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Guía completa

Gases para soldar - Guía 2024

Actualizado en Marzo, 2024

01. Introducción. ¿Porque usar gas para soldar?

El gas para soldar correcto hace una diferencia.

Para la mayoría de los usuarios, los gases para soldar son utilizados únicamente para proteger la soldadura de los efectos perjudiciales del oxígeno y el nitrógeno presentes en la atmósfera. Si bien esta es la función clave del gas, se pueden lograr otros beneficios mediante la correcta selección del producto

Algunos son metalúrgicos, como una mayor resistencia a la corrosión, algunos son mecánicos, logrando una unión soldada más resistente, de particular interés para quienes realizan uniones críticas de soldadura, algunos son financieros como un menor costo en el proceso de soldadura, a la vez que la productividad es maximizada.
Entender lo que los gases para soldadura son capaces de influir en su negocio puede generar considerables recompensas financieras y proveerle una clara ventaja competitiva en su mercado.

02.

Aspectos que son influenciados por los Gases en los Procesos de Soldadura

Los Gases para Soldar hacen más que proteger. A continuación, se muestran una serie de aspectos en los que los gases tienen un impacto significativo:
Estabilidad de arco

Contribuyen enormemente en la facilidad de iniciar el arco y mantenerlo estable mientras se realiza el proceso

Apariencia
Influyen en la cantidad de salpicadura generada y finalmente en la apariencia del cordón y limpieza post-soldadura requerida.
Geometría y perfil
Además de influir en el nivel de penetración de un cordón, pueden variar la geometría, perfil y dimensiones de un cordón.
Metalurgia y Propiedades Mecánicas
Según el efecto químico de cada gas, pueden ayudar a retener o promover la pérdida de elementos de aleación (C, Cr, Ni, etc.) que conllevan a reducir las propiedades mecánicas y anticorrosivas de los metales soldados.
Ambiente de Trabajo

En función del tipo de gas, la cantidad de humos para soldadura se verá disminuida o aumentada. Para ciertos metales, como el aluminio, aceros inoxidables o aceros aleados, esto se vuelve crítico para la salud.

Transferencia y deposición de metal

El gas para soldadura impacta sensiblemente para lograr alguna transferencia de metal requerida, según las condiciones de trabajo, sea corto circuito o spray, spray-pulsado, así como en nuevas transferencias de metal propietarias de los fabricantes de equipos para soldar.

Velocidad de soldadura

Relacionado al punto anterior, el gas para soldar correcto puede ayudarle a incrementar la velocidad de su aplicación, sea manual o automatizada, de esta forma incrementando el rendimiento de sus operaciones.

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02.

¿Cuáles son los gases de protección más usados en soldadura?

Los gases más comunes usados en soldadura son:

  • Argón
  • Bióxido de Carbono (CO2)
  • Oxígeno
  • Helio
  • Hidrógeno
  • Nitrógeno

¿Qué aporta cada gas para soldar al proceso de soldadura?

Contenidos
18
Ar

Argón

39.948 u
Gas

Argón

Cualidades clave

Protege el metal que formará la unión
Recomendado para

Es un gas completamente inerte y está presente en la atmósfera, de hecho lo respiramos diariamente, solo que en una baja concentración. Como usuario de este gas en tu proceso de soldadura, debes saber que no genera efectos perjudiciales a la salud como tal, como sí lo hacen los humos, polvos y emisiones del proceso de soldadura.

El ser inerte lo hace apto para soldar un amplio rango de materiales, como son los aceros al carbono, aceros aleados, aceros inoxidables, aceros recubiertos, aluminio, magnesio, cobre y sus aleaciones, así como materiales raros o exóticos como el titanio.

El argón, que compone menos del 1% del aire atmosférico que respiramos, es uno de los gases para soldadura de mayor uso, pues al ser un gas completamente inerte y estar presente en la atmósfera, no genera efectos perjudiciales a la salud, como sí lo hacen los humos, polvos y emisiones del proceso de soldadura.

