Soldadura por arco (MIG/MAG, TIG, electrodo revestido)

Fusión: un arco eléctrico funde los bordes y, normalmente, un material de aporte

La soldadura por arco une piezas metálicas fundiendo sus bordes con un arco eléctrico, de modo que fluyen juntos y se solidifican como una sola pieza. Es la forma más habitual de unir acero, desde cuadros de bicicleta y remolques hasta puentes y barcos. Los demás métodos de soldadura por fusión de este capítulo perfeccionan la misma idea: fundir, mezclar, volver a solidificar.

Foto: William M. Plate Jr., Public domain, vía Wikimedia Commons

Soldadura por arco · vista lateral MIG/MAG con detalles de TIG y electrodo revestidoLos números en círculo corresponden a los pasos de abajo. Los dos recuadros de la derecha muestran cómo la soldadura TIG y la de electrodo revestido cambian los pasos 4 y 5.

Soldadura por arco (MIG/MAG, TIG, electrodo revestido) en un minuto, por MecMade

Cómo funciona

Cierra el circuito. Una fuente de energía envía corriente por un cable hasta la antorcha, y una pinza de masa en la pieza la devuelve. Los ajustes típicos van de decenas a unos cientos de amperios con solo unos 10–35 voltios.
Inicia el arco. Cuando el hilo toca el metal y se retira, se forma un arco eléctrico (una chispa continua a través de un gas caliente que conduce la electricidad). Alcanza varios miles de grados Celsius.
Funde un baño. El arco funde los bordes de ambas piezas en un pequeño charco de metal líquido, el baño de soldadura. Como comparación, el acero se funde a unos 1.500 °C.
Aporta el material. En MIG/MAG un motor empuja sin parar un hilo fino por la antorcha. Su punta se funde en el arco y gotea en el baño, añadiendo metal para rellenar la unión.
Protege el baño. El gas que sale de la tobera aparta el aire. Sin él, el oxígeno y el nitrógeno causarían porosidad (burbujas de gas atrapadas) y soldaduras frágiles.
Avanza y deja solidificar. El soldador o un robot desplaza la antorcha a lo largo de la unión. Detrás, el baño se solidifica en un cordón (la cresta elevada de metal de soldadura) que forma una sola pieza con ambas partes.

Tres variantes, un solo principio. El MIG/MAG (gas inerte de metal / gas activo de metal) alimenta el hilo automáticamente bajo argón o una mezcla de argón y CO2. El TIG (gas inerte de tungsteno) usa un electrodo de tungsteno que no se funde, mientras el soldador introduce una varilla de aporte aparte en el baño. La soldadura con electrodo revestido usa una varilla cubierta de fundente (un polvo químico) que se quema para crear su propio gas protector y una costra llamada escoria.

Datos clave

Materiales: Aceros al carbono e inoxidables (las tres variantes); aleaciones de aluminio, titanio, cobre y níquel sobre todo con TIG o MIG
Piezas típicas: Estructuras de acero, chasis de coche, tuberías, depósitos, cascos de barco, puentes, cuadros de bicicleta
Tamaño de pieza: Desde chapa de unos 0,5–1 mm de espesor (TIG) hasta planchas de más de 100 mm (con muchas pasadas); conjuntos de cualquier tamaño
Precisión: Unos ±1 mm en un conjunto soldado; la deformación por calor es el límite principal, por lo que las caras de precisión se mecanizan después
Acabado superficial: Cordón elevado y rizado; salpicaduras (MIG) o escoria (electrodo revestido) que hay que limpiar; se rectifica al ras cuando importa el aspecto
Tamaño de lote adecuado: Piezas únicas y reparaciones hasta producción en serie con robots
Coste de utillaje y máquina: De unos cientos a unos miles de dólares para un equipo manual; alrededor de 100.000 dólares o más para una célula robotizada
Velocidad: Normalmente 0,1–0,5 m de soldadura por minuto a mano; el TIG es el más lento, los robots los más rápidos

Ventajas y límites

Ventajas

Une casi cualquier acero y la mayoría de los demás metales con TIG
Equipo barato y portátil; el electrodo revestido funciona al aire libre y con viento
Una buena soldadura puede ser tan resistente como las piezas que une
Funciona a cualquier escala, desde cuadros de bicicleta hasta barcos

Límites

El calor deforma las piezas finas y cambia el metal junto a la soldadura (la zona afectada por el calor)
La calidad depende de la habilidad del soldador o de un robot bien ajustado
Los humos, la luz UV intensa y las salpicaduras exigen ventilación y equipo de protección
Los defectos ocultos (porosidad, grietas, falta de fusión) requieren inspección en piezas críticas

Dónde se usa

ConstrucciónVigas, columnas y vigas maestras de puentes de acero
AutomociónChasis, brazos de suspensión, sistemas de escape (MIG robotizado)
EnergíaOleoductos y gasoductos, recipientes a presión, tramos de torres eólicas
Construcción navalPlanchas de casco, cubiertas y cuadernas
Aeroespacial y equipos alimentariosPiezas finas de acero inoxidable y aluminio (TIG)
Reparación y agriculturaReparaciones de maquinaria en el campo con electrodo revestido

Cómo reconocerlo

Un cordón elevado a lo largo de la unión con finas ondulaciones en media luna; los cordones TIG bien hechos parecen una fila de monedas apiladas.
Pequeñas bolitas de metal (salpicaduras) pegadas junto a las soldaduras MIG.
Un tono pajizo, azul o irisado por el calor en el acero inoxidable junto a la soldadura.
Cordones más rugosos con restos de escoria vítrea en las soldaduras de electrodo revestido.

Compáralo con

Soldadura por resistencia por puntos7.2sujeta chapas solapadas y las suelda en puntos con corriente y presión; sin arco, sin material de aporte, una fracción de segundo por punto.Soldadura láser7.4un haz enfocado hace soldaduras estrechas y profundas con mucho menos calor y deformación, pero el equipo cuesta mucho más.Soldadura fuerte y blanda7.3las piezas nunca se funden; un material de aporte de menor punto de fusión fluye por la holgura, así que las uniones son más débiles pero el daño por calor es pequeño.

Míralo

TimWelds · En qué se diferencian las variantes, lado a lado

Miller Welders · La antorcha MIG, el avance del hilo y el baño de soldadura de cerca

DIY PRO · Tungsteno, varilla de aporte y arco en primer plano

FANUC America · Robots soldando una pieza grande en una célula de fábrica

Ver fotos reales

Wikipedia: Soldadura por arco — visión general con fotos de soldadores, antorchas y cordones
Wikipedia: Soldadura MIG/MAG — antorchas MIG/MAG, montajes y primeros planos de soldaduras
Wikipedia: Soldadura TIG — antorchas TIG, electrodos de tungsteno y fotos del arco
Búsqueda de fotos en Wikimedia Commons

Recuerda

Un arco eléctrico funde ambos bordes, normalmente con un material de aporte, en un solo baño que se solidifica formando la unión.
El gas de protección o el fundente mantiene el aire lejos del metal caliente; sin él, las soldaduras salen porosas y frágiles.
El MIG/MAG es rápido y fácil, el TIG es lento y preciso, el electrodo revestido es robusto y portátil.