Las piezas fundidas de aluminio varían considerablemente en su capacidad de soldadura. La serie de aleación, el proceso de fundición y la identificación de la pieza son importantes para determinar si se puede soldar una pieza de aluminio fundido y qué metal de aportación utilizar.
Esta guía detalla cada serie de fundición de aluminio (1xx.x a 7xx.x) con recomendaciones de soldadura específicas, explica cómo identificar piezas fundidas desconocidas a través de una inspección visual y detalla cómo los diferentes procesos de fundición afectan la soldabilidad.
Las piezas fundidas de aluminio puro presentan una excelente soldabilidad. Estas aleaciones contienen al menos un 99 % de aluminio con una cantidad mínima de elementos de aleación. La ausencia de aditivos facilita su soldadura sin problemas de agrietamiento.
Como metal de relleno, utilice 1100 o 4043. El relleno 1100 coincide con la composición del material base, mientras que 4043 agrega silicio para una mejor fluidez.
Las fundiciones de aluminio y cobre presentan importantes desafíos de soldadura. El contenido de cobre oscila entre el 4 % y el 10 %, lo que hace que estas aleaciones sean propensas a agrietarse en caliente durante la soldadura. Muchos fabricantes consideran que las fundiciones de la serie 2xx.x no son soldables para aplicaciones críticas.
Si es absolutamente necesario soldar, utilice metal de aportación 4043. Precaliente la pieza fundida a 300-400 °C y mantenga esta temperatura durante la soldadura. El tratamiento térmico posterior a la soldadura restaura las propiedades mecánicas, pero requiere un control preciso de la temperatura.
Estas piezas fundidas dominan el mercado de la fundición de aluminio, representando aproximadamente el 90% de todas las piezas de fundición de aluminio comerciales. El contenido de silicio (5-12%) proporciona una excelente colabilidad y una soldabilidad moderada. Las aleaciones más comunes incluyen 356, 319 y A356.
Utilice metales de aportación 4043 o 5356 según la aleación específica. Para piezas fundidas 356 y A356, el 4043 funciona mejor gracias a su contenido de silicio equivalente. Las piezas fundidas con un mayor contenido de magnesio (superior al 0.5 %) pueden beneficiarse del aporte 5356 para una mejor igualación del color después del anodizado.
Las piezas fundidas con alto contenido de silicio ofrecen buena soldabilidad cuando el contenido de silicio se mantiene por debajo del 12 %. Estas aleaciones fluyen bien durante la fundición y producen soldaduras resistentes a las grietas. Las aleaciones 413 y 443 son ejemplos comunes de esta serie.
Seleccione los metales de aporte 4043 o 4047. El 4047 contiene un 12 % de silicio y es especialmente eficaz para materiales base con alto contenido de silicio. Produce cordones de soldadura más lisos y reduce el riesgo de porosidad.
Las piezas fundidas de aluminio y magnesio presentan una excelente soldabilidad y resistencia a la corrosión. El contenido de magnesio (4-10 %) proporciona una buena resistencia sin comprometer la calidad de la soldadura. Estas aleaciones se utilizan frecuentemente en aplicaciones marinas y de procesamiento químico.
Elija metales de aporte 5356 o 5183. El 5356 es adecuado para la mayoría de las aplicaciones, mientras que el 5183 proporciona mayor resistencia para piezas fundidas con un contenido de magnesio superior al 4.5 %.
Estas piezas fundidas de alta resistencia presentan baja soldabilidad. El contenido de zinc (5-7 %) combinado con magnesio crea susceptibilidad al agrietamiento por corrosión bajo tensión. La soldadura suele reducir las propiedades mecánicas en un 50 % o más en la zona afectada por el calor.
Cuando sea inevitable soldar, utilice metal de aportación 5356. Minimice la aportación de calor y evite soldar en zonas de tensión crítica. Considere métodos de unión alternativos, como fijaciones mecánicas, para aplicaciones estructurales.
Contacte al fabricante original si no dispone de la documentación. Muchas fundiciones conservan registros de piezas fundidas producidas hace décadas. El código de fecha de fundición o la marca de la fundición pueden ayudar a rastrear la especificación de la aleación.
Espesor de la pared
Mida las secciones más delgadas y más gruesas de la pieza fundida.
Marcas del pasador eyector
Las piezas fundidas a presión presentan marcas circulares (de 0.125 a 0.500 mm de diámetro) donde los pasadores expulsores expulsaron la pieza del molde. Estas marcas aparecen en un lado de la pieza fundida siguiendo un patrón regular.
Las piezas fundidas en arena y en piezas de inversión carecen de estas marcas distintivas.
Dado que las aleaciones de la serie 3xx.X constituyen la gran mayoría de las piezas fundidas comerciales, asumir que la pieza pertenece a esta familia y seleccionar un metal de aportación 4043 es un punto de partida estadísticamente probable. Este enfoque funciona para aproximadamente 9 de cada 10 piezas fundidas desconocidas.
Realice una soldadura de prueba en una zona no crítica antes de comenzar la soldadura de producción. Esté atento a grietas excesivas, porosidad o decoloración inusual que podrían indicar una aleación de diferente serie.
Las fundiciones en arena suelen ofrecer la mejor soldabilidad entre todos los procesos de fundición. La velocidad de enfriamiento más lenta produce estructuras de grano más grandes con mínima tensión residual. porosidad de gas permanece baja porque el molde de arena permite que los gases escapen durante la solidificación.
Los soldadores pueden utilizar parámetros estándar sin precauciones especiales. La estructura de grano grueso se adapta mejor a las tensiones de contracción de la soldadura que los materiales de grano fino. La preparación de la superficie requiere eliminar las inclusiones de arena y las capas de óxido antes de soldar.
Las piezas fundidas en molde permanente se encuentran entre las piezas fundidas en arena y las fundidas a presión en cuanto a soldabilidad. El molde metálico produce un enfriamiento más rápido que la arena, creando una estructura de grano más fino y tensiones residuales moderadas. Estas piezas fundidas muestran una buena precisión dimensional. porosidad mínima.
Reduzca la entrada de calor de la soldadura entre un 10 % y un 15 % en comparación con las fundiciones en arena. La estructura de grano más fino aumenta ligeramente la sensibilidad al agrietamiento por calor. Precaliente a 200-250 °F para secciones de más de 0.500 pulgadas de espesor.
Las fundiciones a alta presión presentan los mayores desafíos de soldadura. La rápida inyección de metal fundido atrapa gases y lubricantes dentro de la pieza. Esta porosidad interna se expande durante la soldadura, creando burbujas y cráteres en el cordón de soldadura.
Muchas piezas fundidas a presión se consideran no soldables para aplicaciones que contienen presión. Cuando sea necesario soldar, utilice el menor aporte de calor posible. La soldadura TIG con gas de protección argón puro minimiza la expansión de la porosidad. Es normal que se presente cierta porosidad en la soldadura, independientemente de la técnica.
