¿Cómo seleccionar la antorcha correcta para un proceso de soldadura?

Sea cual fuere la aplicación de soldadura que vamos a usar, la selección de la antorcha o pistola adecuada es fundamental no sólo para la técnica en sí, sino también para obtener los mejores resultados. En el momento de elegir una antorcha, además de los factores relacionados con el propio proceso de soldadura, el usuario debe tener en cuenta el costo total de la antorcha y la vida útil esperada, incluidos los consumibles, como así también sus preferencias personales. Por lo tanto, una selección correcta permite ahorrar tiempo y dinero en el largo plazo.

En artículos anteriores de De Máquinas y Herramientas detallamos las características principales y la composición de un soplete típico para la soldadura autógena y procesos relacionados. En este artículo vamos a dedicarnos especialmente a las antorchas usadas para la soldadura por arco eléctrico protegida con gas.

El diseño de este tipo de antorchas es un poco más complejo que el de los sopletes oxiacetilénicos. Por empezar, estas antorchas portan un electrodo consumible (soldadura MIG/MAG) o no consumible (soldadura TIG, soldadura por plasma o PAW) en su interior. También cuentan con componentes para transmitir la corriente al electrodo y para dirigir el gas protector. Por otra parte, la gran cantidad de calor generado en la antorcha durante la soldadura (especialmente en los sistemas automatizados) debe disiparse de algún modo práctico y por ello estas antorchas están provistas de un sistema de enfriamiento.

Si bien cada proceso de soldadura por arco requiere de una antorcha diferente, podemos enfocar la selección basada en las características comunes que poseen las antorchas de todos estos procesos, de las cuales nos ocuparemos a continuación.

Amperaje

Lo primero que debemos tener en cuenta al seleccionar una antorcha para soldadura por arco protegida con gas es el tipo de material a soldar, así como su espesor. Estos factores nos darán una idea del amperaje necesario para realizar la soldadura adecuada. Por lo tanto, tenemos que elegir una pistola con un amperaje que coincida con las necesidades de la aplicación y que esté relacionado con la capacidad de la fuente de energía a usar.

No cometamos el error de optar por una antorcha con un amperaje mayor al necesario para nuestra soldadura, ya que podría resultarnos demasiado pesada y provocaría una fatiga innecesaria, o sería demasiado grande, lo que dificultaría el acceso en lugares confinados.

Esto significa que, por ejemplo, no debemos buscar una pistola de 500 amperios si solo necesitamos 350 amperios para la aplicación.

Ciclo de trabajo

Una vez determinado el amperaje, podemos establecer el ciclo de trabajo requerido de la antorcha, es decir, el tiempo que esta puede funcionar continuamente en un ciclo de 10 minutos.

Si vamos a usar la antorcha en aplicaciones semiautomáticas, un ciclo de trabajo del 60 % es el más común y debería ser suficiente. En cambio, para una soldadura robótica, algunos fabricantes ofrecen antorchas con un ciclo de trabajo nominal del 100 %. Un factor relacionado con el ciclo de trabajo de la antorcha es el tipo de gas protector usado. Las pistolas semiautomáticas especificadas para un ciclo de trabajo del 60 % contemplan el uso de dióxido de carbono como gas protector. Sin embargo, cuando se introducen mezclas que contienen argón, el amperaje de esas antorchas a un ciclo de trabajo determinado se reduce.

Sistema de enfriamiento

El enfriamiento de las antorchas usadas para soldadura por arco puede ser de dos tipos: por aire o por agua.

Las antorchas enfriadas por aire son atravesadas por un flujo relativamente frío de aire y/o gas protector. Son pesadas y poco flexibles, pero de diseño simple y más fáciles de armar, manejar y mantener, por lo que también son de menor costo, aunque están limitadas a una corriente máxima de soldadura por debajo de los 200 amperios. Debido a que no usan mangueras ni tanques, son fácilmente portables y se recomienda su uso en aplicaciones en exteriores. En la siguiente figura vemos una representación esquemática de un circuito de soldadura TIG con una pistola refrigerada por aire.

Representación esquemática de un Circuito de Soldadura TIG con una pistola refrigerada por aire

Las antorchas enfriadas por agua se alimentan con un flujo continuo de agua, aire y gas protector que circula en un sistema externo. Este flujo ingresa mediante una manguera de entrada, circula por la antorcha y sale por una manguera de salida. Estas antorchas están especialmente indicadas para corrientes de soldadura que requieren más de 200 amperios. Su uso es más recomendado en instalaciones fijas como un taller, donde puede ubicarse el tanque de agua y las mangueras pueden manejarse con mayor comodidad. En la figura de abajo se representa un circuito de soldadura TIG con una pistola refrigerada por agua.

Circuito de soldadura TIG con una pistola refrigerada por agua

En resumen, las antorchas enfriadas por agua tienen la capacidad de funcionar a menor temperatura y son más livianas, pero el costo puede ser más del doble del de una antorcha equivalente enfriada por aire con el mismo ciclo de trabajo.

