Puntos clave de la soldadura TIG para tubos de aleación de titanio

El titanio reacciona fácilmente con oxígeno, nitrógeno e hidrógeno a temperaturas superiores a 400 grados, lo que provoca fragilidad de la soldadura, soplos, grietas y otros defectos. Por esta razón, la soldadura TIG debe seguir procesos estrictos que incluyan protección completa-de gas inerte en el proceso, bajo aporte de calor y construcción limpia.

 

 

La soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW/TIG) con electrodo positivo de corriente continua (DCEP) es el mejor método paratubos de aleación de titanio.

• Espesor de pared menor o igual a 3 mm: soldadura TIG completa
• Espesor de pared >3 mm: soldadura de respaldo TIG + relleno y taponado MIG
• Estrictamente prohibido: soldadura por arco metálico protegido (SMAW), soldadura protegida con gas CO₂, soldadura con oxi-combustible

 

Requisitos del equipo:

• Equipado con funciones de cebado de arco de alta-frecuencia, atenuación de corriente y suministro retardado de gas
• Tiempo de retraso en el suministro de gas Mayor o igual a 15s
• Se seleccionan electrodos de cerio y tungsteno, con la punta rectificada en un cono de 30 a 45 grados y un diámetro de 1,0 a 3,0 mm.

 

 

1. Preparación y montaje de ranuras

• Normalmente se utiliza ranura en V, con un ángulo de 60 a 70 grados y una cara de raíz de 0,5 a 1,5 mm.
• Espacio de montaje de 1,0 a 2,0 mm y desalineación inferior o igual al 10 % del espesor de la pared
• La soldadura por puntos adoptará el mismo proceso, con puntos de soldadura cortos y protección adecuada; todos los defectos deben ser rectificados

 

2. Limpieza a fondo

• Limpieza mecánica: Retire las incrustaciones de óxido con cepillos de alambre de acero inoxidable o papel de lija.
• Limpieza química: Desengrasado con acetona → Decapado con solución 5%HF + 35%HNO₃ → Enjuague con agua limpia → Secado
• Completado dentro de las 2 horas antes de soldar; Están estrictamente prohibidos las manchas de aceite, agua y polvo.
• Los operadores deberán usar guantes blancos limpios y no se les permitirá tocar la ranura directamente.

 

3. Entorno de soldadura

• Velocidad del viento Menor o igual a 1,5 m/s; Las medidas de protección contra el viento son imprescindibles.
• Temperatura ambiente mayor o igual a 5 grados y humedad relativa menor o igual al 60%
• Precalentamiento local a 50-100 grados en entornos de baja-temperatura; Está prohibido el precalentamiento a alta-temperatura.

 

 

El éxito de la soldadura de aleaciones de titanio depende de una protección integral con gas argón sin ángulos muertos.

1. Requisitos para el gas protector

• Pureza de argón mayor o igual al 99,99%, preferiblemente 99,995%
• Punto de rocío inferior o igual a -40 grados y contenido de agua inferior o igual a 50 mg/m³

 

2. Configuración de triple protección

• Protección de la boquilla frontal: caudal de 8 a 15 l/min con una boquilla de gran-diámetro
• Protección de llenado de argón en la parte trasera: caudal de 5 a 10 l/min; Los dos lados de la ranura dentro de 150 a 300 mm se sellarán con papel soluble.
• Protección de escudo posterior: longitud mayor o igual a 100 mm y caudal de 5 a 8 l/min para cubrir la zona de alta-temperatura hasta que se enfríe

 

3. Operaciones de protección de claves

• Continúe el suministro de gas después de la extinción del arco hasta que la temperatura de soldadura baje a menos de 350 grados o igual antes de mover el soplete.
• El extremo del cable deberá permanecer en el área protegida en todo momento y no debe sacarse
• Temperatura entre pasadas para soldadura multi-capa Menor o igual a 200 grados; Se recomienda soldar en frío.

 

 

1. Principio de bajo aporte de calor

• Baja corriente, arco corto, velocidad de soldadura rápida y sin oscilación de la antorcha
• Control de entrada de calor: 6–35 kJ/cm
• Evite la degradación del grano grueso y del plástico.

 

2. Parámetros típicos (como referencia)

• Diámetro del electrodo de tungsteno: 1,6–2,4 mm
• Corriente de soldadura: 50–90 A para soldadura de respaldo, 80–140 A para soldadura de relleno
• Voltaje del arco: 10–15 V
• Hilo de soldadura: Homogéneo con el metal base (ERTi-2/ERTi-4 para TA2/TC4 respectivamente)

 

3. Especificaciones operativas

• Ángulo de inclinación del soplete de soldadura: 75 grados –85 grados; Ángulo de inclinación del alambre de soldadura: 10 grados –15 grados
• Minimizar la oscilación lateral del soplete para evitar dañar la cortina de gas.
• Está prohibido golpear con arco aleatorio sobre la superficie del metal base.
• Llene el cráter durante la extinción del arco y adopte la atenuación actual para evitar cavidades por contracción.

 

 

• El blanco plateado es el color de soldadura óptimo; cuanto más oscuro es el color, peor es el efecto de protección:
• Blanco plateado: Calificado
• Amarillo pálido: Calificado
• Azul oscuro: Ligera oxidación, utilizable.
• Gris/blanquecino-: oxidación severa, se debe quitar y volver a soldar

 

 

Fragilidad por oxidación

• Causas: Fallo de protección, temperatura excesivamente alta.
• Contramedidas: fortalecer la triple protección, adoptar un suministro retardado de gas, controlar estrictamente la temperatura entre pasadas

espiráculos

• Causas: contaminación por aceite, humedad, argón impuro, caudal inadecuado
• Contramedidas: limpieza exhaustiva, uso de argón de alta-pureza, mantenimiento del arco corto y adopción del caudal adecuado

Grietas en frío/disminución de la plasticidad

• Causas: Fragilización por hidrógeno, grano grueso.
• Contramedidas: controlar estrictamente las fuentes de hidrógeno, aplicar un bajo aporte de calor, realizar un recocido para aliviar tensiones si es necesario

 

 

• Inspección visual: No hay grietas, soplos, picaduras ni oxidación en la superficie de soldadura.
• Pruebas de tintes penetrantes (PT) y pruebas radiográficas (RT)
• Pula las áreas muy oxidadas y realice soldaduras de reparación si es necesario.
• El recocido al vacío se puede realizar en componentes clave para mejorar la plasticidad y la estabilidad.

 

 

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