derecha|thumb|300px|1. Dirección de la soldadura 2. Tubo de contacto 3. Hilo 4. Atmósfera de gas protector 5. Baño de fusión 6. Cordón de soldadura 7. Metal de base
La soldadura MIG/MAG (Metal Inert Gas o Metal Active Gas, dependiendo del gas que se inyecte) también denominada GMAW (Gas Metal Arc Welding o «soldadura a gas y arco metálico») es un proceso de soldadura por arco bajo gas protector con electrodo consumible. El arco se produce mediante un electrodo formado por un hilo continuo y las piezas a unir, quedando este protegido de la atmósfera circundante por un gas inerte (soldadura MIG) o por un gas activo (soldadura MAG).Es un soldeo por fusión por arco que utiliza un alambre electrodo macizo, en el cual el arco y el baño de soldadura se protegen de la atmósfera por medio de gas suministrado por una fuente externa
La soldadura MIG/MAG es intrínsecamente más productiva que la soldadura MMA donde se pierde productividad cada vez que se produce una parada para reponer el electrodo consumido. El uso de hilos macizos y tubulares han aumentado la eficiencia de este tipo de soldadura hasta el 80%-95%.
La soldadura MIG/MAG es un proceso versátil, pudiendo depositar el metal a una gran velocidad y en todas las posiciones. Este procedimiento es muy utilizado en espesores pequeños y medios en estructuras de acero y aleaciones de aluminio, especialmente donde se requiere un gran trabajo manual.
La introducción de hilos tubulares es particularmente favorable para la producción de estructuras pesadas donde se necesita de una gran resistencia de soldadura.
La soldadura por gas inerte de metal (MIG) utiliza un electrodo de metal que sirve como material de relleno para la soldadura y se consume durante la soldadura.
El argón es también el gas primario utilizado en la soldadura MIG, a menudo mezclado con dióxido de carbono.
La soldadura MIG fue desarrollada para metales no ferrosos, pero se puede aplicar al acero.
Ventajas de soldadura MIG/MAG
Las principales ventajas que ofrece el proceso MIG/MAG son:
Se puede soldar en todas las posiciones. Buena apariencia o acabado (pocos salpicados). Poca formación de gases contaminantes y tóxicos. Soldadura de espesores desde 0,7 a 6 mm sin preparación de bordes. Proceso semiautomático o automáticos (menos dependiente de la habilidad de operador). Alta productividad o alta tasa de metal adicionado. Las principales bondades de este proceso son la alta productividad y excelente calidad; en otras palabras, se puede depositar grandes cantidades de metal (tres veces más que con el proceso de electrodo revestido) con una buena calidad.
Procesos de soldadura
Se pueden distinguir tres variedades de este tipo de soldadura:
Proceso semiautomático
Es la aplicación más común, en la que algunos parámetros previamente ajustados por el soldador, como la tensión y la corriente, son regulados de forma automática y constante por el equipo, pero es el operario quien realiza el arrastre de la pistola manualmente.
La tensión (o voltaje) resulta determinante en el proceso: a mayor voltaje, mayor es la penetración de la soldadura. Por otro lado, la intensidad de la corriente controla la velocidad de salida del electrodo. Así, con más intensidad crece la velocidad de alimentación del material de aporte, se generan cordones más gruesos y es posible rellenar uniones grandes.
Normalmente se trabaja con polaridad inversa, es decir, la pieza al negativo y el alambre al positivo. El voltaje constante mantiene la estabilidad del arco eléctrico, pero es importante que el soldador evite los movimientos bruscos oscilantes y utilice la pistola a una distancia de ± 7 mm sobre la pieza de trabajo.
Proceso automático
Al igual que en el proceso semiautomático, en este, además solo se puede con soldadura de hilo , la tensión y la intensidad se ajustan previamente a los valores requeridos para cada trabajo y son regulados por el equipo, pero es una boquilla automatizada la que aplica la soldadura. Generalmente, el operario interviene muy poco en el proceso, bien sea para corregir, reajustar los parámetros, mover la pieza o cambiarla de un lugar a otro.
Proceso robotizado
Este proceso es utilizado a escala industrial. Todos los parámetros y las coordenadas de localización de la unión que se va a soldar se programan mediante una unidad CNC. En las aplicaciones robotizadas, un brazo mecánico puede soldar toda una pieza, transportarla y realizar los acabados automáticamente, sin necesidad de la intervención del operario.
Parámetros
Los parámetros variables de soldadura son los factores que pueden ser ajustados para controlar una soldadura.
Para obtener los mejores resultados en el proceso, es necesario conocer el efecto de cada variable sobre las diversas características o propiedades del proceso de soldadura. Algunas de estas variables, a las que se denominan variables preseleccionadas, son:
Diámetro del alambre Composición química del mismo Tipo de gas Caudal
Por otra parte también hay que definir otras variables denominadas variables primarias que son las que controlan el proceso después que las variables preseleccionadas son seleccionadas. Estas controlan la estabilidad del arco, el régimen de soldadura y la calidad de la misma:
Tensión del arco Corriente de soldadura Velocidad de avance
Otras variables a tener en cuenta son las denominadas variables secundarias, que pueden ser modificadas de manera continua. Son a veces difíciles de medir con precisión y especialmente en soldadura automática. Estas no afectan directamente la forma del cordón, pero actúan sobre una variable primaria que a su vez influye en el mismo. Estas variables son:
Altura de la boquilla Ángulo de la boquilla Velocidad de alimentación del alambre
Los parámetros regulables que podemos considerar como más importantes y que más afectan a la soldadura son:
Polaridad Tensión de arco Velocidad del hilo Naturaleza del gas
Polaridad
Lo más normal es que en las máquinas de hoy en día se trabaje con polaridad inversa o positiva (la pieza al negativo y el hilo de soldadura al positivo). En los casos en que se requiera mayor temperatura en la pieza que en el hilo se utilizan la polaridad directa o negativa, ya que los electrones siempre van de polo negativo al positivo produciéndose un mayor aumento de temperatura en este último.
