Esta guía técnica compara la soldabilidad relativa del titanio comercialmente puro y de varias aleaciones de titanio, y a continuación presenta datos prácticos sobre los procesos de soldadura por arco con gas tungsteno, soldadura por arco de plasma y soldadura por haz de electrones. Abarca los tipos y dimensiones de biseles para la soldadura GTAW, las configuraciones de protección para el baño de fusión y la zona afectada por el calor, así como tablas de parámetros para la soldadura manual y automática. Otras tablas resumen los ajustes para la soldadura por arco de plasma y por haz de electrones en función del espesor de la pieza de trabajo, incluyendo la corriente, la tensión, la velocidad de avance, la alimentación del alambre de aportación, el tamaño de la boquilla y el caudal de argón. Los valores tabulados se refieren a los espesores de las piezas de trabajo y a las condiciones de proceso indicados, y no constituyen límites de cualificación universales.
El titanio y las aleaciones de titanio pueden unirse mediante soldadura por arco de tungsteno con gas, arco de plasma y haz de electrones. La soldabilidad de las aleaciones varía, y el éxito de la soldadura depende de la geometría de la unión, la limpieza de los bordes, la protección eficaz del metal fundido y unos parámetros de proceso adaptados al espesor de la pieza de trabajo. Las tablas siguientes comparan la soldabilidad y proporcionan las dimensiones de la ranura, el caudal de gas y los parámetros de soldadura para las condiciones indicadas.
| Aleación | Soldabilidad relativa |
| Titanio comercialmente puro | Excelente soldabilidad |
| Ti-5Al-2,5Sn | Soldabilidad aceptable |
| Ti-5Al-2.5Sn (con un contenido de impurezas muy bajo) | Excelente soldabilidad |
| Ti-0.2Pd | Excelente soldabilidad |
| Ti-5Mo-5V-8Cr-3Al | Soldabilidad aceptable |
| Ti-3Al-8Mo-11Cr | Soldabilidad aceptable |
| Ti-5Al-4V | Soldabilidad aceptable |
| Ti-6Al-4V | Soldabilidad aceptable |
| Ti-6Al-4V (con un contenido de impurezas muy bajo) | Excelente soldabilidad |
| Ti-6Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3Si | Escasa soldabilidad; limitada a aplicaciones especiales |
| Ti-6Al-6V-2Sn | Escasa soldabilidad; limitada a aplicaciones especiales |
Nota: El calor generado en una unión soldada depende en gran medida de la rugosidad de la superficie de la ranura, de la limpieza de los bordes y de la preparación previa a la soldadura del material de titanio.
| Tipo de bisel | Espesor de la pieza de trabajo, δ/mm | Dimensiones del bisel | ||
| Holgura (mm) | Superficie de la raíz/mm | Ángulo/(°) | ||
| Bisel en I | 0.5~2.3 | 0 | – | – |
| 0.8~3.2 | 0~0.1 δ | – | – | |
| Bisel en V | 1.6~6.4 | 0~1.0 δ | (0.1~0.2) δ | 30~60 |
| 3.0~13 | 30~90 | |||
| Bisel en X | 6.4~38 | 30~90 | ||
| Bisel en U | 6.4~25 | 15~30 | ||
| Bisel en doble U | 19~51 | 15~30 | ||
[ESPACIO RESERVADO PARA LA IMAGEN: Tipos y dimensiones de ranuras de titanio para soldadura GTAW]
| Categoría | Zona protegida | Medida de protección | Aplicaciones y características |
| Protección local | El baño de fusión y la zona circundante | Utiliza una boquilla cilíndrica o elíptica que ofrezca una protección eficaz y aumenta el caudal de argón en consecuencia. | Adecuada para piezas con una geometría de soldadura regular y una estructura sencilla; fácil de manejar y muy flexible. |
| Soldadura y zona afectada por el calor a temperaturas ≥ 400 °C |
|
||
| Raíz de la soldadura y zona afectada por el calor a temperaturas ≥400 °C |
|
||
| Blindaje con cámara llena de argón | Pieza completa |
|
Adecuado para piezas de estructura compleja con difícil acceso para la soldadura. |
| Refrigeración mejorada | Soldadura y zona afectada por el calor |
|
Se utiliza junto con otras medidas de blindaje para mejorar la protección. |
| Espesor de la pieza de trabajo (mm) | Tipo de bisel | Diámetro del electrodo de tungsteno (mm) | Diámetro del alambre de relleno (mm) | Número de pasadas de soldadura | Corriente de soldadura/A | Caudal de argón (L/min) | Diámetro del orificio de la boquilla (mm) | Observaciones | ||
