El documento describe las clasificaciones de los electrodos de tungsteno utilizados en soldadura TIG, incluyendo electrodos de tungsteno puro, toriados, ceriados, lantanados y zirconiados. Explica las ventajas y características de cada clasificación, así como su composición química y código de color según la norma AWS.

1. LIBRO DE TRABAJO
#1
Las clasificaciones de los electrodos de tungsteno se basan en
la composición química del electrodo, como se indica en la Tabla
1. La tabla muestra además el sistema de identificación por co-lores
para las diferentes clases de electrodos de tungsteno.
Los electrodos deben estar libres de impurezas e imper-fecciones
en la superficie; por ello, se tienen que producir ya sea
con un acabado químico de limpieza, en el cual las impurezas
sean removidas después de la operación de moldeado, o con un
acabado de lijado sin centro, en el cual las imperfecciones de la
superficie sean removidas al lijarse.
A continuación se encuentran algunas descripciones breves de
las clasificaciones de electrodos.
Clasificación de electrodos EWP. Los electrodos de tungsteno
puro (EWP) contienen un mínimo de 99.5% de tungsteno, sin el-ementos
de aleación intencionales. Se consideran electrodos de
bajo costo y normalmente se usan para soldar aleaciones de mag-nesio
y aluminio. La capacidad de transporte de corriente de los
electrodos de tungsteno puro es más baja que aquella de los elec-trodos
de aleaciones. Proporcionan buena estabilidad de arco
cuando se usan con corriente alterna, ya sea de frecuencia de onda
balanceada o alta continua. La punta del electrodo EWP conserva
un extremo limpio y redondeado que facilita la buena estabilidad
de arco. Los electrodos EWP pueden usarse con DC, pero no pro-porcionan
las características de iniciación y estabilidad de arco
que ofrecen los electrodos toriados, ceriados, o lantanados.
Clasificación de electrodos EWTh. En estos electrodos, la
emisión termoiónica de tungsteno puede mejorarse con la aleación
del tungsteno con óxidos de metal que tengan muy bajas funciones
de trabajo. Como resultado, estos electrodos pueden usarse con
corrientes de soldadura más elevadas. El óxido de torio (ThO2), lla-mado
toria, es uno de estos aditivos. Se encuentran disponibles dos
tipos de electrodos de tungsteno toriado. Los electrodos EWTh-1 y
EWTh-2 contienen 1% y 2% de toria, respectivamente, disperso de
manera regular a lo largo de todo el electrodo.
Cuando se comparan con electrodos de tungsteno puro
(EWP), los electrodos de tungsteno toriado proporcionan una ca-pacidad
de transporte de corriente 20% más alta, generalmente
tienen una vida más larga, y presentan mayor resistencia a la con-taminación
de la soldadura. El inicio del arco es más sencillo y el
arco es más estable que con electrodos de tungsteno puro o zir-coniado.
Los electrodos EWTh-1 y EWTh-2 fueron diseñados
para aplicaciones de DCEN ya que mantienen una configuración
de punta afilada durante la soldadura, la geometría deseada para
operaciones de soldadura.
Aunque el torio es un material de bajo nivel radioactivo, si la
soldadura se va a realizar en espacios confinados por un período
de tiempo prolongado, o si se corriera el riesgo de ingerir el polvo
de las limaduras del electrodo, se deben tener en consideración
precauciones especiales de ventilación.
Clasificación de electrodos EWCe. Introducidos por primera
vez al mercado norteamericano a principio de los 1980s, estos
electrodos se desarrollaron como posibles reemplazos para los
electrodos toriados ya que el cerio no es un elemento radioactivo.
Los electrodos EWCe-2 contienen 2% de óxido de cerio (CeO2),
al que se le da el nombre de ceria. Comparados con los de tung-steno
puro, los electrodos ceriados facilitan el inicio del acto,
mejoran la estabilidad del arco, y reducen la tasa de vaporización
o consumo. Las ventajas de los electrodos ceriados mejoran en
proporción al incremento en el contenido de ceria. Los electrodos
EWCe-2 operan con éxito con AC o DC de cualquier polaridad.
Clasificación de electrodos EWLa. Los electrodos con agrega-dos
de óxido de lantano se desarrollaron aproximadamente al
mismo tiempo que los electrodos ceriados y por la misma razón.
El lantano no es radioactivo. Las ventajas y características de op-eración
son similares a aquellas de los electrodos EWCe-2.
Están disponibles en tres tipos: EWLa-1, EWLa-1.5, y EWLa-
2. Los electrodos EWLa-1 contienen 1% de óxido de lantano
(La2O3) al que se le da refiere como lantana. Las ventajas y ca-racterísticas
de estos electrodos son muy similares a las de los
electrodos de tungsteno ceriado, lo cual facilita el inicio y la esta-bilidad
del arco, reduce la tasa de erosión de la punta, y extiende
el rango de corriente de operación. Los electrodos EWLa-2 con-tienen
2% de óxido de lantano disperso; este es el volumen más
alto de óxido de cualquiera de los tipos específicos de electrodos
señalados por la AWS de un solo aditivo. El alto contenido de
óxido mejora el inicio y la estabilidad del arco, reduce la tasa de
erosión de la punta, y extiende el rango de corriente de operación.