Características de los consumibles

La evaluación de la calidad de los consumibles, o sea, las piezas que se degradan con el tiempo debido al calor, las salpicaduras y el desgaste durante las operaciones normales de soldadura, afecta directamente el mantenimiento de la antorcha elegida. De hecho, la mayor durabilidad de estas piezas disminuirá el costo de la herramienta en el largo plazo.

Un buen comienzo, por ejemplo, es examinar cuidadosamente el diseño de las puntas de contacto, es decir, las piezas que además de ayudar a dirigir el electrodo al charco de soldadura, son responsables de la transmisión de la corriente al electrodo para iniciar el arco. Son muy apropiadas las puntas con un perfil cónico o aplanado, lo que incrementa la sección transversal en el lugar donde normalmente se concentra el calor. Esta tecnología reduce la fusión, prolongando la vida útil de la punta.

Puntas de Contacto para Antorchas MIG

Luego consideremos la masa de las puntas de contacto. Recordemos que, dentro de lo razonable, cuanto más grande sea la punta, más calor puede soportar durante largos períodos de tiempo, otorgando una mejor deflexión del calor y mayor vida útil. Por lo tanto, tratemos de elegir puntas de contacto con mayor masa, por ejemplo, las que contienen hasta un 40 % más de masa.

Tengamos en cuenta también el tipo de aleación usada en la punta de contacto, ya que afecta tanto la resistencia al calor como la resistencia al desgaste. Por ejemplo, cuando el electrodo es alimentado a través de la punta, el orificio puede alargarse o deformarse con el tiempo si el material no resiste bien el calor o el desgaste, lo que produce un contacto eléctrico inadecuado y problemas en la soldadura derivados de un arco errante, discontinuidades debidas a desfondamientos y otros inconvenientes. Aunque muchas puntas de contacto están constituidas por diferentes tipos de cobre, algunos fabricantes ofrecen diseños que contienen materiales más duros. Estos materiales más duros son más resistentes al calor y a la elongación o el desgaste de la punta.

Al igual que las puntas de contacto, la boquilla o tobera es una pieza importante para obtener una buena calidad de soldadura. La función principal de la boquilla es dirigir el gas protector a la soldadura. Por esa razón, debemos seleccionar una boquilla de alta calidad que sea capaz de proporcionar una protección gaseosa uniforme y que sea resistente a daños como abolladuras y rayones.

Antorcha para Soldadura – Toberas diversas

Las boquillas vienen en tamaños pequeños y grandes, y con varias medidas de diámetro interior. En última instancia, la mejor opción para cualquier aplicación es usar la boquilla más grande posible que nos permita el acceso a la junta. De este modo nos aseguramos una mayor cobertura gaseosa. Si la junta es de acceso restringido, debemos buscar una boquilla pequeña y cónica que nos permita colocar la punta de contacto en las proximidades del charco de soldadura. Si tenemos una aplicación de alto amperaje que requiere un alto caudal de gas, conviene seleccionar una boquilla de gran diámetro, ya que proporciona la mejor cobertura de gas protector.

Preferencias personales

Seleccionar Antorcha de Soldadura

Puesto que el soldador usa y sostiene la antorcha en sus manos todo el día, es importante que considere sus propios niveles de comodidad y preferencias a la hora de seleccionar una antorcha, ya que estos factores pueden afectar la calidad y la eficiencia de la soldadura.

Por ejemplo, algunos soldadores pueden preferir un mango curvo como el de la figura de arriba para una pistola MIG, que es más ergonómico y se adapta a la forma de la mano. A veces, estos mangos son de peso ligero, reduciendo los casos de fatiga. A su vez, otros pueden preferir un mango recto, como el que vemos a continuación, que presenta una antorcha de tipo lápiz para soldadura por plasma refrigerada por agua.

Antorcha de Soldadura – Tipo Lápiz

Esta forma ofrece más posiciones de agarre y tiene un diámetro más pequeño que algunos usuarios encuentran más cómodo que un estilo curvado.

En el caso de las antorchas MIG, también podemos considerar la búsqueda de un estilo de cuello específico para nuestra aplicación. Muchos fabricantes ofrecen cuellos fijos, rotatorios y flexibles en varias longitudes y ángulos que permiten acceder a las juntas de manera más sencilla. No obstante, independientemente del estilo de cuello que elijamos, debemos optar por uno con un buen armazón capaz de brindar protección contra daños que podrían dar lugar a cortocircuitos o fallas prematuras.

Todo lo que acabamos de describir concierne a la elección general de antorchas para soldadura por arco protegida con gas. No obstante, como ya adelantamos, las antorchas para el proceso MIG/MAG, para plasma y para TIG difieren entre sí en otros detalles que consideraremos puntualmente en el futuro.