Falta de fusión - soldadura FW en aluminio con TIG -

[pelusino]

Hola, os cuento mi problema a ver si a alguien se le ocurre algo.
Uno de los defectos más habituales de la soldadura de aluminio en ángulo, concretamente en "T", es la falta de fusión en la raiz. La norma de calidad que aplica en este caso es la EN 10042, en la cual queda claro que la falta de fusión en la raiz es un defecto que si bien en aluminio es más habitual que en aceros, el margen permisible es un 25% de la longitud soldada.
El caso es que en mi empresa, estamos acostumbrados a soldar aluminio pero nunca habíamos tenido unos requisitos de calidad tan altos como los que ahora mismo nos requiere el momento. En su momento yo mismo acepté macros con una penetración un tanto dudosa y ahora me veo obligado a tener que revisar todos los procedimientos en aluminio en ángulo para solucionar este defecto.
El problema reside en que una vez puestos con las pruebas, no conseguimos mejorar este punto. Sucede que las caras de la unión en "T" funden perfectamente pero no conseguimos que la penetración de la garganta consiga superar el límite de unión de las dos chapas. Si trazamos una linea de prolongación entre las chapas donde se juntan a 90º, se observa que la zona fusionada nunca sobrepasa este punto, como si ahí encontrasemos un freno.
En los ensayos de rotura se puede apreciar perfectamente que en esta zona, los cantos de la chapa están prácticmente intactos.

Los principales datos de estas soldaduras son las siguientes:
- Metales base: Aluminio AW 5183 y AW 5754,
- Espesores: de 1 a 5 mm,
- Material de aportación S Al 5183 y S Al 5754 con diámetros de 1´6, 2´4 y 3´2 mm dependiendo del espesor,
- Tungsteno puro
- C.A. en alta frecuencia
- Gas de Argón al 99,99%
- Limpieza con disolvente.

Hemos hecho pruebas de mil formas, variando intensidad, caudal de gas, balance de onda, diametros de varilla y tungsteno, velocidad de soldeo, gratado intensivo de las chapas, incluso utilización de backings en el lado contrario a modo de probar lo que sea. Si a alguno se os ocurre cual puede ser el motivo, os lo agradecería enormemente.

[Francisco Rebollo Doncel]

Prueba a dar la primera pasada sin aportación, y observa lo que ocurre. Luego prueba, consiguiendo el mismo efecto, pero esta vez, con aportación.
Casi con todos los procesos: Siempre que sueldes llevando el arco retrasado, es decir, encima del baño de fusión, te ocurrirá tu problema, por lo que hay que llevar siempre el arco justo delante del baño de fusión (en la línea de avance del mojado).

[pelusino]

Buena idea!, creo que dar una pasada sin aportación me dará una pista más de qué está pasando. Tengo miedo de que en "T" sin aportación haga rechupe, pero es cuestión de probar. Lo mismo es una mala operativa del soldador...

[Francisco Rebollo Doncel]

Lo de dar la primera pasada sin aporte es para que el soldador intente ver y diferenciar: El Arco por un lado, el Baño de Fusión por otro y la Penetración que está consiguiendo por otro (la profundidad de la penetración va a depender del socavón que consiga al fundir el borde y la superficie de la chapa, es decir, el otro borde) Debes tener en cuenta que la T se compone de un borde con esquina y otro borde que es la superficie de la chapa, precisamente es esta superficie la que hay que atacar mas, con el arco, dado que absorbe el calor de forma tridimensional y tardará mas en fundir que el otro borde que lo hace solo en dos direcciones.
No debe haber problemas, si das una pasada sin aporte y otra con aporte, pero esto no es productivo, por lo que una vez que consigas fundir los bordes correctamente sin aporte, hay que pasar a hacerlo directamente con aporte, pero hiriendo el rincón, adelantando y acercando el arco, si fuese necesario, con un movimiento de vaivén longitudinal y sin abandonar el cordón que venimos haciendo.
Otro detalle: el electrodo de tungsteno tiene que sobresalir de la boquilla de gas para poder acercarse lo suficiente al rincón, de lo contrario el abanico que forma el arco aportará calor a los lados que es el camino mas corto y no llegará a la raíz, que nuestro objetivo.

[pelusino]

Hola a todos. Después de probar con las ideas propuestas, el resultado sigue siendo el mismo. Empiezo a pensar que mi problema no es "mio" sino de general. Reto a cualquiera a que me presente una macro de una soldadura FW en aluminio donde la raiz no tenga falta de fusión.
Ahí va el reto.

