El metal de aporte

¿Cuál es la diferencia entre el metal de aporte y el metal fundido?

• El metal de aporte: es el material consumible externo (como el hilo, la varilla o el electrodo) que se añade deliberadamente para rellenar el espacio de la junta. Está diseñado con un punto de fusión y una fluidez óptimos para distribuirse correctamente en la unión.
• El metal fundido: es el material definitivo de la unión que se ha fundido durante el proceso y posteriormente se ha vuelto a solidificar, generando la unión. En los procesos de soldadura por fusión, está compuesto por el metal de aporte fundido y la zona de material base que se funde en el proceso, cuando la mezcla de ambos solidifica se genera el cordón de soldadura . En el caso de los procesos de soldadura fuerte y blando, únicamente se funde el metal de aporte que se distribuye por capilaridad para generar la unión.

El metal de aporte según el proceso de soldadura

El metal de aporte difiere en función de los procesos y aplicaciones de soldadura utilizados, de la instalación y la aplicación:

1. Electrodo revestido

Se utilizan en soldadura  manual. Los electrodos están compuestos por un núcleo y un revestimiento químico.

• El núcleo o alma: es una varilla metálica que tiene en su composición elementos como hierro, carbono, manganeso, silicio… en función del material que se quiera soldar.
• El revestimiento químico: se aplica de manera concéntrica al núcleo, sus composición química depende de las características que se quieran conseguir con el mismo. Existen de diferentes tipos, siendo los más comunes los electrodos de rutilo (mejor cebado) y los básicos (mejores características mecánicas). Las funciones de este revestimiento son:
  • Función protectora: Sus gases generan la atmósfera de protección del metal fundido, y la escoria que generan protegen el baño de fusión tras la ejecución de la soldadura
  • Función eléctrica: Facilitar el cebado y la continuidad del arco eléctrico
  • Función metalúrgica: Desoxidación, compensación de elementos de aleación perdidos, o adición de los mismo para conseguir las propiedades mecánicas deseadas

2. Alambre o hilo de soldadura

En determinados procesos de soldadura eléctrica, la alimentación del metal de aporte se realiza de forma automática. En este caso el hilo para soldar se suministra en bobinas (15 kg el tamaño más habitual) o en bidones (entre 200 kg y 500 kg según el fabricante de hilo). De hecho, este último formato es el sistema habitual de alimentación de hilo en instalaciones automatizadas o robotizadas.
El hilo puede ser sólido o tubular, en este último caso el núcleo del hilo tiene un relleno que puede ser metálico o  flux (similar al revestimiento del electrodo),  para aportar características adicionales a al cordón de soldadura:

• Para el proceso de soldadura MIG / MAG (GMAW Gas Metal Arc Welding, siglas según AWS): el metal de aporte se usa en combinación con el gas de soldadura apropiado para garantizar la inertización de la zona y conseguir las prestaciones, resistencia y la calidad del cordón de soldadura requeridas. Los diámetros de hilo habituales son 0,8 - 1 - 1,2, 1,6 mm
• Para el arco sumergido: En este caso se utiliza una combinación de hilo/flux (fundente). El flux garantiza la protección del baño. Normalmente los diámetros son superiores a los que se indica en la soldadura MAG (por ejemplo, 3,2 mm)
• Para el proceso TIG / Plasma automático — que se encuentra a menudo en la fabricación de tubos soldados —, donde se aporta directamente en la unión de baño de fusión.

3. Varilla metálica para el proceso de soldadura TIG manual

Se emplea en operaciones manuales donde el operario aporta el material de forma precisa y controlada directamente en el baño de fusión generado por la antorcha.

4. Varilla para soldadura fuerte y blanda (Brazing)

Las varillas de aportación utilizadas en el soldeo fuerte (brazing) y blando (soldering) son aleaciones metálicas que se añaden para formar la unión entre las piezas. Se utilizan en combinación con el fundente adecuado. Su característica fundamental es que tienen una temperatura de fusión inferior a la del metal base, de modo que las piezas a unir nunca llegan a fundirse durante el proceso.
Una vez fundido, el metal de aportación fluye y se distribuye entre las superficies de la junta gracias al efecto de capilaridad

• Soldeo fuerte (Brazing): Utiliza varillas de aportación cuyo punto de fusión es superior a los 450 °C.
• Soldeo blando (Soldering): Emplea aportaciones con temperaturas de fusión por debajo de los 450 °C.

¿Por qué emplear un metal de aporte en una soldadura?

El metal de aporte es indispensable en la mayoría de los casos una vez que es importante para conseguir que la unión de soldadura cumpla con los requisitos mecánicos (resistencia, dureza…) exigidos para la fabricación del conjunto. Mediante el aporte de soldadura, también se pueden compensar las pérdidas de elementos de aleación que se pierden en el proceso de soldadura, o adicionar de manera controlada un elemento de aleación, e influir en la composición química de la zona de soldadura.

¿Cómo elegir el metal de aporte más conveniente?

La gama de metal de aporte que se utiliza a menudo viene impuesta por las normas o códigos y componentes de construcción. Air Liquide le aconseja, a la hora de elegir los metales de aporte dirigirse a un proveedor, para que le aconseje convenientemente en función del tipo de aplicaciones: acero para herramientas, acero inoxidable, aluminio y aleaciones, cobre y aleaciones, base de níquel…).

Si desea saber más sobre estos metales, no dude en consultar las páginas y artículos de nuestro sitio web en los que podrá encontrar más información sobre las temperaturas de fusión de los metales y de nuestra gama de gases de protección (y envasado), suministrados en planta.

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