En los procesos de soldadura por arco con gas de protección, el gas protector tiene una gran influencia, tanto en las propiedades del metal depositado como en la estabilidad del arco. Por lo tanto, es necesario que la soldadura se realice en una atmósfera controlada.
En el proceso GMAW se consigue la atmósfera controlada rodeando el arco con un gas, que es suministrado a través de la tobera. El aire de la zona de soldadura es desplazado por el flujo del gas protector. Como resultado, el arco y el baño de fusión se mantienen en el interior de dicha atmósfera protectora; en otras palabras, la finalidad del gas protector es evitar que el metal fundido entre en contacto con el aire. El aire que rodea, está compuesto de un 78% de Nitrógeno, 21% de Oxígeno, 0.94% de Argón, y 0.04 de otros gases, principalmente Dióxido de Carbono, y de una cierta cantidad de agua en forma de vapor e Hidrógeno de la humedad del medio.
De los gases que se encuentran en la atmósfera, los más perjudiciales para la operación de soldadura son: el Hidrógeno, el Nitrógeno y el Oxígeno. Las consecuencias de la combinación de estos gases con el metal fundido, o aún incandescente, son las siguientes: el hidrógeno al diluirse en el arco eléctrico produce poros generando un debilitamiento del metal depositado; el nitrógeno al combinarse con el hierro forma un compuesto llamado Nitruro de Hierro, cuya característica es su gran dureza, transformando al metal depositado en un metal frágil; el oxígeno al combinarse con el hierro forma óxidos de hierro disminuyendo las propiedades mecánicas del metal depositado.
Dado lo perjudicial de los efectos ocasionados por estos tres gases, se hace indispensable eliminarlos de las inmediaciones del arco o del metal fundido durante la operación de soldadura. Esto se consigue por la acción de los gases de protección, que son divididos en dos grupos: inertes y activos.
Los primeros son elementos muy estables que no reaccionan con otras sustancias; en la naturaleza solo se encuentran seis gases inertes: Helio, Neón, Argón, Criptón, Xenón y Radón, y en la soldadura sólo se utilizan el Helio y el Argón, por ser los únicos que pueden obtenerse en cantidades y precios razonables.
Los segundos son básicamente el Dióxido de Carbono, y cualquiera de las mezclas que contengan este gas que, por su condición de activos y al reaccionar con otros elementos, se hace necesario la utilización de alambres ricos en elementos desoxidantes como, por ejemplo, Manganeso y Silicio, para compensar su acción oxidante.
Argón: Este gas es utilizado como medio de protección en la soldadura por fusión, desde hace muchos años; y se obtiene por destilación del aire previamente licuado.
El argón puro solo es utilizado como gas de protección en la soldadura de metales como el Aluminio, Cobre, Níquel, y Titanio; en cambio sí se emplea en la soldadura de los Aceros, tiene tendencia a producir mordeduras y cordones con bordes muy irregulares.
Helio: Al igual que el Argón, es un gas inerte y se lo obtiene a partir de un proceso de destilación fraccionada del aire atmosférico similar al que se aplica en la obtención del Argón. Su principal aplicación se circunscribe a la soldadura de los metales no ferrosos, como, por ejemplo: el Aluminio, Cobre, y Magnesio.
Dióxido de Carbono: La mayor utilización del Dióxido de Carbono como gas de protección, se encuentra en la soldadura de los Aceros al Carbono. La característica principal de este gas es la de proporcionar soldaduras con una mayor penetración, sumándole a esto el hecho de ser mucho más barato que el Argón y otros gases protectores.
Mezcla Argón + Oxígeno: Al soldar los Aceros al Carbono y con el objetivo de mejorar los bordes del cordón y el patrón de penetración que se obtiene con Argón puro, pueden utilizarse mezclas de Argón + Oxígeno al 1, 2, o 5%. El Oxígeno aumenta la penetración, mejora el aspecto de la junta y disminuye la tendencia a formar socavados. Las mezclas de Argón + Oxígeno son muy utilizadas en la soldadura de los Aceros al Carbono, de Baja Aleación e Inoxidables.
Mezcla Argón + Dióxido de Carbono: Al soldar Aceros al carbono con la protección de Dióxido de Carbono puro no permite alcanzar las mejores características del arco. Este problema suele aparecer en las uniones en las que debe cuidarse especialmente un buen aspecto superficial y reducir al mínimo las salpicaduras; en este caso se recurre a las mezclas de Argón + Dióxido de Carbono. Las mezclas de Argón + Dióxido de Carbono pueden ser utilizadas en la soldadura de los Aceros al carbono, de Baja Aleación y algunos tipos de Aceros Inoxidables.Mezclas Argón + Helio + Dióxido de Carbono: El mayor campo de aplicación de este tipo de mezclas es la soldadura de los Aceros Inoxidables Austeníticos, según el AISI, los de la Serie 3XX. La utilización de estas mezclas permite conseguir cordones de buen aspecto y con un refuerzo o sobre espesor muy bajo, lo cual es muy importante cuando se pretenda una superficie lisa y sin un refuerzo elevado. Por esas razones, se emplea en la soldadura de las tuberías de Aceros Inoxidables.