Clasificación de electrodos EWZr. Los electrodos de tung-steno
zirconiado (EWZr) contienen 0.25% de óxido de zirconio
(ZrO2). Tienen las características de soldadura que por lo ge-neral
caen entre aquellas de los electrodos de tungsteno puro y las
de los electrodos de tungsteno toriado. Con la soldadura AC,
EWZr combina las características deseables de estabilidad de
arco y un extremo redondeado típico del tungsteno puro, con la
capacidad de corriente y las características de inicio del tungsteno
toriado. Tienen más alta resistencia a la contaminación que el
tungsteno puro y son preferibles para las aplicaciones de sol-dadura
de calidad radiográfica donde la contaminación del tung-steno
de la soldadura se debe reducir al mínimo.
Clasificación de electrodos EWG. Esta clasificación se asigna
a las aleaciones que no se cubren en las clases anteriores. Estos
electrodos contienen un agregado no especificado de un óxido no
especificado o combinación de óxidos. El propósito del agregado
es mejora la naturaleza o las características del arco, como lo de-fine
el manufacturero. Muchos electrodos EWG están comercial-mente
disponibles o están en desarrollo. Estos incluyen electro-dos
con agregados de óxido de Itrio u óxido de magnesio. Esta
clasificación incluye además a los electrodos ceriados o lantana-dos
que contienen estos óxidos en cantidades distintas a aquellas
enlistadas, o en combinación con otros óxidos.♦
Extraído del Welding Handbook (Manual de Soldadura), Vol. 2, novena edición.
40 OCTUBRE 2008
Clasificación de electrodos para GTAW
Tabla 1 — Codificación por color y elementos de amalgama para varias
aleaciones para electrodos de tungsteno
Clasificación Color(a) Elemento Óxido % de óxido
de la AWS elemento aleado amalgamante
EWP Verde — — —
EWCe-2 Naranja Cerio CeO2 2
EWLa-1 Negro Lantano La2O3 1
EWLa-1.5 Dorado Lantano La2O3 1.5
EWLa-2 Azul Lantano La2O3 2
EWTh-1 Amarillo Torio ThO2 1
EWTh-2 Rojo Torio ThO2 2
EWZr-1 Café Zirconio ZrO2 0.25
EWG Gris No especificado(b)— —
(a) El color puede estar aplicado en forma de bandas, puntos, u otros, en cualquier
punto de la superficie del electrodo.
(b) El fabricante debe identificar el tipo y el contenido nominal de la tierra rara u
otros agregados de óxido.

2. LIBRO DE TRABAJO
#2
Fundamentos de soldadura por fricción–agitación
WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 41
La soldadura por fricción-agitación (Friction Stir Welding, ó
FSW, por sus siglas en inglés) es una variante de la soldadura por
fricción que usa una herramienta giratoria no consumible para
crear la soldadura. La herramienta giratoria rotativa trabaja el ma-terial
calentando el área adyacente a la interfaz de la soldadura para
producir una soldadura sólida continua. Un diseño de la he-rramienta
común tiene la forma de un rodillo con una área cóncava
(hombro) con una punta (sonda) coaxial al eje de rotación.
Las piezas de trabajo están rígidamente aseguradas y soportadas
con una placa de respaldo que sostiene la carga de la herramienta y
constriñe la deformación del material en la parte de atrás de la
junta. En la mayoría de los casos, la punta está diseñada para ser li-geramente
más corta que el grosor de la junta de soldadura para
prevenir el contacto con la placa portamatriz.
Para iniciar el proceso, la herramienta giratoria se hunde en la
junta de soldadura hasta que el hombro haga contacto con las su-perficies
de la de las piezas de trabajo. El movimiento de la he-rramienta
Extraído del Welding Handbook (Manual de Soldadura), Vol. 3, novena edición.
promueve el desplazamiento del material suavizado y el
metal trabajado en caliente se barre alrededor de la herramienta; la
soldadura se produce tras ella. El hombro de la herramienta pro-porciona
una fuerza forjadora encima de la superficie de la sol-dadura.
Cuando se ha logrado la longitud deseada, se retira la he-rramienta.
El proceso originalmente se diseñó para soldar alu-minio,
pero se ha probado en aleaciones de titanio y acero.
Algunas de sus ventajas incluyen la deformación mínima con la
fijación adecuada, nada de vapores o salpicaduras, poca o ninguna
preparación de junta, y la eliminación de discontinuidades rela-cionadas
con la solidificación, tales como la porosidad y
agrietamiento. Se pueden lograr altas velocidades de desplaza-miento
o viaje con el proceso.
Una gran limitación de la soldadura por fricción-agitación
(FSW) es que la junta no es de autosoporte y debe contenerse ade-cuadamente.
Dependiendo de la aplicación, el costo del
equipamiento para soportar la junta pudiera ser significativo.♦
Clave:
1 = Metal Base
2 = Dirección de la rotación de la herramienta
3 = Herramienta de soldar
4 = Fuerza axial
5 = Hombro de la herramienta
6 = Sonda
7 = Soldadura lateral en avance
8 = Hoyo de salida
9 = Lado de retirada de la soldadura
10 = Cara de soldadura