[Odin]

Aunque un poco tarde, como me encantan los retos daré mi opinión. Es difícil unificar un procedimiento para un abanico de espesores entre 1 y 5 mm. En primer lugar no mencionas el diametro del tungsteno, cosa muy importante para conseguir un arco adecuado en la soldadura de rincón, tal como ya apunta Rebollo. En aluminio hay una tendencia a utilizar diámetros de Tng. demasiado generosos y ello a veces impide el adecuado control del arco. Otra pista puede estar en el tipo de gas, sobretodo en los espesores más importantes. Prueba con Ar-He al 30%.
Suerte
Odin

[pelusino]

Hola Odín, no has llegado tarde puesto que el problema, sigue ocurriendo. No es que unifique varios espesores, es que para todos ellos sucede lo mismo, aunque donde más dificil es de conseguir mitigar es en el más fino.
Mismamente hoy hemos estado haciendo pruebas en 1,5 mm con aluminio AW5083 en FW y era prácticamente imposible evitar esta falta de fusión. Tampoco creo que se deba al tungsteno puesto que hemos empleado el de diámetro 1,6 mm, el menor. Hace semanas probamos con la mezcla de gas que indicas y si que pude observar una variación en la forma de la garganta, pero el problema persiste.
Intentaré sacar un rato libre mañana para hacer unas cuantas fotos y así le ponéis cara al problema.

Un saludo.

[Odin]

Vaya Pelusino, lamento ver que vuestros problemas persisten. ¿Nos podrías indicar que equipo utilizaís y si tiene balance?
Saludos
Odin

[pelusino]

Si claro, usamos equipos Jackle de 300A. Utilizamos un balance de +2 y ya hemos probado varias combinaciones de balance y frecuencia.

[JoaquA­n BeltrAn]

Muy buenas pelusino,

Tras leer con detenimiento el hilo, hay algo que creo debéis cambiar en el proceso.

Si hasta los últimos años ha sido común el uso del electrodo de tungsteno puro para la soldadura del aluminio, ultimamente se ha demostrado que el uso de tungstenos aleados mejora considerablemente el proceso de soldeo. Esto es debido a que con AC el electrodo de tungsteno puro se funde rapidamente, formando una bola en su extremo, y haciendo que el arco no sea tan focalizado (que es precisamente lo que necesitais en la junta para que llegue a fundirse).

Te recomendaría que empleárais tungstenos aleados al lantano (2%) o cerio. No sólo os permitirá un arco menos errático y más focalizado, sino que las intensidades que podréis alcanzar serán mayores.

Estoy casi seguro que de esta forma solucionaréis el problema.. Ahora el reto te lo lanzo yo a tí.. jeje

Suerte!

[pelusino]

Interesante interesante. Estoy deseoso de llegar el lunes y hacer la prueba. La verdad es que no se me había ocurrido probar con otro tipo de tungsteno. Ya os contaré qué tal ha ido.

Muchas gracias por el consejo.

[pelusino]

Bueno, he hecho pruebas con el de cerio y no he obtenido mejora. Con los de circonio no he podido porque no consigo encontrar un proveedor que lo tenga. ¿Tú donde los consigues Joaquín?

Os pongo un link de varias de las macros a ver si conseguís ver el detalle de la falta de fusión.

[pelusino]

Reactivo este hilo, ya que el problema persiste. Invito a todo el mundo a proponer alguna solución y me gustaría saber si todo aquel que trabaja con aluminio tiene este problema. De hecho, me gustaría ver si alguien tiene alguna soldadura en aluminio hecha con TIG en ángulo, donde no aparezca este problema!

[jcmartin]

Hola,

Ciertamente es una coincidencia, dado que en las últimas semanas estoy con el mismo problema, en el mismo proceso TIG, y chapa de e= 2 mm, 6082 en mi caso. Hemos probado ajustando distintos parámetros de la máquina (una WECO 281), pero el problema persiste, y según qué tocamos, se incrementa.

Lo único que he logrado obtener como resumen, es que se trata de la habilidad del soldador.

Pues nada, apoyo el reto.

Saludos

[pelusino]

A día de hoy, yo todavía no he visto una probeta de aluminio en ángulo soldada con TIG que no tenga este problema