Entendiendo las toberas para soldadura MIG

Publicado por Jim DiLeo en 20/01/2020 11:31:01 AM
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Con su antorcha para soldadura MIG, usted encuentra una gran variedad de diseños o tipos de toberas para elegir, lo cuál resulta en una decisión no tan sencilla de tomar. 

La función principal de su tobera es dirigir de manera efectiva el gas de protección hacia el charco de soldadura. Elegir la mejor tobera va a depender sobretodo en su aplicación de soldadura, acceso de la junta, y el proceso en si. Algunos diseños de toberas ofrecen una mejor cobertura del gas: otras un mejor acceso. Así como algunas otras limitan la eficiencia de las rimas en las aplicaciones robóticas.  

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La tobera de soldadura que elija debe depender en gran medida de su proceso de soldadura. Ya sea que suelde en aerosol, pulso o cortocircuito, influirá mucho en el diseño de tobera recomendada para su proceso.

¿Entonces cuáles son los pros y contras del diseño de una tobera de soldadura? Analicemos a detalles los materiales, diseños y características más comunes:

El Material de las Toberas

Variety_Nozzles_02La mayoría de las veces sus toberas serán  hechas de bronce o cobre. Las toberas de bronce tienen una resistencia mayor a la salpicadura en aplicaciones de bajo amperaje que las toberas de cobre, pero pierden esta propiedad cuando se trabaja en aplicaciones con un amperaje alto y pueden terminar por destruirse.  Las toberas de cobre poseen en general una mejor resistencia a la salpicadura y manejo del calor a altas temperaturas. 

Las toberas recubiertas de níquel (imagen arriba) tienen la ventaja de incrementar su durabilidad y una mayor resistencia a la salpicadura que las toberas estándard de cobre y bronce. Estas toberas recubiertas de níquel se tratan de toberas hechas de cobre pero con el baño de níquel por lo que poseen las mismas características de durabilidad de una de cobre pero con mejor resistencia a la salpicadura. La razón por la que estas toberas con baño de níquel duran más que las regulares de cobre es debido a las propiedades del níquel se desviarán en lugar de absorber el calor, lo que significa que el interior y el exterior de la tobera de soldadura se mantienen más fríos mientras su antorcha MIG está funcionando. Esto impide que la salpicadura se pegue en la tobera, incrementando su vida útil. Es por eso que las toberas con baño de níquel son las más comunes en las aplicaciones robóticas. 

Toberas Roscadas vs. Toberas Deslizables

Tapered-Welding-NozzlePor lo general, hay pocas razones para elegir entre una tobera roscada o deslizable  ya que su antorcha MIG sólo podrá usar una u otra. 

La diferencia entre ambos modelos radica en la velocidad y seguridad de la conexión. Las toberas roscadas se conectarán o fijarán de manera más segura a la antorcha de soldadura lo que previene fugas de gas. Estas toberas también ayudan en la concentricidad de las puntas de contacto debido a que las roscas no permitirán que la tobera esté fuera de centro. 

La principal desventaja que tienen las toberas roscadas es que resultan  difíciles de quitar y reemplazar sobretodo si la salpicadura se pega entre las mismas roscas. Las toberas que presentan un diseño de roscas gruesas (en oposición a las de roscas delgadas) evitan perfectamente este inconveniente. 

Slip-On-Welding-Nozzle Las toberas deslizables son más rápidas de quitar y reemplazar. También son adecuadas para soldaduras sobre cabeza ya que este tipo de aplicaciones tienden a producir más salpicadura, especialmente en la base del cuello de la antorcha, y la facilidad para retirar las toberas deslizables permite proteger los otros consumibles como el difusor durante el cambio o reemplazo de tobera. Incluso las toberas deslizables suelen ser más económicas que las roscadas, y eso tiene que ver en gran medida con que sean consumibles de construcción de una sola pieza en lugar de roscados, que normalmente son de dos piezas y necesitan más mecanizado para las roscas.

Por lo general, se instala una banda de tensión de algún tipo en la base de la tobera de soldadura o del porta punta para mantenerla asegurado a la antorcha durante la soldadura. Algunas veces estos anillos se pueden perder y ocasionar que la tobera se mueva. En ocasiones, las toberas deslizables también pueden ocasionar que sus consumibles se asienten fuera del centro si no se colocan correctamente. Para aplicaciones de soldadura robótica, las toberas deslizables generalmente no son un consumible recomendado porque no son muy fáciles de llevar con las rimas, ya que la tobera puede girar con la cuchilla de la rima mientras está en modo de limpieza. 

