Introducción a la soldadura GMAW en aluminio

El uso de aluminio como material estructural es bastante reciente, de hecho, cuando el monumento de Washington fue terminado en diciembre de 1884, fue encapsulado en una pirámide de 100 onzas de aluminio puro, porque el aluminio era considerado un metal precioso.

El aluminio no era ampliamente utilizado en ese momento porque es un metal muy reactivo, nunca se encuentra en su estado elemental en la naturaleza; generalmente está estrechamente unido al oxígeno como óxido de aluminio (Al²O³), también conocido como mineral de bauxita. Aunque la bauxita como mineral es abundante, todavía no se ha descubierto un método de reducción directa para producir aluminio a partir de la bauxita. Fue sólo en 1886, cuando el estadounidense Charles M. Hall y el francés Paul Heroult, descubrieron casi simultáneamente (pero de forma independiente), procesos electrolíticos para obtener aluminio puro a partir de óxido de aluminio, logrando con ello una enorme disponibilidad del metal en cantidades comerciales. Los procesos descubiertos por Hall y Heroult todavía se utilizan hoy, con algunas modificaciones. La enorme cantidad de energía eléctrica necesaria para producir aluminio es la razón principal de su elevado costo, en relación con el acero.

El aluminio se utiliza ampliamente en numerosas aplicaciones :

▪ Conduce la electricidad y el calor casi tan bien como el cobre.

▪ Es ampliamente utilizado en barras eléctricas de autobús y otros conductores, intercambiadores de calor de todo tipo y utensilios de cocina.

▪ Se vuelve más fuerte que frágil con una temperatura decreciente, por lo que ha encontrado una amplia aplicación en equipos criogénicos a temperaturas tan bajas como 452 ° F (-269 ° C).

▪ Es muy resistente a la corrosión en la mayoría de los ambientes, por lo que ha encontrado amplias aplicaciones en ambientes marinos y químicos.

Las características que hacen muy atractivas las aleaciones de aluminio, como materiales estructurales, son su peso ligero (un tercio del peso del acero para volúmenes iguales) y con resistencia relativamente alta (igual, en muchos casos a la de los grados de acero para la construcción).

Contrastes entre la soldadura de aluminio y la soldadura de acero

A menudo nos acercamos a la soldadura de aluminio como si se tratará sólo de acero brillante. La mayoría de los soldadores comienzan aprendiendo a soldar el acero, teniendo en cierto momento, algunos se ven en la necesidad de pasar a la soldadura de aluminio. Vale la pena mencionar que la mayoría de los equipos de soldadura están diseñados para soldar acero, ofertando la soldadura de aleaciones de aluminio como una idea tardía (afortunadamente esto ha comenzado a cambiar).

Casi todos los aceros son soldables si se toma bastante cuidado; mientras que ciertas aleaciones de aluminio no son simplemente soldables por arco. Discutiremos en detalle la soldabilidad de las diferentes familias de aleaciones, en este punto, digamos que muchas aleaciones de aluminio, especialmente las más fuertes, no son soldables.

Metalurgia del aluminio 

Para entender el aluminio, primero debemos comprender algunos conceptos básicos sobre la metalurgia del aluminio. El aluminio puede ser aleado con una serie de elementos diferentes, tanto primarios como secundarios, para proporcionar resistencia mejorada, a la corrosión y soldabilidad general. Los elementos primarios que se unen con aluminio son cobre, silicio, manganeso, magnesio y zinc.

Es importante señalar que las aleaciones de aluminio se dividen en dos clases: tratable por calor o no tratable. Las aleaciones tratables térmicamente, son aquellas que son tratadas por calor para mejorar las propiedades mecánicas. Para tratar una aleación, es necesario calentar los elementos de aleación en una solución sólida a alta temperatura y luego enfriarla, a una velocidad que produzca una solución altamente saturada.

El siguiente paso en el proceso, es mantener la solución a una temperatura baja, lo suficiente para permitir una cantidad controlada de precipitación de los elementos de aleación. Con aleaciones no tratables en calor, es posible aumentar la resistencia sólo mediante el trabajo en frío o el endurecimiento por deformación. Para ello, debe producirse una deformación mecánica en la estructura metálica, produciendo mayor resistencia y menor ductilidad y, por tanto, resultando en una mayor resistencia a la deformación.

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