Para soldar aluminio fundido, limpie primero la superficie con un cepillo de acero inoxidable y desengrasante. Precaliente la pieza a 300 °C (150 °F) para reducir el agrietamiento. Para obtener mejores resultados, utilice soldadura TIG CA con varilla de aporte 4047. Después de soldar, deje que se enfríe lentamente para evitar tensiones y agrietamiento.
La fundición en arena produce piezas de aluminio. Con niveles moderados de porosidad y buena soldabilidad. Este proceso crea piezas fundidas con estructuras de grano que toleran relativamente bien la soldadura.
La fundición en molde permanente crea piezas de aluminio más densas con estructuras de grano más fino que moldeo en arenaEstas piezas fundidas presentan niveles de porosidad de entre el 0.05 % y el 0.2 %. Esta porosidad reducida facilita la soldadura de las piezas fundidas en molde permanente en comparación con las piezas fundidas en arena. Sin embargo, la estructura de grano más fino requiere un control térmico más preciso durante la soldadura.
La soldadura de aluminio fundido procedente de operaciones de fundición a presión suele provocar la expansión de la porosidad. Los gases atrapados se expanden al calentarse, causando defectos de soldadura. Muchas piezas fundidas a presión se consideran no soldables sin técnicas de preparación especiales.
La gran mayoría de las piezas fundidas de aluminio que se encuentran en la fabricación y reparación general, estimada en un 80-90%, pertenecen a las aleaciones de las series 3xx.x y 5xx.x.
Serie 3xx.x (Al-Si-Mg/Cu)
Estas aleaciones de aluminio y silicio, como 319.0, 356.0 y A356, son las más comunes y se consideran fácilmente soldables. Generalmente se sueldan con un metal de aportación de la serie 4xxx.
Serie 5xx.x (Al-Mg)
Estas aleaciones de aluminio y magnesio, como la 535.0 (comercializada frecuentemente con nombres como Almag 35), también son fácilmente soldables y se distinguen por su buena resistencia a la corrosión y a la fuerza. Deben soldarse con un metal de aportación de la serie 5xxx.
Las aleaciones de las series 2xx.x y 7xx.x generalmente se consideran difíciles o incluso imposibles de soldar con procesos de arco convencionales debido a su química, que las hace muy propensas al agrietamiento en caliente durante la solidificación.
Serie 2xx.x (Al-Cu)
El contenido de cobre, que oscila entre el 4 % y el 10 %, crea un amplio rango de temperaturas de solidificación. Este amplio rango aumenta la susceptibilidad al agrietamiento en caliente.
Aleaciones como la 206 y la 242 requieren un precalentamiento intensivo y metales de aporte especializados. Muchos fabricantes evitan por completo la soldadura de estas aleaciones.
Serie 7xx.x (Al-Zn)
Las aleaciones de la serie 700 a base de zinc se consideran no soldables en la mayoría de las aplicaciones. El contenido de zinc, típicamente entre el 6 % y el 8 %, provoca graves grietas en caliente durante la soldadura.
Estas aleaciones también sufren agrietamiento por corrosión bajo tensión en la zona afectada por el calor. Las aleaciones comunes, como la 713 y la 771, deben unirse mediante fijaciones mecánicas en lugar de soldadura.
Elimine todos los aceites, grasas y contaminantes orgánicos con acetona o limpiadores especiales para aluminio. Aplique el disolvente con paños limpios y sin pelusa, trabajando en una sola dirección.
Cambie los paños con frecuencia para evitar la redistribución de contaminantes. Deje que la superficie se seque completamente antes de continuar. Nunca utilice disolventes clorados, ya que pueden causar porosidad en la soldadura.
Utilice un cepillo de alambre de acero inoxidable específico para trabajar con aluminio. Cepille en una dirección con presión moderada para eliminar la capa de óxido.
Para aplicaciones críticas, utilice una fresa o lima de carburo para eliminar material a una profundidad de 0.005 pulgadas. La capa de óxido se regenera en minutos, por lo que debe soldar inmediatamente después de limpiar.
Aplique aire comprimido limpio y seco a 30-40 PSI en la zona de unión. Mantenga la boquilla de aire a 45 grados para alejar las partículas de la zona de soldadura.
Limpie la zona con alcohol isopropílico en un paño limpio. Esta limpieza final elimina cualquier resto de polvo o partículas del cepillo.
Precaliente secciones gruesas de más de 0.25 pulgadas a 200-300 °F. Use crayones indicadores de temperatura para controlar la temperatura con precisión.
Aplique calor uniformemente sobre toda la pieza con un soplete de oxicorte con llama neutra. Mantenga la temperatura de precalentamiento durante todo el proceso de soldadura. Un precalentamiento excesivo por encima de 400 °C puede reducir las propiedades mecánicas.