Toberas Cónicas 

Nickel-plated-welding-nozzleUna tobera con forma cónica le brinda una óptima cobertura de gas mientras que le permite tener suficiente visibilidad en la soldadura manual. Debido a su (interna) forma cónica, el gas de protección cubre un área ligeramente más ancha alrededor del charco de soldadura, que otras formas de tobera. Esta forma también acelera el gas en el charco de soldadura, lo que ayuda a evitar que la soldadura sea afectada por la turbulencia o las condiciones atmosféricas. Las toberas cónicas de soldadura vienen en varios tamaños de orificio, siendo las más comunes ½ " y 5/8" (13 mm y 15.5 mm).

Cuando suelda zinc o metales recubiertos con zinc, las toberas cónicas son las más recomendadas para usar. La razón es que el zinc produce salpicaduras muy grandes y explosivas cuando se suelda, y el espacio libre proporcionado por la base de la tobera cónica permite que se limpie de manera más efectiva que otras formas de tobera, suponiendo que utilice un proceso de escariado de dos tiempos con golpe de aire.

Un inconveniente de la tobera cónica es la poca accesibilidad alrededor de las herramientas en comparación con las toberas de soldadura con forma de botella. Otra desventaja es la poca eficiencia en la limpieza de la misma cuando se utiliza una estación de limpieza para soldadura robótica. Dado que la pared interna de la tobera tiene forma de cono y la cuchilla del rima es recta, se pueden acumular salpicaduras de soldadura en la pared interna y reducir la cobertura de gas. Esto puede abordarse mediante la aplicación adecuada de un anti-salpicaduras y una tobera cónica que conste de una sola pieza.

Otra importante consideración a tener con sus toberas es el diámetro externo de la punta de contacto contra el diámetro interno de la tobera de soldadura. Si, por ejemplo, está usando una tobera con diámetro interno de 12mm, podrá usar sin problema, una punta de contacto con diámetro externo de 8mm ya que tendrá suficiente espacio para que el gas de protección cubra correctamente su soldadura.  Si utiliza una punta de contacto de mayor tamaño, como una M10 o M12, correrá el riesgo de reducir el flujo de su gas y obtener como resultado porosidad en la soldadura y más salpicadura.

Toberas con Forma de Botella 

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Las toberas estilo botella son toberas con un diámetro exterior reducido en el extremo de trabajo de la tobera. Estas toberas ofrecen una buena accesibilidad a la pieza de trabajo y visibilidad de la soldadura. La parte del cuello de botella de la tobera suele ser un orificio recto que permite una limpieza eficiente y efectiva con una estación de limpieza en aplicaciones robóticas. Esta es la razón por la cual las toberas con forma de botella se usan a menudo en aplicaciones robóticas, a pesar de ser difíciles de escariar debido a la pequeña abertura. 

Comparadas con una tobera cónica, la cobertura de gas con una tobera con forma de botella es más ajustada. Lo que significa que, al igual que con una tobera cilíndrica, el flujo de gas corre más riesgo de ser afectado por contaminación atmosférica. 

Cuando se usan toberas con forma de botella se incrementa el riesgo de generar más salpicadura. Como regla general, cuanto más estrecho esté el extremo frontal de la tobera de soldadura alrededor de la punta de contacto y el porta punta, mayor será el riesgo de que se produzca una acumulación de salpicadura más rápido.

Existen también toberas ahusadas, que operan con una premisa similar a las tobera con forma de botella pero con un orifico incluso más pequeño. Éstas están hechas para aplicaciones con accesos extremadamente estrechos como en la soldadura de tuberías o en esquinas estrechas.  

Toberas Cilíndricas

Cylindrical_NozzleLas toberas cilíndricas también conocidas como toberas rectas, son muy comunes en aplicaciones o soldaduras con altos amperajes. Son una excelente opción cuando se suelda con puntas de contacto más grandes, como las M10 o M12. 

Entonces si está usando una punta de contacto M10, y soldando con parámetros altos, idealmente deseará tanta distancia como sea posible entre la punta de contacto y la pared interna de la tobera porque querrá que la punta esté en su lugar y al mismo tiempo permitir que fluya la mayor cantidad de gas posible. Las toberas cilíndricas también trabajan muy bien en las aplicaciones de amperajes altos porque pueden soportar aumentos o brotes considerables en el flujo de gas sin causar porosidad.  

