Métodos de protección y control de los niveles de oxígeno

La elección del método de protección dependerá de la aplicación. Para la soldadura de tubos, el método más sencillo es la contención mediante globo o charco de fusión. La contención mediante ranura se utiliza para soldaduras lineales. Si la configuración es más compleja, se recomienda el uso de un soplete de arrastre —una herramienta versátil y fácil de instalar—, siempre que el soldador pueda intervenir directamente.

¿Qué técnicas y herramientas se pueden utilizar para medir
el nivel de oxígeno que queda en un tubo?

Un medidor de oxígeno es un instrumento que mide la cantidad de oxígeno presente en el aire ambiente. Este valor, es decir, la cantidad de oxígeno restante, se expresa en porcentaje. Puede resultar útil, por ejemplo, al bajar a una alcantarilla, ya que estas emiten gases. Dado que el carbono es más pesado que el oxígeno, es fundamental comprobar el nivel de oxígeno durante el descenso para evitar las zonas de peligro.

Para soldar, es fundamental poder medir en todo momento el nivel de oxígeno residual en el aire, que no debe superar el 0,0001 %. Si se utiliza un dispositivo que mide entre el 0 y el 20 %, el soldador no podrá saber si se ha alcanzado el valor umbral para soldar. Es obvio que este tipo de dispositivo no es en absoluto adecuado para realizar soldaduras y que tiene más sentido utilizar un lector de PPM (partes por millón). Esta herramienta ofrece una precisión mucho mayor, ya que mide hasta el cuarto dígito después de la coma.

¿A qué nivel de oxígeno se debe comenzar la soldadura?

La porosidad en la raíz se produce con un nivel de oxígeno de entre 500 y 800 ppm. La parte descolorida es más que peligrosa: en esta fase, daremos por hecho que la soldadura apenas ha estado en ambiente inerte. 800 ppm corresponden a un 0,08 % de oxígeno, una cifra indetectable con un medidor de oxígeno estándar.

El valor umbral, es decir, el porcentaje aceptado a partir del cual se activará la soldadura, puede configurarse con precisión para cumplir los requisitos de la especificación. En sectores sensibles, como la industria farmacéutica, la soldadura se realizará con niveles de oxígeno inferiores a 100 ppm, lo que da como resultado una soldadura muy limpia. En los entornos más exigentes, los valores aceptados pueden llegar a ser, en ocasiones, de tan solo 20 ppm. Las fuentes de alimentación de AXXAIR proporcionan al usuario una tabla que muestra los diferentes colores según el nivel de oxígeno en ppm.

¿Cuánto cuesta un lector PPM?

Huelga decir que no hay que escatimar en gastos a la hora de invertir en una herramienta como esta. Los medidores de oxígeno básicos se pueden adquirir a partir de 100 euros, mientras que un lector de PPM cuesta entre 700 y 3000 euros. Sin embargo, es más que evidente que estos dos productos no se pueden comparar.

Esta herramienta de gran precisión es imprescindible cuando se realiza soldadura con requisitos muy exigentes. Para aplicaciones más básicas, en las que la inertización no desempeña un papel tan crucial, por supuesto se puede prescindir de ella. Por eso, AXXAIR ofrece este equipo como accesorio opcional para toda su gama de fuentes de alimentación de soldadura orbital.

Cómo elegir el gas de protección adecuado

Los gases se clasifican según su pureza, que se describe mediante una etiqueta de dos dígitos: 4,6; 5,2; 6,0, etc. El primer dígito corresponde al número de «9» y el segundo dígito expresa el primer número que sigue a los «9». Así, la pureza de un gas descrito con 4,8 corresponde a un gas cuyo cuarto dígito será un 8. Si el usuario compra argón al 100 %, el gas contendrá un 99,998 % de argón.

Por consiguiente, el 0,002 % restante corresponde a las 20 ppm del aire ambiente, compuesto por aproximadamente un 20 % de oxígeno y el resto de gases de la atmósfera. La elección del gas y su pureza deben ajustarse a los requisitos del cliente.