| Cara visible | Escudo trasero | Lado de la raíz | ||||||||
| 0.5 | Unión a tope con ranura en I | 1.5 | 1.0 | 1 | 30~50 | 8~10 | 14~16 | 6~8 | 10 | Holgura entre juntas a tope: 0.5 mm |
| 1.0 | 2.0 | 1.0~2.0 | 1 | 40~60 | 8~10 | 14~16 | 6~8 | 10 | ||
| 1.5 | 2.0 | 1.0~2.0 | 1 | 60~80 | 10~12 | 14~16 | 8~10 | 10~12 | ||
| 2.0 | 2.0~3.0 | 1.0~2.0 | 1 | 80~110 | 12~14 | 16~20 | 10~12 | 12~14 | ||
| 2.5 | 2.0~3.0 | 2.0 | 1 | 110~120 | 12~14 | 16~20 | 10~12 | 12~14 | ||
| 3.0 | Unión a tope con ranura en V | 3.0 | 2.0~3.0 | 1~2 | 120~140 | 12~14 | 16~20 | 10~12 | 14~18 | Separación de la junta: 2~3 mm; cara de la raíz: 0.5 mm. Se coloca una placa de apoyo de acero debajo de la soldadura, y el ángulo de la ranura es de 60°~65°. |
| 3.5 | 3.0~4.0 | 2.0~3.0 | 1~2 | 120~140 | 12~14 | 16~20 | 10~12 | 14~18 | ||
| 4.0 | 3.0~4.0 | 2.0~3.0 | 2 | 130~150 | 14~16 | 20~25 | 12~14 | 18~20 | ||
| 5.0 | 4.0 | 3.0 | 2~3 | 130~150 | 14~16 | 20~25 | 12~14 | 18~20 | ||
| 6.0 | 4.0 | 3.0~4.0 | 2~3 | 140~180 | 14~16 | 25~28 | 12~14 | 18~20 | ||
| 7.0 | 4.0 | 3.0~4.0 | 2~3 | 140~180 | 14~16 | 25~28 | 12~14 | 20~22 | ||
| 8.0 | 4.0 | 3.0~4.0 | 3~4 | 140~180 | 14~16 | 25~28 | 12~14 | 20~22 | ||
| Espesor de la pieza de trabajo (mm) | Diámetro del electrodo de tungsteno (mm) | Diámetro del alambre de relleno (mm) | Corriente de soldadura/A | Tensión del arco/V | Velocidad de desplazamiento/(m/min) | Velocidad de alimentación del alambre (m/min) | Tipo de bisel | Número de pasadas de soldadura | Caudal de argón (L/min) | ||
| Cara visible | Lado de la raíz | Escudo trasero | |||||||||
| 0.5 | 1.5 | – | 25~40 | 8~10 | – | – | – | 1 | – | – | – |
| 0.8 | 1.5 | – | 45~55 | 0.2~0.4 | – | 1 | 8~12 | 2~4 | 10~15 | ||
| 1.0 | 1.6 | – | 50~65 | 0.3~0.5 | – | 1 | |||||
| 1.2 | 2.0 | – | 75~90 | 10~12 | 0.15~0.45 | 0.25~0.45 | – | 1 | 10~15 | 3~6 | 12~18 |
| 1.5 | 2.0 | 1.2~1.6 | 90~120 | – | 1 | ||||||
| 2.0 | 2.5 | 1.6~2.0 | 140~160 | 10~14 | 0.15~0.40 | 0.25~0.60 | – | 1 | |||
| 2.5 | 3.0 | 1.6~2.0 | 180~220 | 0.25~0.75 | – | 1 | |||||
| 3.0 | 3.0 | 2.0~3.0 | 200~240 | 14~16 | 0.30~0.33 | 0.30~0.85 | – | 1 | 12~14 | 10~12 | 16~18 |
| 4.0 | 3.0 | 3.0 | 200~260 | – | 12 mm de separación | 2 | 14~16 | 12~14 | 18~20 | ||
| 6.0 | 4.0 | 3.0 | 240~280 | 14~18 | 0.30~0.35 | – | V60° | 3 | 14~16 | 20~24 | |
| 10 | 4.0 | 3.0 | 200~260 | 0.15~0.20 | – | V60° | 3 | 14~16 | 20~24 | ||
| Espesor de la pieza de trabajo (mm) | Diámetro del orificio de la boquilla (mm) | Corriente de soldadura/A | Tensión de soldadura/V | Velocidad de desplazamiento/(m/min) | Velocidad de alimentación del alambre (m/min) | Diámetro del alambre de relleno (mm) | Caudal de argón (L/min) | |||
| Gas de plasma | Gas de protección | Escudo trasero | Lado de la raíz | |||||||
| 0.2 | 0.8 | 5 | – | 7.5 | – | – | 0.25 | 10 | – | 2 |
| 0.4 | 0.8 | 6 | – | 7.5 | – | – | 0.25 | 10 | – | 2 |
| 1 | 1.5 | 35 | 18 | 12 | – | – | 0.5 | 12 | 15 | 2 |
| 3 | 3.5 | 150 | 24 | 23 | 60 | 1.5 | 4 | 15 | 20 | 6 |
| 6 | 3.5 | 160 | 30 | 18 | 68 | 1.5 | 7 | 20 | 25 | 15 |
| 8 | 3.5 | 172 | 30 | 18 | 72 | 1.5 | 7 | 20 | 25 | 15 |
| 10 | 3.5 | 250 | 25 | 9 | 46 | 1.5 | 7 | 20 | 25 | 15 |
| Espesor de la pieza de trabajo (mm) | Tensión de aceleración/V | Corriente del haz de electrones/mA | Velocidad de desplazamiento/(m/min) | Observaciones |
| 1.0 | 13 | 50 | 2.1 | – |
| 1.3 | 85 | 4 | 1.52 | – |
| 2.0 | 18.5 | 90 | 1.90 | – |
| 3.0 | 20.0 | 95 | 0.80 | – |
| 5.08 | 12.5 | 8 | 0.46 | Alta tensión |
| 28 | 180 | 1.27 | Alta tensión | |
| 9.5~11.4 | 36 | 220~230 | 1.4~1.52 | – |
| 12.7 | 37 | 310 | 2.29 | Penetración total |
| 19 | 80 | 2.29 | Superficie de soldadura | |
| 16.0 | 30 | 260 | 1.50 | – |
| 25.0 | 40 | 350 | 1.30 | – |
| 25.4 | 23 | 300 | 0.38 | – |
| 50.0 | 45 | 450 | 0.70 | – |
| 50.8 | 46 | 495 | 1.04 | Penetración total |
| 19 | 105 | 1.04 | Superficie de soldadura | |
| 57.2 | 48 | 450 | 0.76 | Penetración total |
| 20 | 110 | 0.76 | Superficie de soldadura |
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