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T E C H N O L O G Y F O R T H E W E L D E R ´ S W O R L D .

www.binzel-abicor.comAntorchas y accesorios para el proceso de soldadura TIG/Oscar W. Guevara/Sept-10

ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIG



ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIGConsideraciones:1- Perfil de la empresa.

2- Introducción al proceso de soldadura TIG y Fundamentos

3- Equipamiento General:3.1- Antorcha3.2- Electrodo3.3- Fuente de poder3.4- Gases de protección

4- Antorchas para soldadura TIG4.1- Parametros de selección4.2- Antorchas tipo estándar4.3- Antorchas Abitig Binzel4.4- Antorchas para automatización

5- Electrodos

6- Accesorios (Equipo Periferico)6.1- Afilador de Tungstenos6.2- Recirculadores de agua

7- Equipo Especializado para TIG

8- Proceso Tig Robótizado



ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIG1. Perfil de la empresa.Binzel se caracteriza por la proyección tecnológica y el avance dinámico en el mundo de la soldadura y corte. Binzel

suministra la antorcha de soldadura o corte que necesita en función del trabajo a realizar. Refrigerada por aire o por agua, para uso manual u operaciones semi-o totalmente automatizadas.



ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIG1. Perfil de la empresa.1945 • Fundación de la compañía en Giessen (Alemania).

1963 • Desarrollo y producción de antorchas MIG.

1973 • Estandarización del sistema de adaptación central en toda Europa.

1975 • Lanzamiento de „BIKOX®“ - el cable coaxial Binzel- en sus ensamblajes.

1984 • Antorcha de Corte por Plasma.

1985 • Desarrollo y producción de Periféricos para Robotica

1998/99 • Desarrollo del sistema de alimenatciónde alambre „MFS“, el cual fue el primero que permitió la producción en serie de soldaduras de aluminio

2001 • Nueva generación de antorchas - ABIMIG® / ABITIG® /ABIPLAS®.

2009 • Desarrollo de antrorchas MIG de bajo peso

... y soluciones especiales para nuestros usuarios alrededor del mundo con más de 10.000 diseños especiales y antorchas en 1 año.



ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIG2. Introduccion al proceso de soldadura TIG y Fundamentos.En el proceso GTAW se genera un arco eléctrico entre un electrodo de tungsteno virtualmente no consumible y el metal base. Este proceso es usado con la protección de un gas externamente suministrado, y sin la aplicación de presión. La adición de metal de aporte es opcional y se realiza en forma externa.

Este proceso ha recibido los nombres de soldadura con tungsteno y gas inerte (TIG), pero la terminología empleada por AWS es de GTAW porque en algunas aplicaciones es posible usar mezclas de gases protectores que no son inertes.

El uso de este proceso en forma automática esta muy difundido, y es ampliamente utilizado en soldaduras de tuberias de pequeño diámetro.



ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIG2. Introduccion al proceso de soldadura TIG y fundamentos.VENTAJAS Y LIMITACIONES:

Los beneficios más importantes de este proceso son:

1. Produce soldaduras de buena calidad, generalmente libres de defectos2. Esta libre de salpicaduras que ocurren con otros procesos de arco.3. Puede utilizarse con metal de aporte o sin él, según requiera la aplicación específica.4. Ofrece un control excelente de la penetración en la pasada de raíz.5. Puede producir soldaduras económicas a altas velocidades.6. Las fuentes de potencia son de costos relativamente bajos7. Permite controlar de manera precisa las variables de soldadura.8. Sirve para soldar casi todos los metales incluso aleaciones disímiles9. Permite controlar en forma independiente la fuente de calor y la adición de metal de aporte.

Algunas de las limitaciones del proceso son:

1. Las tasas de deposición son mas bajas que con MIG (GMAW).2. El soldador requiere un poco más de destreza y coordinación que con los otros procesos de soldadura.3. Para espesores mayores de 10mm (3/8”) resulta más costoso que los procesos con electrodo consumible4. Es difícil proteger la zona de soldadura en lugares donde hay corrientes de aire.



ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIG2. Introduccion al proceso de soldadura TIG y fundamentos.El proceso GTAW se basa en el uso de un electrodo de tungsteno (o una aleación de tungsteno) no consumible sostenido en una antorcha (o soplete). Se alimenta un gas de protección para proteger el electrodo y el metal de soldadura durante la solidificación de la contaminación atmosférica. El arco eléctrico se produce por el paso de la corriente a través del gas de protección ionizado, que conduce la electricidad. El arco se establece entre la punta del electrodo y la superficie de trabajo. El calor generado funde el metal base. Una vez establecido el arco y el charco de soldadura, la antorcha se mueve a lo largo de la unión y el arco funde progresivamente las superficies de empalme. Si se usa alambre de aporte, se alimenta por el borde delantero del charco de soldadura para llenar la unión.

