¿Qué materiales de aporte se usan en la soldadura fuerte por arco?
Casi siempre alambres macizos normalizados de base cobre según ISO 24373, normalmente de 0,8 a 1,6 mm de diámetro. El más habitual es CuSi3Mn1 para chapa galvanizada; además, CuAl7 (antes CuAl8) para chapa aluminizada y cordones vistos, y bronces al estaño para piezas de cobre y latón.
Los materiales de aporte funden entre unos 900 y 1070 °C, es decir, muy por debajo del acero. Están hechos para la soldadura fuerte por arco: el silicio, el aluminio o el estaño proporcionan un buen mojado, y apenas contienen elementos que se evaporen en el arco.
- Los materiales de aporte de latón y de alpaca solo son adecuados en casos excepcionales según DVS 0938-1. Su zinc se evapora en el arco.
- Los materiales de aporte de base zinc, con intervalos de fusión de unos 380 a 450 °C, estaban en fase de ensayo en 2012, por ejemplo para chapas muy finas o capas de zinc gruesas.
- Los alambres no normalizados y los alambres tubulares son menos frecuentes.
Los materiales de aporte habituales de un vistazo
CuSi3Mn1, con 980 a 1035 °C, tiene el intervalo de fusión más bajo de los materiales de aporte habituales y alcanza más de 340 MPa de resistencia a la tracción. CuAl7, con más de 380 MPa, es más resistente, pero funde a mayor temperatura.
| Material de aporte | ISO 24373 | Intervalo de fusión | Rp0,2 | Rm | A5 | Aplicación principal |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CuSi3Mn1 | Cu 6560 | 980–1035 °C | > 200 MPa | > 340 MPa | 40 % | piezas de carrocería de acero galvanizado |
| CuSi2Mn1 | Cu 6511 | 1030–1050 °C | > 100 MPa | > 290 MPa | 45 % | piezas de carrocería de acero galvanizado |
| CuAl7 | Cu 6100 | 1030–1040 °C | > 180 MPa | > 380 MPa | 40 % | piezas de carrocería de acero galvanizado |
| CuAl5Ni2Mn | Cu 6061 | 1040–1070 °C | > 200 MPa | > 360 MPa | 45 % | electroválvulas |
| CuSn1 | Cu 1898 | 1020–1050 °C | > 80 MPa | > 220 MPa | 25 % | construcción de depósitos de cobre |
| CuSn6P | Cu 5180 | 910–1040 °C | > 150 MPa | > 260 MPa | 20 % | piezas de latón y bronce |
Extracto de DVS 0938-1:2012, tabla 5. Los valores de resistencia son datos del fabricante para el material de aporte depositado puro y no se aplican a la unión por soldadura fuerte. La tabla de la hoja técnica indica además las designaciones según ISO 17672, así como materiales de aporte para recargues y materiales de aporte de base zinc.
Los alambres de base cobre existen en distintos estados de tratamiento térmico. Para robots con paquetes de mangueras largos, DVS 0938-1 recomienda alambres de mayor resistencia, porque se alimentan mejor.
¿Cómo se lee la designación según ISO 24373?
La designación ISO 24373 – S Cu 6560 (CuSi3Mn1) consta de tres partes: S para alambre macizo o varilla maciza, Cu 6560 para la composición química y, de forma opcional, el símbolo de aleación entre paréntesis.
- ISO 24373: la norma para alambres y varillas macizos de cobre y aleaciones de cobre. Sustituye a DIN EN 14640 y, antes, a DIN 1733.
- S: la forma del producto. El alambre y la varilla llevan ambos la S; una forma de producto puede utilizarse para varios procesos.
- Cu 6560: la designación numérica de la composición. Solo ella es vinculante.
- (CuSi3Mn1): el símbolo de aleación, para facilitar la lectura.
Como material de aporte para soldadura fuerte según ISO 17672, la misma aleación lleva la designación Cu 541. En el plano, para un cordón hecho con soldadura fuerte MIG figura por ejemplo ISO 4063-973 / ISO 24373 – S Cu 6560 (CuSi3Mn1), véase Procesos de soldadura fuerte por arco de un vistazo.
Designaciones antiguas y nuevas de nuestros alambres de soldadura fuerte
En planos y pedidos todavía aparecen los antiguos nombres DIN. La tabla los relaciona con la designación ISO actual y con la clase AWS estadounidense.
| Alambre | ISO 24373 | DIN 1733 (antigua) | N.º de material | AWS A5.7 |
|---|---|---|---|---|
| ML CuSi3 | S Cu 6560 (CuSi3Mn1) | SG-CuSi3 | 2.1461 | ERCuSi-A |
| ML CuAl8 | S Cu 6100 (CuAl7) | SG-CuAl8 | 2.0921 | ERCuAl-A1 |
| ML CuSn | S Cu 1898A (CuSn1MnSi) | SG-CuSn | 2.1006 | ERCu |
| ML CuSn6 | S Cu 5180A (CuSn6P) | SG-CuSn6 | 2.1022 | ERCuSn-A |
ML CuSi28L tiene la misma designación normalizada que ML CuSi3, S Cu 6560 (CuSi3Mn1). Todos los alambres: Hilo de soldadura y soldadura fuerte de cobre.
CuAl8 o CuAl7: ¿es lo mismo?
En lo esencial, sí. ISO 24373 recoge para S Cu 6100, con el símbolo CuAl7, la antigua designación SG-CuAl8 (n.º de material 2.0921) como clasificación nacional equivalente. Es el mismo tipo de alambre con un nombre nuevo.