Tensión de arco
Este parámetro es uno de los más importantes a la hora de transferir el material aportado a la pieza. Se puede regular en la mayoría de máquinas por el operario y permite aumentar o disminuir la tensión aplicada en el arco, pero no siempre modificará la intensidad de trabajo.
Velocidad de hilo
En este tipo de soldadura no es la intensidad la que se regula previamente, sino que es la variación de la velocidad de hilo la que provoca la aparición de diferentes intensidades gracias al fenómeno de la autorregulación.
Naturaleza del gas
El tipo de gas utilizado para la soldadura influye sobre la transferencia del material, penetración, la forma del cordón, proyecciones, etc.
Transferencia del metal
En la soldadura MIG/MAG podemos encontrar tres tipos de transferencia del metal aportado, los cuales dependen directamente de la tensión e intensidad con los que se trabaje.
Transferencia por cortocircuito
En este tipo de transferencia, la más utilizada por la aplicación MAG, el material aportado se funde en gotitas entre 50 y 200 veces por segundo cuando la punta del electrodo toca el metal fundido de soldadura y hace cortocircuito. Se usan corrientes y tensiones bajas, los gases son ricos en dióxido de carbono y los electrodos son de alambre de diámetro pequeño. Debido a sus características de bajo aporte de calor, el método produce pequeñas zonas de soldadura fundida de enfriamiento rápido, que lo hacen ideal para soldar en todas las posiciones. La transferencia de cortocircuito es también especialmente adaptable a la soldadura de láminas metálicas con un mínimo de distorsión y para llenar vacíos o partes más ajustadas con una tendencia menor al sobrecalentamiento de la pieza que se está soldando.
Con este tipo de transferencia se sueldan piezas de espesores pequeños ya que la tensión aplicada es baja en comparación con otros tipos.
Transferencia globular
Se usa frecuentemente en la aplicación MAG y algunas veces en MIG. Cuando se trabaja con esta transferencia, el hilo se funde en gotas gruesas que pueden llegar a todos los huecos. El metal se transfiere en gotas de gran tamaño y ocurre por gravedad cuando el peso de estas excede la tensión superficial. Se usan gases ricos en dióxido de carbono y argón, y además produce altas corrientes que permiten una mayor penetración de la soldadura y mayores velocidades que las que se alcanzan con las transferencias por cortocircuito y spray. También, se producen bastantes salpicaduras y por ello no es recomendable soldar sobrecabeza (tubular), siendo conveniente ejecutarse en posición horizontal. Las piezas más pesadas se suelen unir por medio de este método.
Este tipo de transferencia no se usa en ningún trabajo, pero se puede ver en operaciones de puesta a punto de máquinas.
Transferencia por arco spray
Es el método clásico utilizado en la aplicación MIG. El metal de aporte es transportado a alta velocidad en partículas muy finas a través del arco, entre 500 y 2000 veces por segundo. La fuerza electromagnética es alta, lo que permite atomizar las gotas desde la punta del electrodo en forma lineal hacia el área de soldadura. Se puede soldar a altas temperaturas. Adicionalmente es preciso usar corriente continua y electrodo positivo para garantizar que las gotas se formen y se suelten a razón de centenares por segundo. El gas de protección es argón o una mezcla rica en argón.
Este tipo se recomienda para soldaduras en piezas de grandes espesores gracias a su gran penetración en el material.
thumb|Trabajador realizando una soldadura MIG/MAG
Productos de aporte
Hilos de soldadura
Los diámetros más usuales en este tipo de soldadura son 0,8; 1,0; 1,2; 1,6 y en algunos casos 2,4 mm. La elección de uno de estos diámetros a la hora de trabajar es muy importante ya que para grandes diámetros se utilizan grandes intensidades y se producen grandes penetraciones, pudiendo producirse perforaciones en la piezas. Por el otro lado para diámetros pequeños se aplican bajas intensidades y se consiguen bajas penetraciones, pudiendo ocurrir que la penetración en la pieza sea demasiado pequeña.
El formato estándar del hilo son bobinas de diferentes tamaños. Los hilos suelen ir recubiertos de cobre para que la conductividad del hilo con el tubo de contacto sea buena, además de disminuir los rozamientos y para que no aparezcan oxidaciones.
Gases de protección
En la variante MIG (Metal Inert Gas), el gas de protección es inerte (no actúa activamente en el proceso de la soldadura) siendo muy estable. Por otro lado en la soldadura MAG (Metal Active Gas), el gas de protección se comporta de forma inerte en la contaminación de la soldadura pero por el otro lado interviene termodinámicamente en ella.
Soldadura MIG
Dentro de los gases inertes disponibles en Europa el más empleado es el argón, y en Estados Unidos es el helio el que más se utiliza.
El argón de alta pureza solo es utilizado en soldadura de titanio, aluminio, cobre y níquel. Para la soldadura de acero se tiene que aplicar con cantidades inferiores al 5% mezclado con oxígeno ya que el argón puro produce mordeduras y cordones irregulares. Así se mejora la penetración y ensanchamiento de la parte inferior del cordón.
La utilización de helio produce cordones más anchos y una penetración menos profunda que la producida por el argón.
Aunque existen tablas con valores de intensidad para cada grueso de plancha a soldar, es la práctica del soldador experimentado la forma más utilizada de actuar.
Soldadura MAG