El porcentaje de argón en la mezcla de gas de protección sí importa


Nuestra empresa cambió recientemente nuestro alambre tubular principal a un alambre clasificación E71T-12M-JH8. Especifica utilizar una mezcla de gas de protección con 75% - 80% Ar / y balanceado con CO2. Utilizamos típicamente una mezcla con 88% de argón. ¿No es esto recomendable? ¿O es sólo uno de esos casos en los que tendremos que hacer algunas pruebas nosotros mismos para verificación?


Hay dos posibles problemas con el uso de una mezcla de gas de protección 88% de Argón (Ar) y 12% (CO2) con electrodo E71T-12M-JH8 (también conocido como alambre). En primer lugar, el uso de mucho de argón en la mezcla con cualquier electrodo de alambre tubular con gas protector (véase el ejemplo en la Figura 1) puede resultar en un aumento excesivo de la fluidez del charco. . El segundo problema potencial, sobre todo con la Sociedad Americana de Soldadores (AWS por sus siglas en inglés) es el electrodo clasificado "T-12", con un nivel de resistencia a la tensión del metal de soldadura elevado, lo que podría dar lugar a problemas soldadura como el agrietamiento. 

En cuanto a la primera cuestión, los electrodos tubulares con protección de gas, suelen utilizarse, ya sea con el 100% del gas de protección CO2 o una mezcla de argón / CO2 (de los cuales el 75% Ar / 25% CO2 es el más común en los Estados Unidos). La adición de argón para el CO2 aumenta la suavidad del arco y el operador suele recurrir a esto, particularmente con la soldadura fuera de posición, lo que proporciona una transferencia de arco de rociado suave y buena fluidez de charco. Sin embargo, como el porcentaje de argón en la mezcla comienza a obtener cerca del 80%, aproximadamente el arco se vuelve más fluido y "espesa", puede llegar a ser más difícil de manejar, particularmente para la soldadura y sobrecarga vertical. Esto es generalmente un recurso para el operador o una cuestión de preferencia personal. 

Como nota, cuando se utiliza un gas protector mixto para electrodos tubulares con protección de gas, por lo general el porcentaje mínimo de argón para utilizar con CO2 es de 75%. A medida que disminuye el porcentaje de argón en la mezcla por debajo de este nivel, usted comienza a perder rápidamente los beneficios de recursos para el operador con respecto al argón. Sin embargo, usted todavía tiene que pagar más por tener argón en la mezcla de gases. Muchos electrodos tubulares con protección de gas para uso con gas de protección mixto especifican un porcentaje máximo recomendado de argón, mientras que el nivel mínimo implícito de argón es del 75%.

Percentage of Argon in Mixed Shielding Gas Does Matter

Figura 1: Ejemplo de la Soldadura FCAW-G

En cuanto a la segunda cuestión, utilizando más del porcentaje recomendado de argón en la mezcla de gas de protección se puede obtener mayor resistencia a la tensión del metal de soldadura de lo esperada. En primer lugar, tenga en cuenta que según la especificación AWS sobre metal de aporte, un electrodo con clasificación AWS E71T-12M-JH8 (es decir, electrodo "T-12") no sólo tiene un requisito mínimo de resistencia a la tensión de 70.000 psi o 70 ksi (483 MPa), también tiene un requisito máximo resistencia a la tensión de 90.000 psi o 90 ksi (620 MPa). Los electrodos con clasificaciones "T-1" y "T-9" muy comunes (por ejemplo E71T-1M / E71T-9M), tienen un requisito mínimo de resistencia a la tensión de 70 ksi (483 MPa) y la máxima exigencia de resistencia a la tensión de 95 ksi (655 MPa). 

En segundo lugar, tenga en cuenta el efecto que cada tipo de gas protector tiene sobre la química del metal de soldadura depositado. El CO2 es un gas activo (es decir, reactivo). Va a reaccionar, e incluso "quemará" alguna aleación desde el electrodo en el arco, lo que resultará en menor recuperación de aleación en el metal de soldadura. Esto a su vez da como resultado una ligera disminución en la resistencia a la tensión y a la cedencia del metal de soldadura. Por otro lado, el argón es un material inerte (o no reactivo,) de gas. No reacciona con las aleaciones del electrodo en el arco. Por lo tanto, entre mayor sea el porcentaje de argón en una mezcla de gases de protección / CO2 Ar, mayor será la recuperación de la aleación desde el electrodo en el depósito de soldadura. Y cuanto mayor sea la recuperación de la aleación en el depósito de soldadura, mayor será su resistencia a la cedencia y a la tensión. Esta anomalía puede verse en la literatura publicada de un electrodo de alambre tubular tipo "dual" con protección de gas, que está diseñado para el uso con el 100% de CO2 y una mezcla / CO2 Ar. La Tabla 1 muestra la composición de depósito de soldadura típica y las propiedades mecánicas de dicho electrodo. Nota: Tenga en cuenta las diferencias, en particular, entre el manganeso (Mn) y el silicio, (Si) sus niveles, así como el rendimiento y resistencia a la tracción entre los depósitos de soldadura realizados mediante el 100% del gas de protección de CO2 y los que utilizan el 75% de Ar y 25% de gas de protección CO2.

Percentage of Argon in Mixed Shielding Gas Does Matter

Tabla 1: Degradación en la composición y propiedades mecánicas resultantes de un alambre tubular típico con protección de gas diseñado para su uso con CO2 y una mezcla / CO2 Ar.

Los fabricantes de electrodos de alambre tubular con gas de protección controlan cuidadosamente los niveles de aleación en sus productos de tal manera que cuando se utiliza con los porcentajes recomendados de argón en gas de protección mixto, la resistencia a la cedencia y la resistencia a la tensión como fuerzas resultantes del metal de soldadura estarán dentro de los rangos mínimos y máximos permisibles en los electrodos. Sin embargo, si utilizas un mayor porcentaje de argón del recomendado, habrá mayor recuperación de la aleación en el metal de soldadura, lo que resulta en mayores niveles de resistencia. En general, como la resistencia a la tensión aumenta en la soldadura de metal, ésta se vuelve menos dúctil (es decir, más rígida) y por lo tanto más sensible al agrietamiento cuando se enfría. En ocasiones, una operación de precalentamiento adicional es necesaria para ayudar a reducir la tendencia a tener problemas de agrietamiento por solidificación. 

Ahora, para una aplicación específica de soldadura, puede no haber ningún requisito de máxima resistencia con respecto a la soldadura. Esta decisión es del ingeniero de diseño. Pero, en general, se recomienda no pasar por alto las recomendaciones del fabricante del electrodo de alambre tubular con gas protector en cuanto al porcentaje máximo de argón que se utilice con el gas de protección mixto. Con la combinación adecuada de gas protector Ar / CO2, el electrodo debe producir un depósito de soldadura con una adecuada resistencia a la tensión. El uso de un mayor porcentaje de argón, que por resultado deriva en un aumento en la resistencia a la tensión del metal de soldadura, no proporciona ningún valor adicional. Sin embargo, esto no aumenta potencialmente las posibilidades de tener problemas de agrietamiento en la soldadura. Para algún electrodo en particular, la recomendación sería no utilizar un gas de protección con más de 80% de argón.