¿Se puede soldar titanio? ¡Lo que necesitas saber!

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Última actualización el 24 de agosto de 2022

Sí, el titanio se puede soldar. De hecho, la soldadura es una de las formas más comunes de unir componentes de titanio. Sin embargo, tenga en cuenta que soldar titanio no es lo mismo que soldar otros materiales. Es uno de los metales más difíciles de soldar. Tiene varias propiedades que lo hacen único y deben tenerse en cuenta al soldar.

Tiene un punto de fusión muy alto y también es muy reactivo. Esto significa que es difícil crear una buena junta de soldadura con él. Además, el titanio también es susceptible a la corrosión. Esto significa que es importante utilizar la técnica de soldadura adecuada, como la soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW) y los procesos de soldadura por arco metálico con gas (GMAW).

En este artículo profundizamos en la práctica de soldar titanio, los inconvenientes así como las medidas de precaución para conseguir una buena soldadura de titanio.


¿Qué hace que el titanio sea difícil de soldar?

Ya hemos establecido que el titanio se puede soldar, aunque es bastante desafiante por las razones que se describen a continuación.

  • Es un metal muy reactivo, lo que significa que puede formar fácilmente óxidos y otros compuestos cuando se expone al aire. Esto puede dificultar la soldadura, ya que la capa de óxido impedirá que la soldadura tome correctamente. Para evitar esto, es importante usar un gas inerte (como el argón) para proteger el titanio del aire.
  • Tiene un punto de fusión muy alto, lo que significa que puede ser difícil de soldar sin usar equipo especializado. En particular, necesitarás un soldador que pueda generar suficiente calor para derretir el metal.
  • El titanio también es un metal muy fuerte, lo que significa que puede ser difícil soldarlo sin causar daños. Deberá tener cuidado de no sobrecalentar el metal, ya que esto puede hacer que se deforme o agriete.
  • Finalmente, el titanio es un metal muy liviano, lo que significa que puede ser complicado trabajar con él. Esto se debe a que es fácil sobresoldar y hacer que el metal se distorsione.

Con todas estas cosas en mente, es importante tener cuidado y tomarse su tiempo al soldar titanio. Si no tienes experiencia en soldadura, es mejor dejarlo en manos de un profesional.

Cómo preparar y manipular titanio para soldadura

Preparación

El primer paso en la preparación del titanio para la soldadura es asegurarse de contar con el equipo adecuado, como un soplete de gas argón o una soldadora de arco de plasma.

Además, necesita ropa protectora y equipo de respiración. Con esto, no se verá perjudicado por la exposición a los humos mientras trabaja con titanio.

Manejo

Cuando esté listo para comenzar a soldar titanio, asegúrese de saber en qué pieza de titanio está trabajando y la técnica de soldadura que necesitará para ese trabajo en particular.

Algunas piezas pueden necesitar diferentes tipos de soldaduras debido a los diferentes espesores. Otros pueden necesitar más de un tipo de soldadura, dependiendo de su forma o tamaño.

Además, considere el grosor de cada pieza de metal antes de comenzar cualquier tarea de soldadura que involucre titanio. Si es demasiado delgado, se romperá durante el uso.

Si desea crear una soldadura de titanio de alta calidad, asegúrese de que el área en la que está trabajando esté limpia. Si la suciedad o la grasa contaminan su soldadura de titanio, no obtendrá una soldadura de alta calidad.

Cómo soldar titanio

La soldadura de titanio es como la soldadura de aluminio. Debe eliminar la capa de óxido antes de comenzar a soldar. También es como soldar acero inoxidable porque necesita purgarse nuevamente.

Estos son unos breves pasos a seguir:

1. Retire la capa de óxido

El primer paso al soldar titanio es eliminar la capa de óxido de su superficie. La capa de óxido actúa como una barrera entre la soldadura y el material base. Impide la correcta unión entre ellos.

Utilice un paño abrasivo o un agente de limpieza químico como tricloroetileno (TCE) o acetona para eliminar esta capa de óxido.