Dado que químicamente no reacciona con ningún elemento, promueve la mayor retención de elementos de aleación en el depósito de soldadura, exhibiendo las mayores propiedades mecánicas.

Como ya se mencionó, una de las funciones de los gases para soldar es proteger el metal que formará la unión de los efectos adversos del oxígeno y nitrógeno presentes en la atmósfera, desde que se funde hasta su solidificación, para lograr lo anterior, altas cantidades de energía son requeridas, y para conducir dicha cantidad de energía, se requiere un medio conductor que es el plasma generado entre el metal de aporte y el material base, el cual no sería posible sin un gas para soldadura. En este caso, el argón tiene la ventaja de iniciar y sostener una columna de plasma más rápidamente y de manera más estable que otros gases para soldar, lo cual promueve la expulsión de gotas de metal desde la punta del metal de aporte al material base. Este tipo de transferencia, conocida como spray o spray-pulsado, solo puede ser lograda empleando el argón como un componente dominante en la mezcla de gases para soldar.

El argón prácticamente no se utiliza en su forma pura para la soldadura de aleaciones ferrosas. Requiere de pequeñas adiciones de gases activos (oxígeno, CO2) para maximizar sus beneficios.

CO2

Dióxido de carbono

44.01 g/mol
Gas

Dióxido de carbono

Cualidades clave

Bajo costo, pero su velocidad de aplicación no es alta y la pieza soldada requiere retrabajo post-soldadura.
Recomendado para
El CO2 puede utilizarse en su forma pura para realizar algunos procesos de soldadura, sin embargo, no será posible lograr transferencias spray o spray-pulsado, ideales donde se requiere alta velocidad, alta calidad estética y mayor desempeño operativo de la pieza o componente soldado.
El COusado como gas para soldadura tiene un comportamiento activo. Esto significa que interactuará químicamente con los elementos de los metales de aporte y los metales base para generar algunos compuestos o reacciones diversas. La forma en la que el metal aportado se depositará en la pieza será en forma de gotas grandes, las cuales generan mayor cantidad de proyecciones o gotas de metal, que se adherirán a la pieza de trabajo, resultando en la visible salpicadura. Dado el comportamiento químico activo que ya se mencionó, y combinado con las altas temperaturas de un arco eléctrico abierto (alrededor 5,000 – 6,000 °C), la molécula de CO2 pasará por un proceso de disociación – recombinación que puede aportar mayor calor en la zona del cordón de soldadura, logrando una penetración más ancha. El CO2 puede llegar a ser un gas para soldar preferido por ciertos usuarios dado su relativo bajo costo como insumo. No obstante, cuando se realiza una medición y cuantificación de costos de todo el proceso de soldadura, el costo de fabricación de una pieza con este gas puede ser relativamente alto. Esto porque su velocidad de aplicación no será la mayor y se tendrá que considerar el retrabajo por limpieza post-soldadura.
8

O2

Oxígeno

15.999 u
Gas

Oxígeno

Cualidades clave

Inicio de arco muy rápido y estable, permite lograr velocidades de aplicación elevadas.
Recomendado para

Altamente reactivo, se recomienda solo en pequeñas adiciones (hasta 5%).

El oxígeno (O2) tiene una naturaleza altamente reactiva (potencial oxidante) por lo cual su uso como gas para soldar está limitado a bajos contenidos en una mezcla.
En pequeñas adiciones (hasta 5%) no supone un riesgo para la integridad de un cordón de soldadura; en cambio, se aprovechan algunos de los beneficios que tiene, como son su bajo potencial de ionización, lo cual brinda un inicio de arco muy rápido y estable.

También disminuye la cantidad de corriente eléctrica requerida para alcanzar transferencia spray, lo cual permite lograr velocidades de aplicación elevadas vs otros gases para soldar.
Otro aspecto relevante que mejora el oxígeno es la “acción de mojado” del metal fundido, lo cual se traduce en una deposición de metal más tersa y plana, con virtualmente nula salpicadura.

