‑120 A | Argón 100 % |
| Acero al carbono | 3,2 mm / 1/8 in | DCEN | 120‑160 A | Argón 100 % |
| Acero inoxidable | 1,6 mm / 1/16 in | DCEN | 50‑70 A | Argón 100 % o Argón + 2 % H₂ |
| Acero inoxidable | 2,4 mm / 3/32 in | DCEN | 70‑100 A | Argón 100 % o Argón + 2 % H₂ |
| Acero inoxidable | 3,2 mm / 1/8 in | DCEN | 100‑140 A | Argón 100 % o Argón + 2 % H₂ |
| Aluminio | 1,6 mm / 1/16 in | AC (60‑80 Hz) | 60‑90 A | Argón 100 % |
| Aluminio | 2,4 mm / 3/32 in | AC (60‑80 Hz) | 90‑130 A | Argón 100 % |
| Aluminio | 3,2 mm / 1/8 in | AC (60‑80 Hz) | 120‑180 A | Argón 100 % |
| Bronce al silicio | 1,6 mm / 1/16 in | DCEN | 40‑60 A | Argón 100 % |
| Bronce al silicio | 2,4 mm / 3/32 in | DCEN | 60‑100 A | Argón 100 % |
| Inconel 625 | 1,6 mm / 1/16 in | DCEN | 60‑80 A | Argón 100 % o Argón + 30 % He |
| Inconel 625 | 2,4 mm / 3/32 in | DCEN | 80‑120 A | Argón 100 % o Argón + 30 % He |
| Titanio | 1,6 mm / 1/16 in | DCEN | 50‑70 A | Argón 100 % (cámara o respaldo inerte) |
| Titanio | 2,4 mm / 3/32 in | DCEN | 70‑100 A | Argón 100 % (cámara o respaldo inerte) |
Guía de selección
Sección titulada «Guía de selección»La selección de la varilla TIG adecuada sigue un orden lógico: identificar el metal base, definir las propiedades mecánicas requeridas y considerar las condiciones de servicio.
- Compatibilidad química: la composición del metal de aporte debe ser lo más cercana posible a la del metal base para evitar fisuración en caliente y garantizar la resistencia a la corrosión. En uniones disímiles se escoge un aporte de aleación intermedia o con mayor contenido de aleantes.
- Resistencia mecánica: el depósito debe igualar o superar la resistencia a la tracción mínima especificada para el metal base. Para aceros al carbono, ER70S‑2 y ER70S‑6 cubren la mayoría de aplicaciones estructurales (hasta 483 MPa / 70 ksi).
- Condiciones de servicio: si existe exposición a altas temperaturas, se emplean varillas con molibdeno (ER80S‑D2, ERNiCrMo‑3). Para ambiente marino o químicos con cloruros, se prefieren varillas con molibdeno como ER316L. En criogenia, los inoxidables austeníticos con bajo carbono (ER308L, ER316L) mantienen tenacidad.
- Desoxidantes: para aceros con cascarilla o ligeramente oxidados, ER70S‑6 ofrece mejor mojado gracias a su mayor contenido de silicio y manganeso.
- Aluminio: ER4043 se utiliza en fundiciones y aleaciones Al‑Si (buena fluidez, menor tendencia al agrietamiento); ER5356 se emplea en aleaciones Al‑Mg (mayor resistencia mecánica y mejor tenacidad tras la soldadura).
- Titanio y aleaciones de níquel: requieren pureza extrema del metal de aporte y protección gaseosa redundante para evitar fragilización.
Ventajas y limitaciones
Sección titulada «Ventajas y limitaciones»Ventajas
- La amplia variedad de aleaciones disponibles cubre prácticamente todos los metales de ingeniería soldables.
- Las varillas desnudas, al no contener fundente, producen soldaduras limpias sin escorias que remover.
- Permiten obtener depósitos con propiedades mecánicas muy próximas a las del metal base.
- La combinación con argón puro o mezclas inertes genera cordones de gran calidad estética y estanqueidad.
- El bajo contenido de hidrógeno en los depósitos reduce el riesgo de fisuración en frío.
Limitaciones
- La tasa de deposición es baja comparada con otros procesos, por lo que no resultan económicas para grandes volúmenes.
- La alimentación manual exige alta destreza del soldador para evitar defectos como falta de fusión o porosidad.
- Las varillas para aluminio requieren corriente alterna y equipos con alta frecuencia, lo que incrementa la inversión inicial.
- Algunas aleaciones (titanio, magnesio) demandan atmósferas ultrapuras y cámaras de gas, encareciendo el proceso.
- La ausencia de fundente hace que la preparación y limpieza superficial del metal base sean críticas para la calidad de la soldadura.
Preguntas frecuentes (FAQ)
Sección titulada «Preguntas frecuentes (FAQ)»¿Cuál es la varilla TIG más utilizada para acero al carbono?
Sección titulada «¿Cuál es la varilla TIG más utilizada para acero al carbono?»La ER70S‑2 es la más común en aplicaciones generales; presenta una resistencia a la tracción mínima de 483 MPa / 70 ksi y buena desoxidación.
¿Qué diámetro de varilla se recomienda para soldar chapa de acero de 1,5 mm / 0,06 in de espesor?
Sección titulada «¿Qué diámetro de varilla se recomienda para soldar chapa de acero de 1,5 mm / 0,06 in de espesor?»Se aconseja un diámetro de 1,6 mm / 1/16 in, con corriente directa en el rango de 40‑70 A según la posición y la velocidad de avance.
¿Se puede usar una varilla de acero inoxidable sobre acero al carbono?
Sección titulada «¿Se puede usar una varilla de acero inoxidable sobre acero al carbono?»Solo en ciertos casos disímiles con procedimientos controlados; la diferencia en el coeficiente de expansión térmica (inmediatamente superior en inoxidables austeníticos) puede generar tensiones y fisuración en servicio térmico.
¿Qué gas de protección es el adecuado para soldar aluminio con varilla ER4043?
Sección titulada «¿Qué gas de protección es el adecuado para soldar aluminio con varilla ER4043?»Se emplea argón 100 % con corriente alterna de alta frecuencia; el flujo típico es de 10‑12 l/min / 21‑25 ft³/h en boquillas estándar nº 6‑8.
¿Cuál es el amperaje recomendado para una varilla de 2,4 mm / 3/32 in en acero inoxidable 304?
Sección titulada «¿Cuál es el amperaje recomendado para una varilla de 2,4 mm / 3/32 in en acero inoxidable 304?»En DCEN con argón, el rango óptimo se sitúa entre 70‑100 A, dependiendo del espesor de la pieza y la posición de soldadura.
¿Qué resistencia a la tracción se puede esperar de un depósito con varilla ER5356 en aluminio?
Sección titulada «¿Qué resistencia a la tracción se puede esperar de un depósito con varilla ER5356 en aluminio?»El depósito alcanza típicamente una resistencia a la tracción de 240 MPa / 35 ksi, con un alargamiento del 17 %, suficiente para estructuras navales y de transporte.
Fuentes consultadas
Sección titulada «Fuentes consultadas»- engineeringtoolbox.com: https://www.engineeringtoolbox.com/young-modulus-d_417.html
- efunda.com: https://www.efunda.com/eds/list_company_bycat.cfm/id/1107/cat/Electrical%20and%20Electronic%20Components%20%26gt%3B%20Fasteners%20and%20Hardware/
- manufacturingguide.com: https://www.manufacturingguide.com/en/tig-welding