Elegir la varilla de aporte TIG adecuada es tan importante como seleccionar los ajustes correctos de la soldadora o el electrodo de tungsteno. La varilla de aporte influye directamente en la resistencia, el aspecto, la ductilidad y la resistencia a la corrosión de la soldadura, así como en la facilidad de soldadura del material.
Existen numerosos tipos de varillas de relleno para soldadura TIG, pero para trabajos de fabricación en el sector del automovilismo, la lista suele ser mucho más reducida de lo que se piensa. En la mayoría de los casos, unos pocos materiales y diámetros de relleno comunes son suficientes para la mayoría de los trabajos de fabricación que involucran acero, aluminio, acero inoxidable y titanio.
Tenga en cuenta que esta es solo una visión general del tema, y que el curso práctico de soldadura TIG de HPA profundiza mucho más en el tema.
En este artículo: ¿Para qué sirve la varilla de relleno? | Elección del diámetro de la varilla de relleno | Varillas de relleno de acero dulce | Varillas de relleno de cromo-molibdeno | Varillas de relleno de aluminio | Varillas de relleno de acero inoxidable | Varillas de relleno de titanio | Manipulación y preparación | Resumen
¿Para qué sirve la varilla de relleno?
Antes de adentrarnos en los materiales individuales, asegurémonos de que todos entendemos lo mismo: qué es exactamente la varilla de relleno y para qué sirve.
La soldadura TIG funciona mediante el uso del arco eléctrico para crear un baño de fusión controlado en el material base. A continuación, se añade manualmente una varilla de aporte a este baño de fusión para formar el cordón de soldadura.
A diferencia de la soldadura MIG , la soldadura TIG nos permite controlar completamente la velocidad de adición del material de aporte. Esto significa que podemos influir con mucha más precisión en el tamaño, la forma y el aspecto final del cordón de soldadura.
La velocidad a la que se introduce la varilla de relleno en el baño de soldadura es uno de los principales factores que contribuyen a la clásica apariencia de "monedas de diez centavos apiladas" que se asocia comúnmente con las soldaduras TIG de alta calidad.
Selección del diámetro de la varilla de relleno
La varilla de relleno para soldadura TIG está disponible habitualmente en diámetros de 1,0 mm, 1,6 mm, 2,4 mm y 3,2 mm.
El diámetro de la varilla influye directamente en el perfil de la soldadura, la velocidad de deposición y el aporte térmico. Una varilla demasiado pequeña puede dificultar la adición de suficiente material de aporte al baño de fusión, mientras que una varilla demasiado grande puede generar soldaduras de gran tamaño y requerir un aporte térmico adicional.
Una buena regla general es que el diámetro de la varilla de relleno coincida aproximadamente con el espesor del material que se está soldando.
Por lo tanto, para la mayoría de los trabajos de fabricación en el ámbito del automovilismo:
- La varilla de relleno de 1,6 mm es la opción estándar para la mayoría de las aplicaciones de soldadura CC, como acero dulce, cromo-molibdeno, acero inoxidable y titanio.
- La varilla de relleno de 2,4 mm se utiliza habitualmente para la soldadura de aluminio con corriente alterna.
- La varilla de relleno de 3,2 mm se suele reservar para aluminio más grueso o para soldadura con mayor amperaje.
Utilizar una varilla de relleno más pequeña de 1,0 mm en tubos delgados de acero inoxidable puede ayudar a crear soldaduras más planas y de perfil más bajo. No hay nada necesariamente malo en ninguno de los dos métodos; en gran medida, depende de las preferencias personales y del acabado de soldadura que se desee obtener.
Para trabajos extremadamente delicados, algunos fabricantes incluso cortan secciones cortas de alambre MIG de 0,9 mm de una bobina y las utilizan como material de relleno TIG ultrafino.
Varillas de relleno de acero dulce
Para la soldadura TIG de acero dulce, la opción más común de varilla de aporte es ER70S-2 o ER70S-6.
Estas varillas de relleno son fáciles de conseguir, fáciles de soldar y funcionan muy bien para la mayoría de las tareas de fabricación de acero dulce.
El ER70S-2 es especialmente común en la fabricación de componentes para deportes de motor porque ofrece un buen rendimiento en chapas metálicas y tubos delgados, lo que lo hace ideal para modificaciones en paneles de carrocería, soportes y componentes fabricados de fábrica.