2
He

Helio

4.002602 u
Gas

Helio

Cualidades clave

El helio brinda un perfil de penetración más ancho y maximiza la productividad de cualquier proceso de soldadura.
Recomendado para

Las mezclas de gases para soldar con helio aumentan la productividad de cualquier proceso, sea este manual o automatizado, y ya sea en materiales ferrosos (aceros) o no ferrosos (aluminio, cobre, magnesio, etc.)

El helio, al igual que el argón, es inerte y por tanto no reacciona en lo absoluto con los elementos de la zona de soldadura, reteniendo la composición química de la aleación soldada. El helio se prefiere como parte de una mezcla con otros gases (raramente se emplea como gas puro para soldadura). Una de las principales diferencias que tiene contra el argón, es que requiere mayor cantidad de energía (amperaje y voltaje) para ser ionizado y formar un arco eléctrico estable. Esta mayor energía en el área de soldadura, combinada con una alta conductividad térmica, propician que el helio brinde un perfil de penetración más ancho, parecido al del CO2, y que se concentre el calor en el punto de aplicación, derivando en mayores velocidades de soldadura. Por otro lado, al ser uno de los gases más livianos, requiere que se inyecte un mayor caudal que el empleado con mezclas base Argón, para asegurar una correcta protección del charco de soldadura.
1

H2

Hidrógeno

1.00784 u
Gas

Hidrógeno

Cualidades clave

Proporciona un mejor acabado y mayor calidad estética.
Recomendado para
Su uso está limitado a aceros inoxidables del tipo austenítico.

El hidrógeno (H2) también está clasificado como un gas activo por su comportamiento en el proceso de soldadura, sin embargo, en vez de ser un gas oxidante, es un gas reductor. Esto quiere decir que reducirá la cantidad de óxidos generados, promoviendo un mejor acabado y la mayor calidad estética posible en un cordón de soldadura. Sin embargo, por su interacción con los elementos químicos típicamente presentes en el área de soldadura y su facilidad para difundirse, su uso está limitado a aceros inoxidables del tipo austenítico.

Su naturaleza inflamable también impide que se use en grandes concentraciones, por lo que, para soldadura, se usa como componente hasta en un 15% en Argón típicamente.
Emplear hidrógeno en una mezcla de gases para soldar es sinónimo de alta productividad y calidad estética en soldadura.

7
N

Nitrógeno

14.0067 u
Gas

Nitrógeno

Cualidades clave

Mayor estabilidad del arco
Recomendado para

Aceros inoxidables.

El nitrógeno no se utiliza en grandes concentraciones en una mezcla de protección, dados sus efectos perjudiciales en el arco eléctrico y el depósito de metal fundido.

Sin embargo, en pequeñas concentraciones < 5%, se aprovechan sus beneficios como son arco eléctrico estable y estabilización de fase en aceros inoxidables.

StarGold™ C-2 y StarGold™ C-2.5​

Rendimiento de mezclas Linde StarGold segun el proceso de soldadura y material

A continuación, se muestra toda la linea de mezclas StarGold posicionadas según el tipo de material, proceso de soldadura y rendimiento.

Aceros al carbono
Rendimiento en GMAW Rendimiento en FCAW Rendimiento en GTAW
Regular Bueno Mejor Regular Bueno Mejor Regular Bueno Mejor
CO2 puro StarGold C-20 Stargon CS CO2 puro StarGold C-25 Argón puro HeliStar A-5 HeliStar A-75
StarGold C-15 HeliStar GV StarGold C-20
StarGold C-10
Mig Mix Gold
Aceros Inoxidables
Rendimiento en GMAW Rendimiento en FCAW Rendimiento en GTAW
Regular Bueno Mejor Regular Bueno Mejor Regular Bueno Mejor
HeliStar A1025 Stargon SS CO2 puro StarGold C-25 Argón puro HeliStar A-5 HydroStar H-2
StarGold C-2 StarGold C-20 HydroStar H-5
StarGold C-2.5
StarGold O-2
Aluminios
Rendimiento en GMAW Rendimiento en GTAW
Regular Bueno Mejor Regular Bueno Mejor
Argón puro HeliStar A-75 StarGold Aluminum Argón puro HeliStar A-75 StarGold Aluminum
Aceros Recubiertos
Rendimiento en GMAW
Regular Bueno Mejor
CO2 puro StarGold C-10 Stargon GV
Mig Mix Gold HeliStar GV
StarGold C-15
03.