Pero no olvidemos los demás parámetros que desempeñan un papel crucial:

  • La calidad de los tubos conectados a las bombonas de gas
  • La limpieza de los tubos que se van a soldar, ya que la suciedad puede desprender gases a altas temperaturas
  • La calidad de la inertización mediante bridas o globos no herméticos
  • Caudal suficiente, salida de gas suficiente
  • La densidad del gas
  • La ubicación de la entrada y la salida de gas

La más mínima discrepancia en toda esta cadena provocará un defecto de soldadura.

¿Cuándo se deben medir los niveles de oxígeno?

La respuesta es de lo más sencilla y clara:antes, durante y después de la soldadura. Por supuesto, no se debe iniciar el arco antes de comprobar la calidad de la inerteización. El nivel de oxígeno debe controlarse a lo largo de todo el proceso de soldadura (¿recuerdas el riesgo de una mala difusión del gas o de corrientes de aire?). Es obvio que, si la inerteización se detiene inmediatamente después de completar el cordón de soldadura, el resultado se verá afectado, ya que la temperatura general de la pieza de trabajo no desciende de inmediato.

En el caso de un tubo de acero inoxidable, por ejemplo, es necesario esperar a que la pieza se enfríe hasta alcanzar una temperatura inferior a entre 150 y 200 grados Celsius para evitar cualquier decoloración tras la soldadura.

¿De qué medios de control se dispone?

El principal método de control seguirá siendo siempre el sentido común. Utiliza parámetros coherentes. En el caso de los conjuntos de tuberías estándar con diámetros que oscilan entre 1″ y 6″, la inertización se realiza a un caudal de entre 5 y 10 litros por minuto. La salida de gas deberá estar correctamente dimensionada para que la presión en el interior de la tubería no aumente. Una vez más, existe una regla empírica sencilla: un orificio con un diámetro de 5 mm permite un caudal de 5 litros por minuto.

Por lo tanto, los medios de control son un caudal adecuado, un dimensionamiento correcto de la salida de gas y, sobre todo, una buena dosis de paciencia. Muchos soldadores inician el arco demasiado pronto, antes de asegurarse de que la inerte se haya aplicado correctamente, con el fin de aumentar la productividad. Y hay una razón para ello: si se calcula que el tiempo ideal de inerte es de 3 minutos, por ejemplo, y el soldador comienza a soldar tras solo 20 segundos, esto sin duda influye en la producción diaria. Pero este tiempo ahorrado tiene su coste al final del proceso de producción: si el nivel de oxígeno es demasiado alto, la calidad de la soldadura se ve reducida y el tubo corre el riesgo de convertirse en chatarra. Por eso, AXXAIR recomienda encarecidamente el uso de un lector de PPM, aunque, una vez más, hay que tener en cuenta los requisitos finales.

¿Qué hay que hacer cuando un tubo de acero inoxidable presenta
una decoloración dorada o azul?

Si, a pesar de todas estas precauciones, se observa una decoloración dorada o azul en el acero inoxidable, esto indica al soldador que la capa de cromo de la superficie se ha destruido. En este caso, siempre es posible llevar a cabo un tratamiento superficial mediante pasivación, que puede realizarse mecánicamente con las herramientas adecuadas. Se deja al descubierto el metal y se elimina toda la capa de cromo en una zona extensa. Esta capa protectora se volverá a formar en unas pocas horas. La pasivación también puede llevarse a cabo mediante un método químico o por electrólisis. De hecho, en el mercado se pueden encontrar numerosas soluciones para este problema.

Seguimiento del proceso de inertización

La especificación del procedimiento de soldadura (WPS) te proporcionará todas las indicaciones necesarias sobre los parámetros de inerte. Por lo general, las cantidades y los tiempos de inerte se registran manualmente a lo largo de todo el proceso. Lo ideal es que no sea el propio soldador quien se encargue de este seguimiento, sino una tercera persona.

Gracias al lector PPM de AXXAIR, este tedioso trabajo ya es cosa del pasado. El lector está conectado a un ordenador que registra en tiempo real las variaciones en los niveles de oxígeno durante el proceso de soldadura. Además, la fuente de alimentación de AXXAIR está equipada con un caudalímetro electrónico que mide el caudal de gas, de modo que se pueda utilizar la cantidad adecuada de gas para evitar un consumo excesivo innecesario o, por el contrario, aumentar el caudal para lograr una inertización perfecta.

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