¿Qué es? ¿Para qué se usa esto?

La soldadura Heliarc es la versión inicial de la soldadura TIG o soldadura por arco de tungsteno con gas («GTAW»). Inicialmente, se usó el nombre heliarc porque, como se desarrolló por primera vez, usaba helio como gas de protección.

La mayoría de las veces, cuando alguien dice soldadura heliarc, se refiere al proceso de soldadura TIG. Sin embargo, todavía puede haber cierta confusión con respecto al gas de protección, ya que el nombre heliarc implica helio.

Este artículo aclarará cualquier malentendido al explicar qué es la soldadura heliarc, su historia, dónde usarla y cómo abordarla cuando encuentre el nombre.

¿Es la soldadura Heliarc diferente a la TIG?

Hoy en día, no hay diferencia entre la soldadura TIG y heliarc, y son lo mismo. La Sociedad Estadounidense de Soldadura («AWS») utiliza oficialmente el término GTAW para soldadura TIG. Pero heliarc, TIG y GTAW son solo nombres diferentes para el mismo proceso de soldadura.

Los soldadores mayores utilizan principalmente el término heliarc porque este era el nombre original utilizado para el proceso de soldadura TIG. Pero la mayoría de los soldadores jóvenes ni siquiera escucharán la palabra soldadura heliarc hasta que un soldador mayor la mencione.

Sin embargo, algunos pueden referirse a la soldadura TIG como heliarc porque quieren enfatizar que el proceso de soldadura TIG debe usar helio como gas de protección. Entonces, esto puede causar cierta confusión.

Si la especificación del procedimiento de soldadura («WPS») de su empleador, cliente o ingeniero especifica la soldadura heliarc, pregúnteles si quieren que use helio al 100 % como gas de protección. Si el gas de protección se especifica de otra manera, no hay razón para preguntar sobre el asunto. Simplemente se refirieron a la soldadura TIG como soldadura heliarc.

¿Quién inventó la soldadura Heliarc?

Russell Meredith de Northrop Aircraft perfeccionó los primeros intentos de un proceso de soldadura con protección de gas desarrollado para soldar magnesio y creó una técnica de soldadura eficiente y repetible llamada heliarc.

Meredith llamó al proceso soldadura heliarc porque se basaba en un electrodo de tungsteno para el arco y gas helio inerte para proteger el baño de soldadura de la contaminación atmosférica. Pero el proceso no tiene que usar helio. Entonces, TIG (gas inerte de tungsteno) y GTAW (soldadura por arco de tungsteno con gas) se convirtieron en la norma ya que estos nombres son más inclusivos.

La mayoría de las configuraciones originales de soldadura heliarc usaban antorchas enfriadas por agua. Pero las antorchas enfriadas por aire también se emplearon para soldaduras de bajo amperaje.

Primer diseño de antorcha heliarc
Fuente de la imagen: Canadian Metals and Metallurgical Industries, enero de 1947.

¿Por qué se inventó la soldadura Heliarc?

El proceso de soldadura heliarc fue uno de los desarrollos de soldadura más cruciales cuando Russell Meredith lo patentó en 1941.

Dado que la soldadura TIG permite soldaduras limpias y perfectas en acero inoxidable y metales no ferrosos como el aluminio y el magnesio, su desarrollo permitió avances significativos en industrias cruciales como la aeroespacial, la de alimentos y bebidas, la construcción naval y la militar.

El proceso de soldadura heliarc llenó un vacío considerable en las necesidades de fabricación de los Estados Unidos. Hubo muchos intentos de lograr la soldadura por arco con electrodos no consumibles protegidos por un gas de protección. Russell fue el primero en crear un proceso sostenible que funcionó siempre.

Aquí hay algunos hechos históricos impresos en la época del inicio del heliarc:

Fuente de la imagen: Canadian Metals and Metallurgical Industries, enero de 1947.

Como sugiere la impresión anterior, la soldadura heliarc mejoró la fabricación de izquierda a derecha a una escala sin precedentes. Imagínese si hoy se inventara un nuevo proceso de soldadura que mejora la productividad en un 300%. Eso sería innovador y, en ese momento, Heliarc movió todos los límites conocidos.

La importancia de la soldadura Heliarc (TIG)

En ese momento, la invención del heliarc fue tan crucial que se informó al 32º presidente de los EE. UU., Franklin D. Roosevelt, al respecto. Incluso se jactó de la innovación heliarc en una carta a Winston Churchill. No es fácil comprender el salto productivo y económico que hizo posible el heliarc.

El proceso heliarc fue simple a primera vista. Un electrodo de tungsteno no consumible conducía electricidad y creaba un arco con el metal mientras estaba protegido por un gas inerte. Pero permitió la unión perfecta de metales. Este avance resonó en toda la economía porque los aviones y los barcos no se podían construir a una escala nunca antes vista.

Además, algunos de los momentos críticos en la historia del mundo nunca hubieran sido posibles sin el proceso de soldadura TIG. Por ejemplo, la misión Apolo 11 que llevó a los primeros humanos a la Luna utilizó el cohete Saturn V SA-506, que fue soldado a mano mediante el proceso GTAW.