¿Por qué mezclamos los gases?

Como conclusión, podemos inferir entonces que los gases para soldadura se mezclan en determinadas proporciones para obtener mejoras en los procesos de soldadura, dadas las aportaciones específicas de cada gas, como ya se explicó.

Efecto del gas para soldar en: Apariencia, salpicadura y penetración

A continuación, se muestran fotografías y videos de diferentes aspectos al realizar un cordón de soldadura con proceso GMAW con diferentes composiciones de mezcla Argón – CO2.

Cordón en su condición as-welded

Vista en corte, mostrando el perfil de penetración de cada composición de mezcla

Video en cámara lenta del mecanismo de transferencia de metal típico, que se puede lograr con cada mezcla de gases.

Mezcla: C10 (Ar + 10% CO2)

Mezcla: C10 (Ar + 10% CO2)
Mezcla: C10 (Ar + 10% CO2)
Mezcla: C10 (Ar + 10% CO2)

Mezcla: C-25 (Ar + 25% CO2)

Mezcla: C-25 (Ar + 25% CO2)
Gas para Soldar - Mezcla: C-25 (Ar + 25% CO2)
Gas para Soldar - Mezcla: C-25 (Ar + 25% CO2)

CO2 puro

Gas para soldar CO2 puro

Nota: los resultados también dependen del soldador y del equipo para soldar.

Gas para soldar CO2 puro
Gas para soldar CO2 puro
04.

Generación de humos (g/minuto)

Como regla general, a mayor contenido de CO2 o gases activos oxidantes en una mezcla de gases, mayor será la cantidad de humos de soldadura generados. Al verse sometido al intenso calor del arco eléctrico, el CO2 tenderá a disociarse en Monóxido de Carbono (CO) y Oxígeno libre (O2– ), el cual será muy susceptible a oxidar elementos presentes en los metales como el silicio o manganeso, incrementando la cantidad de humo generado. De gran influencia también lo son la transferencia de metal y la densidad de energía presente en el arco eléctrico.

No Data Found

Esto podemos verlo a simple vista en las siguientes imágenes:
Operación de soldadura GMAW realizada con 100% CO2
Operación de soldadura GMAW realizada con 100% CO2
Operación de soldadura GMAW realizada con mezcla Argón – CO2
Operación de soldadura GMAW realizada con mezcla Argón – CO2
04.

Forma del cordón de soldadura

Como regla general, observe cómo la superficie del cordón es más plana y tersa a mayor contenido de argón en la mezcla, pudiendo controlar mejor la geometría y dimensiones (menor corona) del mismo, implicando un menor consumo de metal de aporte.
Vista de corte de un cordón de soldadura hecho con gas para soldar 100% CO2.
Vista de corte de un cordón de soldadura hecho con gas para soldar 100% CO2.
Vista de corte de un cordón de soldadura hecho con mezcla de gases para soldar Argón – CO2.
Vista de corte de un cordón de soldadura hecho con mezcla de gases para soldar Argón – CO2.
Stargold C10 para Soldar Aluminio

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04.

Propiedades mecánicas del deposito

Como ya se describió con anterioridad, y pese a estar la composición química y propiedades mecánicas influidas primordialmente por el metal de aporte, el gas o mezcla de gases para soldadura puede hacer diferencias significativas. 