2. Mantenga suficiente cobertura de gas

El titanio reacciona con el oxígeno mientras se calienta en el arco de su antorcha. La reacción puede causar chispas y salpicaduras, que pueden encender materiales inflamables cercanos.

Mantenga una cobertura de gas adecuada en todo el arco para evitar que esto suceda. Luego, proteja el área alrededor de la junta de soldadura.


3. Purga posterior de la sección de titanio

Cuando purga el titanio antes de soldar, se deshace de todos los vapores y gases no deseados de la superficie de soldadura. Reemplazarás todos estos gases con argón.

Si realiza una purga inversa, su soldadura estará libre de contaminación. Producirá soldaduras limpias y suaves.


4. Soldadura de titanio con copa de diámetro ancho

El titanio tiene un alto punto de fusión. Por lo tanto, necesita un soldador de arco que pueda producir esta temperatura para obtener los mejores resultados al soldar piezas de titanio.

Una copa de diámetro ancho le brinda más potencia al iniciar un arco. También le da más control sobre dónde se aplica el calor durante el proceso.


Tipos de protección de gas inerte utilizados al soldar titanio

Los gases de protección más comunes utilizados para soldar titanio son el argón y el helio. El gas de protección evita la contaminación por aire.

El gas de protección se lleva a cabo en tres etapas:

Blindaje primario

El blindaje primario se usa cuando se suelda titanio a otros metales. Este tipo de blindaje utiliza gas argón. Protege el metal cercano de la contaminación por la soldadura, que lo debilitaría.

El argón también protege al soldador de respirar cualquier contaminante en el aire. En otras palabras, proporciona la cobertura primaria necesaria para proteger el charco de soldadura. Asegúrese de usar una antorcha enfriada por agua con lentes de gas y una copa de cerámica en el blindaje primario.

Blindaje secundario

El blindaje secundario proviene de los escudos posteriores. Protege las zonas afectadas por el calor hasta alcanzar una temperatura de 427ºC (800ºF) o menos. Además, protege el metal de soldadura de titanio solidificado.

Por lo general, los protectores de arrastre están hechos a la medida para adaptarse a una operación y una antorcha de soldadura específicas. Permiten una distribución uniforme del gas inerte utilizado al soldar titanio.

Blindaje de respaldo

El blindaje de respaldo brinda protección de gas inerte a las zonas de calor afectadas y al lado de la raíz de las soldaduras. Crea un flujo de gas de respaldo alrededor del charco de soldadura. Para hacer esto, conecte una manguera de gas a su soplete, luego encienda la válvula de control de flujo en el soplete para crear un flujo de gas uniforme alrededor del área de soldadura.

Una vez que haya establecido un flujo constante, apague el suministro principal de gas y comience a soldar usando solo protección de respaldo.

La ventaja de usar blindaje de respaldo es que reduce la entrada de salpicaduras a la atmósfera porque el termofusible no tiene acceso directo al aire.

Consejos para recordar al soldar titanio

El titanio es una de las mejores opciones para cualquier trabajo de soldadura porque resiste la corrosión. Pero puede ser complicado soldarlo porque se expande y se contrae.

Estos consejos le ayudarán si está trabajando con titanio en su taller de soldadura.

El gas de protección es crucial

El titanio no necesita precalentamiento antes de comenzar a soldarlo. Necesita un gas de protección para una protección adecuada contra la oxidación durante el proceso de soldadura.

Al usar el gas de protección, los vapores pasarán a través de la punta del soplete hacia la superficie de la pieza de trabajo. No causarán ningún daño o contaminación.

El gas de protección evita que la soldadura se vuelva quebradiza y se agriete durante el enfriamiento. Por lo general, se usa argón porque no reacciona con el oxígeno o el hidrógeno en el aire o el agua. No causará ninguna corrosión en la superficie de metal que está soldando.

La limpieza es clave

El titanio reacciona rápidamente a los contaminantes como la pintura, los aceites, la suciedad y los aceites corporales de las manos, lo que provoca la fragilización de la soldadura o la corrosión localizada.