Los límites de análisis de la norma antigua y de la nueva no coinciden en todos los puntos. ISO 24373 permite para Cu 6100 un contenido de aluminio del 6,0 al 8,5 %. Lo determinante es el certificado de inspección del alambre.
En el lenguaje habitual y en muchos planos se ha mantenido CuAl8. Quien pide o inspecciona según ISO lo encuentra como Cu 6100.
CuSi3 o CuAl8: ¿qué material de aporte para qué?
CuSi3 para chapa galvanizada: es el material de aporte estándar y el más extendido. CuAl8 para chapa aluminizada, cuando se necesita mayor resistencia o el cordón debe mostrar menos fisuras de soldadura fuerte.
- CuSi3Mn1: el intervalo de fusión más bajo, moja bien la chapa galvanizada y se puede utilizar con todos los procesos de soldadura fuerte por arco. Tolera gases de protección con un poco de CO₂ u O₂.
- CuAl7 (CuAl8): para chapa aluminizada, DVS 0938-1 recomienda materiales de aporte con aluminio. En los ensayos de la SLV München, CuAl8 mostró bastantes menos penetraciones de material de aporte que un bronce al estaño. Se trabaja bajo gas inerte, argón o argón-helio.
- Límite de CuAl8: no es adecuado para la soldadura fuerte TIG y por plasma, por su mal mojado. Véase Soldadura fuerte TIG y por plasma.
Sobre la elección del gas: Gas de protección. Sobre el material base: Materiales base y recubrimientos.
¿Qué temperatura puede alcanzar en servicio una unión por soldadura fuerte?
Las temperaturas variables de hasta 180 °C no son críticas. Para componentes que se calientan más de forma permanente, DVS 0938-2 no recomienda por ahora la soldadura fuerte por arco.
Según DVS 0938-1, los materiales de aporte de base cobre resisten la fluencia hasta unos 250 °C; por encima empiezan a sufrir fluencia. Resisten la oxidación hasta 450 °C. Además, con la temperatura aumenta la difusión y, con ella, el riesgo de fisuras de soldadura fuerte, véase Defectos y fisuración en la soldadura fuerte.
¿Qué es lo importante en el alambre de soldadura fuerte?
La geometría. El alambre de cobre, que es blando, debe pasar por el paquete de mangueras y el tubo de contacto sin atascarse. DVS 0938-1 cita defectos que deben evitarse a toda costa.
- estrías longitudinales en el alambre
- superación de la tolerancia de diámetro
- ondulaciones
- soldaduras en el alambre
A ello se suman el diámetro de espira (cast) y la hélice, que deberían tener tolerancias estrechas, y una superficie limpia. La suciedad, la grasa y el aceite favorecen los poros. Más información en Alimentación del alambre.
Preguntas frecuentes
¿CuSi3 es un alambre de soldadura o un material de aporte para soldadura fuerte?
Ambas cosas. CuSi3Mn1 está normalizado en ISO 24373 como material de aporte de soldadura para materiales de cobre. Sobre acero, el mismo alambre actúa como material de aporte para soldadura fuerte, porque solo se funde él y el acero permanece sólido.
¿Qué significa Cu 6560?
La designación numérica de la composición según ISO 24373; en este caso, cobre con aproximadamente un 3 % de silicio y un 1 % de manganeso. El símbolo CuSi3Mn1 es un complemento opcional.
¿Se puede hacer soldadura fuerte MIG con alambre de latón?
Solo en casos excepcionales. El zinc del latón se evapora en el arco, lo que provoca poros, humo y un arco inestable.
¿Qué diámetro de alambre se usa para la soldadura fuerte?
Normalmente 1,0 mm; se utilizan de 0,8 a 1,6 mm. Alambres más finos para chapas finas y corrientes bajas, más gruesos para un mayor rendimiento de deposición.
¿Qué diferencia hay entre SG-CuSi3 y CuSi3Mn1?
Es el mismo tipo de alambre. SG-CuSi3 es la antigua designación según DIN 1733, CuSi3Mn1 el símbolo según ISO 24373, que lo recoge en su anexo como equivalencia.
Más información: artículos sobre la soldadura fuerte por arco
La serie sigue el orden en que surgen las preguntas en la práctica: del proceso al cordón terminado, pasando por el material de aporte, el gas y el material base. Para una visión general, véase Soldadura fuerte por arco.
- ¿Soldadura fuerte o soldadura?
- Los procesos de un vistazo
- Soldadura fuerte MIG
- Soldadura fuerte TIG y por plasma
- Soldadura fuerte láser e híbrida
- Gas de protección
- Materiales base y recubrimientos
- Alimentación del alambre
- Tipos de unión y geometría del cordón
- Defectos y fisuración en la soldadura fuerte
- Ensayos, retoque y seguridad laboral
Sobre el autor
Robert Lahnsteiner, Ing., es ingeniero internacional de soldadura (IWE) y director gerente de MIGAL.CO GmbH. Tras formarse en telecomunicaciones y electrónica en la HTL de Braunau, trabajó desde 1983 durante dieciocho años en tecnología de soldadura en Fronius. Desde 2001 dirige junto con Martin Erl MIGAL.CO, el fabricante de hilo de soldadura de aluminio con sede en Landau an der Isar. Sus áreas de especialización son los materiales de aportación de aluminio, la fabricación y la alimentación del hilo y la supervisión de los procesos de soldadura. En la DVS colabora desde hace unos 30 años en el comité técnico FA03 «Soldadura por arco» y preside el grupo de trabajo 2.4.4 «Soldadura MIG del aluminio».