Debido a que las toberas de soldadura cilíndricas tienen un orificio recto más grande, ofrecen los mejores resultados de limpieza alrededor de la punta y el porta punta, así como de las paredes internas de la tobera de gas.

Las toberas de soldadura cilíndricas tienen limitaciones en términos de acceso y también en la selección de la punta de contacto. En términos generales, las puntas de contacto de estilo M6 y M8 no se recomiendan con toberas cilíndricas. El uso de una punta de contacto tan pequeña con una tobera que proporciona tanto espacio libre puede producir demasiado gas en el charco de soldadura y, como resultado, causar porosidad.

El Tamaño de las Toberas

Las toberas cónicas y con forma de botellas están disponibles en tamaños desde  3/8” hasta 7/8” (9.5mm hasta 21.5mm). Por su parte las toberas cilíndricas o rectas suelen encontrarse sólo en calibres más grandes.

Independientemente de la forma de tobera que elija, use el mayor diámetro posible para su aplicación sin comprometer la accesibilidad a la junta de soldadura.

Esto optimizará la cobertura de gas y reducirá la posibilidad de que se adhiera salpicadura rápidamente lo que afectaría la cobertura de gas y ocasionaría porosidad. 

Colocación de la Tobera a la Punta de Contacto 

Con algunos fabricantes, la tobera que usa también determina la colocación de la punta de contacto. La tobera de soldadura que elija debe tener la colocación correcta de la punta para el modo de soldadura de su aplicación. La soldadura MIG en los modos de cortocircuito, pulverización o pulso/pulso modificado puede influir mucho en el diseño de tobera recomendado para su proceso.

Toberas Flush o A Ras

Con una punta de contacto de soldadura a ras, generalmente está soldando MIG en modo de cortocircuito. Debido a esto, no necesita que el cable sobresalga tanto, lo que le permite ver mejor dónde viaja el cable mientras suelda. Entonces, con una tobera a rsl, obtiene una mejor visibilidad de la parte a soldar, lo cual es bueno especialmente para la soldadura MIG manual.

Uno de los únicos inconvenientes con una tobera a ras es que debido a que la punta de contacto se ubicará en línea con el orificio de la tobera de soldadura, puede ser propenso a la acumulación de salpicadura si no se limpia con regularidad o se cuida con algún tipo de solución anti-salpicaduras. 

Toberas Stick-out o Salidas

Las toberas tipo "salidas" son toberas de soldadura que permiten que la punta de contacto sobresalga del punto de salida de la tobera para alcanzar o incluso tocar la pieza de trabajo antes de la tobera. Este tipo de tobera de soldadura se debe utilizar estrictamente para cuestiones o problemas de acceso desde la antorcha a la pieza de soldadura.

En términos generales, usted usaría una tobera salida si está soldando MIG en una esquina estrecha o en el fondo de una parte a la que no podría acceder de otra manera. La cobertura de gas con toberas salidas se ve disminuida debido a la apertura de la punta de contacto, por lo que estas toberas sólo funcionan según lo previsto si se suelda en un área donde el gas puede acumularse.

Toberas Retraídas

Las puntas de contacto retraídas están diseñadas para usarse con un cable más largo que sobresale. Por lo general, cuando usa una tobera de soldadura retraída, soldará en modo de pulverización (spray) o pulsado, básicamente cada vez que esté soldando a amperajes más altos.

La razón es que una tobera retraída permite que la punta de contacto se asiente más profundamente dentro de la tobera y permite una mayor cobertura de gas a la soldadura.

Si está soldando MIG a alto amperaje, una tobera retraída permite que el gas cubra la punta de contacto y fluya hacia la pieza de soldadura. Esto lleva la cantidad correcta de gas a la soldadura y evita, por ende, la porosidad.

Conclusión

Con cualquier tobera de soldadura, sin importar el material, la forma, cavidad o tipo, usted puede prolongar la vida útil de la misma y combatir las salpicaduras utilizando productos anti-salpicaduras. Ya sea que se trate de aerosoles cerámicos, soluciones a base de agua o geles para toberas, es probable que exista una solución anti-salpicaduras que se adapte a su proceso y presupuesto y lo ayude a evitar que sus toberas tengan que reemplazarse antes del tiempo esperado o debido.

Temas: consumibles, consumibles MIG, consumibles soldadura