¿Por qué se forman poros en las soldaduras de aluminio?

La porosidad es uno de los defectos más habituales en las soldaduras de aluminio y aleaciones de aluminio. El hidrógeno es el principal gas implicado. Puede entrar en el arco a partir de la humedad de la atmósfera, del gas de protección, de la película de óxido, del alambre de aportación o de la superficie de la pieza de trabajo, y quedar atrapado a medida que se solidifica el baño de fusión.

Por qué queda atrapado el hidrógeno

La solubilidad del hidrógeno en el aluminio se reduce de unos 0,69 ml/100 g en aluminio líquido a 0,036 ml/100 g en aluminio sólido, lo que supone una disminución de aproximadamente veinte veces.

El aluminio puro es más sensible a la porosidad por hidrógeno que las aleaciones de Al-Mg, ya que su presión parcial crítica de hidrógeno, p_H2, es menor. Por lo tanto, un contenido de gas que forma poros en el aluminio puro puede permanecer por debajo del umbral de formación de poros en una soldadura de Al-Mg.

De dónde procede el hidrógeno

• Atmósfera y gas de protección: El vapor de agua puede disociarse en el arco y proporcionar hidrógeno.
• Películas de óxido: El óxido de aluminio adsorbe fácilmente la humedad. El óxido suelto presente en las aleaciones de Al-Mg puede retener aún más agua.
• Contaminación del alambre y de la pieza de trabajo: El aceite, la suciedad y los productos de la corrosión aumentan la cantidad de hidrógeno disponible.

La soldadura MIG y la soldadura TIG absorben el hidrógeno de forma diferente debido a que sus condiciones de arco y de transferencia de gotas difieren. En la soldadura de raíz con TIG, el óxido residual en la raíz puede provocar la aparición de poros concentrados. La distribución de los poros y los cambios en el color del óxido pueden ayudar a identificar esta causa. Los poros situados inmediatamente debajo de la superficie pueden aparecer posteriormente en forma de ampollas.

Por qué las burbujas no pueden escapar

El metal de soldadura de aluminio se enfría entre cuatro y siete veces más rápido que el de acero al carbono. Aunque el aluminio tiene una densidad menor, lo que favorece la flotación de las burbujas, la rápida solidificación acorta el tiempo disponible para que estas se escapen. Por lo tanto, las burbujas de hidrógeno que se nuclean tarde quedan atrapadas en la soldadura.

Cómo prevenir la porosidad en las soldaduras de aluminio

1. Mantén secos la pieza de trabajo, el alambre de aportación y el sistema de protección. La fuente recomienda argón con un contenido de humedad inferior a 0,08%.
2. Elimine el óxido, el aceite y cualquier otra impureza inmediatamente antes de soldar. Para la soldadura TIG manual de chapas de LF3 de 1,8 mm, la fuente recomienda raspar una zona de 20 mm de ancho y utilizar una preparación de raíz en forma de V invertida.
3. Elige parámetros que permitan que el gas se escape. La soldadura TIG suele beneficiarse de una corriente más alta, un avance más rápido y un aporte térmico total menor. La soldadura MIG puede requerir un avance más lento y un mayor aporte térmico para prolongar la vida útil del baño de fusión.
4. Aplica un precalentamiento adecuado cuando sea necesario, sobre todo en piezas gruesas o altamente conductoras.

El control eficaz de la porosidad es un sistema que incluye: consumibles secos, superficies limpias, un blindaje estable y un ciclo térmico que permite que el hidrógeno tenga tiempo de salir de la piscina.