Las opciones de diámetro típicas son:
- 1,6 mm para materiales más delgados y fabricación en general.
- 2,4 mm para secciones más gruesas o perfiles de soldadura más grandes.
Varillas de relleno de cromomolibdeno
Una idea errónea común sobre el acero al cromo-molibdeno es que siempre debe soldarse con una varilla de relleno de cromo-molibdeno del mismo tipo.
En realidad, a menos que todo el conjunto vaya a someterse a un tratamiento térmico posterior a la soldadura y a un proceso de normalización, esto suele ser innecesario para los trabajos de fabricación en el sector del automovilismo.
Para la mayoría de las aplicaciones, la varilla de aporte ER70S-2 o ER80S-D2 funciona excepcionalmente bien al soldar tubos y estructuras de cromomolibdeno. Estas varillas proporcionan una excelente resistencia de soldadura, a la vez que conservan la ductilidad suficiente para permitir cierta flexibilidad en la zona de soldadura, reduciendo así la probabilidad de agrietamiento alrededor del área afectada por el calor.
Cabe destacar que la varilla de relleno de cromomolibdeno 4130 se suele reservar para aplicaciones en las que la soldadura se someterá a un tratamiento térmico posterior. Generalmente no se recomienda para chasis de coches de carreras, jaulas antivuelco u otras aplicaciones deportivas debido a su mayor dureza y menor elongación en comparación con ER70S-2 y ER80S-D2.
Varillas de relleno de aluminio
Para la soldadura TIG de aluminio, las dos opciones de varilla de aporte más comunes son la 4043 y la 5356.
Ambos materiales se utilizan ampliamente en la fabricación de componentes para el automovilismo, pero poseen características diferentes que los hacen más adecuados para aplicaciones específicas.
La varilla de relleno 4043 contiene aproximadamente un 5 % de silicio. Esto mejora las características de flujo del baño de soldadura, lo que ayuda a que la soldadura se impregne de forma más uniforme y facilita el proceso de soldadura.
Por este motivo, el código 4043 suele ser el preferido para:
- Soldadura TIG de aluminio para principiantes.
- Soldaduras estéticas.</
- Aplicaciones expuestas a temperaturas elevadas de forma sostenida.
Esto significa que el acero 4043 generalmente produce soldaduras de aspecto más limpio y se usa comúnmente para tuberías de admisión, fabricación de intercoolers y trabajos generales de fabricación de aluminio.
En comparación con la varilla de relleno 5356, esta contiene aproximadamente un 5 % de magnesio, lo que ayuda a producir una soldadura más resistente con una mayor resistencia al corte en comparación con la 4043, pero puede ser un poco más difícil de soldar limpiamente.
El acero 5356 se usa comúnmente en muchas aleaciones de aluminio de las series 5xxx y 6xxx donde se requiere mayor resistencia, mejor coincidencia de color después del anodizado o compatibilidad con metales base que contienen magnesio. Para las aleaciones de la serie 6xxx, se suele elegir el acero 4043 por su facilidad de soldadura y resistencia al agrietamiento, mientras que el 5356 puede ser la opción preferida cuando la resistencia o la coincidencia de color tras el anodizado son importantes.
También es importante tener en cuenta que, por lo general, se evita el uso de 5356 en componentes expuestos a temperaturas elevadas sostenidas. Los metales de relleno de aluminio que contienen magnesio pueden volverse susceptibles a la corrosión bajo tensión en servicio a altas temperaturas, por lo que en esos casos, el 4043 u otro material de relleno adecuado suele ser la mejor opción.
Por último, el aluminio fundido puede ser más complicado de soldar porque no siempre se conoce la composición de la aleación.
Sin embargo, como guía general:
- Las piezas fundidas de la serie 300 suelen ser compatibles con la varilla de relleno 4043.
- Las piezas fundidas de la serie 5xx.x generalmente son compatibles con la varilla de relleno 5356.
El problema radica en que no siempre es posible identificar la aleación exacta utilizada en una pieza fundida.
La soldadura TIG de aluminio es bastante diferente a la de la mayoría de los demás materiales que soldarás con tu soplete, y aquí tienes algunos consejos para ayudarte a empezar.