En este caso, los gases inertes (argón o helio), tendrán la mayor retención de elementos aleantes, brindando la mayor resistencia mecánica (tensión, cedencia, ductilidad y tenacidad), lo cual puede implicar una diferencia en la soldadura de uniones críticas o logrando la resistencia requerida con un metal de aporte de menor costo.

Propiedades mecánicas típicas
(AWS Prueba de conformidad - Todo el metal de soldadura)
Gas protector 100% CO2 Ar + 20-25% CO2 Ar + 10-15% CO2
Resistencia a la tracción (KSI) 85 87.5 88.5
Fuerza de rendimiento (KSI) 70 72.5 74
Alargamiento, % en 2" 29% 29.5% 30%
Reducción de área 67% 68% 71%
Fuerza de impacto (CVN)
@ -20ºF(-29 ºC) (ft-lb) 52 82 104
@ -40ºF(-40 ºC) (ft-lb) 47 72 92
@ -60ºF(-51 ºC) (ft-lb) 41 48 68
04.

Facilidad para unir gaps

Incluso en detalles o situaciones inimaginables, el gas de protección puede jugar un rol preponderante para llevar a cabo un proceso de soldadura de manera más fácil. Sea por falta de control en dimensiones, tolerancias o un pobre fit-up en un ensamble o porque es indispensable mantener un gap entre dos metales a unir, las mezclas Argón – CO2 han probado facilitar la tarea contra mezclas Argón – Oxígeno, esto debido a que la fluidez que proporciona el oxígeno en la mezcla dificulta “puentear” entre ambos metales a unir.

Espacio (Pulgadas) / Espesor del material (Pulgadas)

No Data Found

04.

Velocidad de soldadura

Se mencionó al principio del artículo: “El gas para soldar correcto hace una diferencia.”
Esto resulta evidente cuando la productividad del proceso se maximiza, aprovechando las ventajas que confiere cada componente a una mezcla de gases dada.

Probeta de soldadura hecha con 100% CO2

Aplicación manual

Tiempo:
111 segundos

Velocidad de soldadura:
10 pulgadas/minuto

Probeta de soldadura hecha con 100% CO2
Probeta de soldadura hecha con mezcla Argón – CO2

Aplicación manual

Tiempo:
72 segundos

Velocidad de soldadura:
15 pulgadas/minuto

04.

Criterios al seleccionar un Gas o Mezcla para Soldar

Para obtener un gas para soldar que sea adecuado para una aplicación específica, generalmente se necesita una mezcla de gases. Algunas mezclas de gases tienen áreas de aplicación relativamente específicas y rangos operativos limitados; otras pueden usarse en muchos materiales bajo una variedad de condiciones de soldadura. 

Cada componente de la mezcla aporta sus propiedades que se complementan con los demás, para producir un nivel mejorado de rendimiento.

A continuación, una serie de criterios que evaluamos para definir la selección óptima del gas de soldadura:

Linde Logo

Familia de Gases puros para Soldar Linde

Nuestros productos cumplen o exceden los requerimientos de pureza y composición conforme a AWS A5.32 Specification for Welding Shielding Gases.

Gas

Argón puro alta pureza 99.998%

Conforme a Tipo Material Base Acero al Carbono Aceros Inoxidables Aluminio Cu, Ni, Ti, Mg, Otros
Conforme a Proceso Soldadura GMAW / FCAW / MCAW GTAW / PAW LBW Mig Brazing, Otros
Conforme a Tipo de Alambre Sólido Fluxcored Metalcored
Conforme a Condiciones Material Base Recubierto Zn, Al Espesor Suciedad
Conforme a Requerimientos Específicos Out-of-position Propiedades Mecánicas Salpicadura y acabado superficial Generación humos
Conforme a Modo de Transferencia de Material Corto circuito Spray Spray pulsado Transf. propietarias
Conforme al tipo de aplicación Manual Mecanizada Robótica

Notas

El argón de alta pureza Linde excede los requerimientos de AWS A5.32

Usos y beneficios

Es el gas de protección más ampliamente usado por su versatilidad y alta estabilidad del arco eléctrico.