La soldadura TIG utiliza un electrodo de tungsteno no consumible para crear el arco, y el soldador introduce manualmente una varilla de aporte independiente en el charco de soldadura. Esta separación de la fuente de calor y el material de aporte proporciona al operador un control inigualable sobre todos los aspectos de la soldadura, incluyendo la entrada de calor, la velocidad de avance y la deposición del metal de aporte.
La soldadura MIG utiliza un alambre consumible de alimentación continua que actúa como electrodo y metal de aporte. El alambre se alimenta mediante una pistola de soldadura, lo que hace que el proceso sea semiautomático y significativamente más rápido que el TIG. El proceso funciona bien para secciones de espesor superior a 1 mm (8/XNUMX de pulgada).
| Feature | Soldadura TIG | Soldadura MIG |
|---|---|---|
| Control de entrada de calor | Excelente – Amperaje variable | Bueno – Arreglado por la velocidad del cable |
| Tasa de deposición | 1-3 libras/hora | 3-8 libras/hora |
| Grosor mínimo | 0.020 pulgadas | 0.125 pulgadas |
| Control de porosidad | Superior | Bueno |
| Habilidad requerida | Alta | Moderada |
| Costo de equipo | $ 1,500-3,000 | $ 800-2,000 |
| Mejores aplicaciones | Reparaciones, secciones delgadas | Producción, secciones gruesas |
Para el aluminio fundido, la elección es casi siempre entre una aleación de la serie 4xxx (aluminio-silicio) y una aleación de la serie 5xxx (aluminio-magnesio).
ER4043
El ER4043 contiene un 5 % de silicio y sigue siendo el relleno más versátil para el aluminio fundido. Esta aleación proporciona buena fluidez y mínima contracción durante la solidificación.
Utilice 4043 para la soldadura general de piezas fundidas de la serie 3xx.x. ER4043 es la opción ideal para cualquier componente que experimente temperaturas de servicio sostenidas superiores a 150 °C (65 °F).
ER4047
ER4047 contiene un 12% de silicio, lo que proporciona una fluidez superior en comparación con 4043. Este mayor contenido de silicio reduce el agrietamiento en caliente en piezas fundidas difíciles de soldar.
La aleación funciona excepcionalmente bien en fundiciones a presión cuando es necesaria la soldadura. El silicio adicional ayuda a solucionar los problemas de contaminación. Sin embargo, el mayor contenido de silicio reduce ligeramente la ductilidad.
ER5356
Esta aleación contiene aproximadamente un 5 % de magnesio y ofrece una resistencia a la tracción, al corte y a la ductilidad significativamente mayores en estado soldado que la ER4043. Es la opción preferida para soldar metales base de la serie 5xx.x con alto contenido de magnesio, a fin de evitar la formación de compuestos frágiles de siliciuro de magnesio.
El ER5356 proporciona una coincidencia de color cercana después del anodizado, mientras que una soldadura 4043 se volverá gris oscuro o negra, lo que hará que la reparación sea muy visible.
Deje que las piezas fundidas soldadas se enfríen lentamente a temperatura ambiente. Cubra la pieza con mantas de fibra cerámica para reducir la velocidad de enfriamiento.
El enfriamiento rápido puede inducir tensiones residuales y distorsión. Para aplicaciones más pequeñas, coloque la pieza en vermiculita o arena seca. Vigile la disminución de temperatura para asegurar que no supere los 50 °C por hora.
Calentar la pieza fundida soldada a 650 °C y mantenerla durante 1 hora por cada 100 cm de espesor. Usar un horno programable para controlar la velocidad de calentamiento a XNUMX °C por hora.
La temperatura de alivio de tensiones se encuentra por debajo del rango de tratamiento de solución. Esto preserva las propiedades del metal base y reduce las tensiones residuales entre un 80 y un 90 %. Enfríe la pieza en el horno a una velocidad que no supere los 50 °C por hora.
Incluso con un procedimiento cuidadoso, pueden aparecer defectos. Los más comunes en la soldadura de aluminio fundido son la porosidad y el agrietamiento.
La porosidad se manifiesta como pequeños agujeros o huecos en el metal de soldadura. En el aluminio fundido, la porosidad suele deberse a la absorción de hidrógeno o a gases atrapados.
El agrietamiento en caliente ocurre durante la solidificación cuando las tensiones térmicas exceden la resistencia del metal. Grietas Suelen aparecer a lo largo de la línea central de la soldadura o en la zona afectada por el calor.
La fusión incompleta crea uniones débiles entre la soldadura y el metal base. Este defecto suele ocurrir al soldar secciones gruesas o al utilizar un aporte de calor insuficiente.