Utilice siempre áreas de trabajo limpias y mantenga limpios sus equipos y materiales de soldadura. Reducirá el flujo de aire al hacer esto. Además, evitará interrumpir el gas de protección que resguarda el baño de soldadura.

Limpie el área que está soldando con un hisopo con alcohol antes de comenzar su proyecto. El alcohol eliminará la grasa, el aceite, la suciedad y otros contaminantes que contaminarían la unión soldada.

Elija el electrodo de tungsteno y el metal de aporte correctos

Si opta por soldar titanio mediante el proceso de soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW), utilice siempre un electrodo de tungsteno ceriado o lantanado al 2 %.

Estas son las aplicaciones de dimensionamiento y el amperaje que debes usar.

Tamaño del electrodo de tungsteno Amperaje adecuado
1/16 pulgadas Por debajo de 90 amperios
3/32 pulgadas Entre 90 y 200 amperios
1/8 de pulgada Por encima de 200 amperios

El titanio tiene una temperatura de fusión alta y necesita una corriente alta para fundirlo. Significa que los electrodos de tungsteno tienen un punto de fusión más alto que los que se usan en otros metales.

El metal de aporte que seleccione debe tener las mismas características que el metal base. De lo contrario, puede causar porosidad en la junta de soldadura.

Seleccione el equipo de soldadura adecuado

El titanio es un material caro. Por lo tanto, use herramientas diseñadas para trabajar con él. Por ejemplo, use gas de protección de argón para procesos GTAW en lugar de gases de protección basados ​​en helio o hidrógeno.

Cuando suelde, use una máquina de doble proceso. Puede manejar tanto CA como CC. Le permitirá cambiar entre alambre de electrodo de tungsteno y soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW). También le brinda más flexibilidad para elegir cómo se verá su junta de soldadura.

Desafíos que puede enfrentar al soldar titanio

El titanio puede reaccionar con el oxígeno a altas temperaturas y formar trazas de dióxido de titanio. Puede causar fragilización y alterar las propiedades mecánicas del material.

Esta reacción también genera gas hidrógeno durante las operaciones de soldadura. También puede causar porosidad en las soldaduras.

El titanio también tiene una baja conductividad térmica en comparación con otros metales. Por lo tanto, necesita temperaturas más altas para la fusión que el acero inoxidable o las aleaciones de aluminio.

Tiene una baja capacidad de absorción de hidrógeno para empeorar las cosas. Se necesita más aporte de calor para lograr la fusión que otros metales. Significa que los soldadores deben usar niveles de amperaje más altos en sus máquinas. Derretirá el metal de aporte y logrará la fusión a través del área de la unión soldada.

Además, los soldadores de titanio deben proteger la soldadura líquida y el metal circundante. Es un desafío incluso para los soldadores más experimentados.

Beneficios y desventajas de la soldadura con titanio

Beneficios

  • El titanio es resistente a la corrosión. Las tuberías de titanio se utilizan en aplicaciones marinas porque son resistentes al agua salada.
  • Tiene una mejor relación resistencia-peso que el acero o el aluminio.
  • Tiene baja expansión y conductividad térmica.
  • Es más ligero que el acero.
  • Tiene una temperatura de funcionamiento de aproximadamente 900ºF.
  • Puede usarlo en muchas industrias, como la marina y la aeroespacial, para construir marcos estructurales.
  • Es más rígido en comparación con el magnesio o el aluminio.

inconvenientes

  • La resistencia a la tracción del titanio se reduce a medida que aumenta la temperatura.
  • Es menos blando que el acero.
  • Si está en forma de polvo, es inflamable en el aire normal.

Nuestra opinión para finalizar

Aunque se puede soldar, el titanio se encuentra entre los metales más difíciles de soldar. Es importante ser consciente de sus propiedades únicas. En particular, use un gas inerte para proteger el metal del aire y tenga cuidado de no sobrecalentarlo.

Es difícil soldarlo sin dañar la integridad del metal. Por lo tanto, tome todas las precauciones necesarias.


Crédito de la imagen destacada: aon168, Shutterstock