En su estado puro se utiliza principalmente para soldadura GMAW de aluminio y sus aleaciones, así como para proceso GTAW de aceros al carbono, aceros inoxidables, aluminio, titanio, entre otros.

Argón puro alta pureza 99.998%​
Gas

Dióxido de carbono puro industrial

Notas

Como ya se mencionó en el artículo, el uso de CO2 ha crecido debido a su relativo bajo costo como insumo o materia prima. Sin embargo, su alta generación de salpicadura que se traduce en una baja eficiencia de deposición y mayores tiempos de limpieza post-soldadura, así como menor velocidad de avance y mayor generación de humos, lo dejan en desventaja contra las mezclas ricas en Argón.

Dióxido de carbono puro industrial ​
Linde Logo

Familia de mezclas para Soldar Linde

Mezclas con composiciones desde 2% hasta 25% de CO2 (o más) en Argón. 

Recomendadas para fabricación de: Muebles metálicos, racks o cualquier tipo de estantería, estructuras metálicas diversas, maquinaria y equipo para la construcción, agrícola, minería, etc., remolques, plataformas, pipas, contenedores, tanques y recipientes de acero, autopartes diversas (asientos, ejes, sistema de escape, etc.)

Gas

StarGold™ C-2 y StarGold™ C-2.5

Usos y beneficios

  • Para soldadura de aceros inoxidables y de baja aleación mediante proceso GMAW, preferentemente en transferencia spray pulsado
  • Con una adición altamente controlada de CO2 en la mezcla, se obtienen propiedades mecánicas más elevadas comparado con mezclas con mayor porcentaje de CO2
  • La más baja emisión de humos de soldadura vs otros gases
  • Excelente limpieza y apariencia del cordón, con nula salpicadura
StarGold™ C-2 y StarGold™ C-2.5​
Gas

StarGold™ C-5

Notas

  • Para soldadura de aceros al carbono y de baja aleación (HY-80 por ejemplo) mediante proceso GMAW, en transferencia spray o spray pulsado
  • Mayor perfil de penetración vs StarGold C-2 y mezclas Argón-Oxígeno de Linde
StarGold™ C-2 y StarGold™ C-2.5​
Gas

Mig Mix Gold™ y StarGold™ C-10

Notas

  • Para soldadura de aceros al carbono y de baja aleación, en transferencia spray o spray pulsado, con alambres sólidos o metalcored de Linde
  • Estas mezclas son el referente en cuanto a la más alta productividad en proceso GMAW o MCAW, ya sea en aplicación manual o automatizada
  • La fluidez del charco es mayor que con StarGold C-5
  • Baja generación de humos vs StarGold C-15, C-18 y C-20
StarGold™ C-2 y StarGold™ C-2.5​
Gas

StarGold™ C-15, StarGold™ C-18 y StarGold™ C-20

Notas

  • Esta gama de mezclas puede utilizarse con una amplia gama de alambres sólidos y tubulares, para unir aceros al carbono y algunos de baja aleación.
  • El límite teórico para obtener una transferencia spray estable es del 18%
  • La penetración es mejorada vs mezclas más ricas en argón, lo cual las hace ideales para placa gruesa (> ¼”)
StarGold™ C-2 y StarGold™ C-2.5​
Gas

StarGold™ C-25

Notas

  • Ideal para sustituir cualquier aplicación con 100% CO2. Se obtiene una transferencia corto circuito estable, con menor cantidad de proyecciones metálicas (salpicadura), controlando la penetración de los materiales.
  • La aplicación se vuelve más fácil para el soldador. En conjunto con un alambre tubular ProStar o Advantage E71T-1M se obtiene un desempeño mejorado 
StarGold™ C-2 y StarGold™ C-2.5​
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