Una de las funciones principales de este tipo de gases es eliminar de la zona de soldadura, el Hidrógeno, Nitrógeno, y Oxígeno, que puedan contaminar generando porosidad.
Los gases de protección más utilizados en el Proceso de soldadura GTAW o más conocido como TIG, son principalmente el Argón y el Helio, y algunas mezclas de estos dos gases, por ejemplo, Argón + Helio, o Helio con pequeños porcentajes de Hidrógeno u Oxígeno. El tipo de gas o mezcla que se emplee puede afectar significativamente la calidad de la soldadura. ya que puede generar una mejor conductividad térmica y eléctrica.
ARGÓN.
Este gas posee una baja conductividad térmica, esto hace que el plasma sufra menor expansión a través de la ionización térmica, generada por la capacidad del gas de trasladar la energía. Esta característica del Argón hace que al encender el arco sea más fácil al mismo tiempo que las variaciones del voltaje del arco, provocadas por la alteración de la longitud del mismo, sean menores, produciendo un arco más estable. Por este motivo es el gas de protección más utilizado en el proceso GTAW.
El efecto de esa alta temperatura localizada, provocada por la ionización concentrada, dará como resultado una penetración también localizada.
No obstante, no ser la forma ideal del cordón, este efecto trae una gran ventaja para el Argón, ya que la alta temperatura localizada contribuye a eliminar los óxidos de la superficie del metal base, con lo cual facilita la soldadura de los metales que forman óxidos refractarios, es decir aquellos cuyo punto de fusión es mayor que el del metal base.
HELIO.
El Helio como gas de protección se recomienda cuando se requieren altos valores de energía de arco, por ejemplo, se requiere el uso de este gas en metales que tienen una gran conductividad térmica como es el caso del cobre y sus aleaciones. La conductividad térmica de este gas provoca la formación de un plasma ionizado de mayores dimensiones que el que se genera por el Argón, lo cual genera un resultado de densidad de corriente más uniforme a través del arco, evitando el calentamiento localizado y produciendo una penetración de forma parabólica.
A pesar de estas propiedades, el Helio es poco utilizado, dada la dificultad de ser obtenido, y en consecuencia su alto costo.
NITRÓGENO.
El mayor uso de este gas es en aplicaciones de soldadura y corte como gas de protección, dado su bajo costo y alta conductividad térmica, y un comportamiento relativamente inerte. La mayor aplicación de este gas es en la soldadura del Cobre y sus Aleaciones, aunque también presenta muy buenas características en algunas mesclas de aceros inoxidables.
MEZCLA ARGÓN + HELIO.
las mezclas se utilizan para obtener las mejores características presentes en los dos gases, con el fin de aumentar la potencia del arco manteniendo las características propias del Argón.
las proporciones de mescla pueden variar, pero por lo general están por el orden del 50% de Helio, tienen poca influencia en las características del arco. Lo más común es una mezcla de 75% de Helio + 25% de Argón, lo que da como resultado un aumento de la penetración en comparación con el uso del Argón puro
MEZCLAS CON HIDRÓGENO.
El Hidrógeno es un gas que se inflama naturalmente, quemándose en forma espontánea no bien encuentra el oxígeno. En el proceso de soldadura GTAW es empleado como aditivo, cumpliendo la función de aumentar el aporte térmico y también la velocidad de desplazamiento. Cuando es mezclado, en porcentajes que varían de 1% al 5% con el Argón, aumenta la penetración y el ancho del cordón de soldadura.
Este tipo de mezcla nunca debe ser utilizada en la soldadura de los Aceros al Carbono, de Baja Aleación, ni para Aceros Inoxidables Ferríticos, ya que en estos aceros el Hidrógeno puede producir fisuracion.
Para una mejor interpretación sobre la utilización de los gases de protección en la soldadura con el Proceso GTAW, se da a continuación una guía de aplicaciones.