Imagen de uniones soldadas manualmente con TIG en el cohete Saturno V. Fuente: https://apollo11space.com/welding-apollo-rockets/

Soldadores TIG calificados trabajaron día y noche para crear soldaduras perfectas que tuvieron que soportar condiciones severas de vuelo espacial. El proceso de soldadura TIG fue una de las tecnologías cruciales que hicieron posible el alunizaje.

Curiosamente, una mujer, Margaret Brennecke, fue la mejor ingeniera de soldadura de la NASA en el proyecto Apolo 11. En su momento, esto rompió las normas sociales. Ella fue la principal soldadora responsable de fabricar los tanques de combustible criogénico. Durante el lanzamiento del cohete, se concentró un calor enorme en estos tanques, y las soldaduras de los tanques debían sobrevivir a condiciones brutales como el calor, la vibración, la fricción y las cargas internas y externas.

Imagen de Margaret W. “Hap” Brennecke en 1964. Fuente: NASA

¿Dónde se usa la soldadura TIG?

Hoy en día, es imposible imaginar un mundo sin soldadura TIG. Claro, industrias de todo tipo emplean varios métodos de soldadura. Sin embargo, el proceso TIG sigue reinando, especialmente después de numerosas iteraciones y mejoras. Los soldadores TIG manuales o robóticos ofrecen tantas funciones hoy en día que se requiere una gran experiencia para utilizar el proceso por completo.

GTAW se utiliza en las industrias aeroespacial, marina, alimentos y bebidas, energía, transporte, fabricación y tuberías. Se aplica principalmente donde la calidad de la soldadura es vital, especialmente para soldar materiales no ferrosos.

Al igual que el antiguo cohete Saturno, los cohetes modernos de SpaceX también se sueldan con TIG manualmente. Pero hoy, SpaceX utiliza un proceso de soldadura TIG muy modificado que va más allá del alcance de este artículo.

Imagen del ingeniero de soldadura de SpaceX usando un proceso de soldadura TIG manual modificado para unir aleaciones especiales de acero inoxidable para el cohete Starship diseñado para la misión tripulada a Marte.
Fuente: nasaspaceflight.com

Ventajas de la soldadura TIG

La soldadura TIG produce soldaduras fuertes, limpias y hermosas. Es el proceso de soldadura por arco menos probable de experimentar impurezas o inclusiones de soldadura. Además, puede soldar casi todos los metales, especialmente los que se usan comúnmente en la fabricación, incluidos todos los tipos de acero, hierro, aluminio, magnesio, cobre, latón, plata y oro.

Además, GTAW ofrece a los usuarios el mayor control de entrada de calor y arco de todos los procesos de soldadura por arco. Las modernas fuentes de energía TIG basadas en inversores ofrecen tecnología de pulso y diferentes formas de onda, que maximizan su control de la entrada de calor y la forma del arco.

Desventajas de la soldadura TIG

Como todas las técnicas de soldadura, la soldadura TIG no está exenta de inconvenientes. En comparación con la soldadura MIG o con varilla, la GTAW es lenta y requiere mucho más tiempo y esfuerzo para dominarla.

Para lograr soldaduras TIG perfectas, debe manipular la antorcha TIG con una mano, una varilla de metal de aporte con la otra mano y usar de manera eficiente un pedal TIG para controlar el amperaje de salida. Lleva un tiempo convertirse en un soldador TIG profesional. Además, desarrollar una “sensación” para los controles TIG avanzados como pulso-TIG, equilibrio de CA, control de amplitud, frecuencia y selección de forma de onda lleva mucho tiempo porque primero debe practicar el uso de configuraciones muchas veces.

Aún así, la mayoría de los aficionados pueden aprender los conceptos básicos del proceso de soldadura TIG en un par de días. Pero, para que se le confíen trabajos críticos, debe aprobar las pruebas de certificación de soldadura TIG de AWS, que no son nada fácil. Puede tomar seis meses o un año de capacitación convertirse en un buen soldador TIG, y obtener las certificaciones es solo su primer peldaño. Debe tener años de experiencia antes de poder soldar partes sensibles de aviones, barcos, tuberías o edificios.

envolviéndolo

El proceso de soldadura TIG, o heliarc como se le conoce en sus inicios, es uno de los bloques básicos del mundo tal como lo conocemos. Sin heliarc, no habría alunizaje ni producción de barcos y aviones a gran escala. Es difícil exagerar su importancia, y el uso generalizado de materiales como el aluminio y el acero inoxidable se hizo posible con las soldaduras fuertes y limpias producidas con el proceso heliarc.

Los soldadores TIG de precisión hoy ganan salarios más altos que cualquier otro especialista en soldadura por arco. Los competidores más cercanos son los soldadores de tuberías SMAW porque esta profesión requiere experiencia mientras se trabaja en condiciones difíciles.

Puedes aprender a soldar TIG tú mismo. Pero para dominarlo verdaderamente, aprenda de un profesional o únase a una escuela de soldadura. El proceso de soldadura GTAW será difícil de destronar y seguirá siendo relevante en el futuro previsible.