Varillas de relleno de acero inoxidable
En ocasiones, el acero inoxidable se puede soldar por fusión sin varilla de relleno cuando el ajuste es excelente, el material es delgado y la junta no está sometida a cargas elevadas.
La soldadura por fusión es especialmente útil para soldaduras pequeñas, delicadas o de importancia estética en acero inoxidable.
Cuando se utilice una varilla de relleno, el material correcto debe coincidir con el material base:
- Varilla de llenado 308L para acero inoxidable 304.
- Varilla de relleno 316L para acero inoxidable 316.
Un consejo crucial: al soldar acero inoxidable, es importante controlar cuidadosamente el baño de fusión, ya que el acero inoxidable puede quemarse rápidamente si el amperaje es demasiado alto.
En los trabajos de escape de acero inoxidable, la calidad de la purga es tan importante como la selección del material de aporte. La oxidación o la formación de cristales de óxido en la parte posterior de la soldadura pueden reducir la resistencia a la corrosión y el rendimiento ante la fatiga, por lo que una purga posterior adecuada con argón es esencial.
Varillas de relleno de titanio
Al igual que el acero inoxidable, el titanio a veces se puede soldar por fusión cuando el ajuste es excelente y la soldadura no tiene una gran importancia estructural.
Cuando se requiere una varilla de relleno, normalmente se utiliza un material de relleno del mismo tipo:
- Titanio de grado 2 — ErTi-2.
- Titanio de grado 3 — ErTi-3.
- Titanio grado 5 (Ti6Al4V) — ErTi-5.
La varilla de relleno de 1,6 mm se utiliza habitualmente para la mayoría de los trabajos de fabricación de titanio.
El titanio requiere una técnica cuidadosa con la varilla de aporte, ya que esta puede adherirse fácilmente al material base si se introduce incorrectamente. Mantener la varilla en posición vertical e introducirla directamente en el baño de fusión puede ayudar a prevenirlo.
También es sumamente importante mantener el extremo de la varilla de relleno dentro de la cobertura de gas de protección entre cada aplicación. Si la varilla sale de la protección de gas, puede oxidarse y contaminar la soldadura la próxima vez que se añada al baño de fusión.
Manipulación y preparación
Antes de finalizar, aquí en el taller de High Performance Academy, hemos visto una y otra vez que la preparación de la varilla de relleno es un factor crucial, pero a menudo pasado por alto, que puede tener un impacto significativo en la calidad de la soldadura.
La mayoría de las varillas de aporte TIG se suministran en longitudes cercanas a un metro. Dado que sostenemos la varilla relativamente cerca del baño de fusión, el voladizo largo puede dificultar la alimentación y el control. Por este motivo, muchos soldadores cortan las varillas por la mitad antes de usarlas para facilitar su manejo.
También es importante limpiar las varillas de relleno antes de soldar. Durante la fabricación y el transporte, las varillas pueden acumular aceites, suciedad y oxidación.
Limpiar las varillas con acetona antes de soldar ayuda a eliminar los contaminantes y reduce el riesgo de introducir impurezas en el baño de soldadura.
No olvides que el resto del material también necesita una buena preparación y seguir las mejores prácticas para lograr resultados de soldadura uniformes y de calidad.
Resumen
Elegir la varilla de relleno TIG adecuada se reduce a seleccionar el material y el diámetro correctos para el trabajo.
Para la mayoría de los trabajos de fabricación en el ámbito del automovilismo:
- El ER70S-2 es la opción estándar para la soldadura de acero dulce y la mayoría de las soldaduras de acero al cromo-molibdeno.
- Las aleaciones 4043 y 5356 son las varillas de relleno de aluminio primarias.
- Las aleaciones 308L y 316L se utilizan para el acero inoxidable.
- Para el titanio se utilizan varillas de relleno de ErTi compatibles.
La varilla de relleno de 1,6 mm suele ser ideal para la mayoría de las aplicaciones de soldadura de CC, mientras que la de 2,4 mm se utiliza comúnmente para la soldadura de aluminio de CA.
Una buena técnica con la varilla de aporte, una limpieza adecuada y la elección de la varilla correcta para cada aplicación desempeñan un papel fundamental en la obtención de soldaduras TIG fuertes, limpias y uniformes.