Todos los sistemas de soldadura GTAW tienen en común cuatro componentes básicos:

1. Antorcha2. Electrodo3. Fuente de poder4. Gas de protección.



ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIG3. Equipamiento general.3.1 Antorchas:

Las antorchas para soldadura TIG sostienen el electrodo de tungsteno que transporta la corriente de soldadura y conducen el gas de protector a la zona de soldadura.La elección de una antorcha se basa en la corriente máxima de soldadura que pueden transportar sin recalentarse. La mayoría de las antorchas permiten manejar electrodos de distintos tamaños para un intervalo dado de boquillas.

En función de la corriente máxima de trabajo las antorchas podrán ser refrigerados con agua o con aire, estas últimas eliminan el calor por medio del gas de protección. Las antorchas refrigerados por aire están limitadas a una corriente máxima de soldadura de 200 Amperes. En los sopletes enfriados por agua pueden llegar a utilizarse corrientes entre 300 y 500 Amperes.



ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIG3. Equipamiento general.3.2 Electrodos:

Los electrodos de tungsteno son no consumibles, si el proceso se emplea como es debido, ya que no se derriten ni transfieren a la soldadura. La función del electrodo de tungsteno es servir como una de las terminales eléctricas del arco que proporciona el calor necesario para soldar. La temperatura de fusión del tungsteno es de 3410 ºC, y cuando se acerca a esta temperatura se vuelve termoiónico, es decir, es una fuente abundante de electrones. El electrodo alcanza esta temperatura gracias al calentamiento por resistencia y, de no ser por el considerable efecto de enfriamiento de los electrones que se desprenden de su punta, dicho calentamiento haría que se fundiera la punta. De hecho, la punta del electrodo tiene una temperatura mucho menor que el cuerpo del mismo.Cinco factores se consideran en la selección de los electrodos para GTAW: composición química, tamaño, forma de la punta, mordazas y boquillas.

3.3 Equipo:

La fuente de poder utilizadas en GTAW son las de corriente constante. La potencia requerida para soldar pueden obtenerse de fuentes transformador rectificador o rotatorias CA o CC.Casi todas las fuentes disponen de rampas de ascenso y descenso del arco, programas para pulso del arco, etc.Las fuentes de potencia para GTAW suelen tener características estáticas de caída o de corriente prácticamente constante.



ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIG3. Equipamiento general.3.4 Gases:

El soplete dirige el gas hacia el arco y la pileta líquida con el fin de proteger el electrodo y el metal fundido de la contaminación atmosférica. También suele utilizarse gas purgante de respaldo para proteger el lado de debajo de la soldadura y las superficies del metal base adyacente contra la oxidación durante al soldadura.El argón y el helio o la mezcla de ambos, son los gases inertes más utilizados en soldadura.El caudal de gas depende del tamaño de la ceramica, en general se recomienda 7 a 16 l/min para el argon y 14-24 l/min para el helio.

MATERIAL A SOLDAR GAS UTILIZADO

ARGON Aceros inoxidables, Cobre, Niquel, aceros al carbono y la mayor parte de aluminios

ARGON PURO Titanio, Tantalio, Zirconio, Aleaciones de Magnesio

ARGON + HELIO Cobre (grandes espesores), Niquel y aleaciones, Aluminio, aceros inoxidables

(G.E.), aceros al carbono (G.E.)

95% ARGON + 5% HIDROGENO Niquel y sus aleaciones

HELIO Metales buenos conductores calor (aluminio cobre) de gran espesor



ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIG4. Antorchas para soldadura TIG.4.1 Parametros de Selección

1. Tipo de refrigeración: Aire o líquido2. Amperaje de trabajo (Tipo de antorcha)3. Longitud de la antorcha: 12 o 25 pies 4. Tipo de cable: Unicable (R) o 2 cables (corriente-gas)5. Tipo de cabeza: (Ver abajo)6. Tipo de conexion al equipo de soldar.

F Flexible

FV Flexible c/ válvula

FVB Flexible c/válvula

en cuerpo

FHD Flexible Trabajo Pesado

HP Plástico Rígido

HD Trabajo Pesado

P Lápiz (180 grados)

V Antorcha c/ válvula

VB Antorcha c/ válvula

en el cuerpo

Tipo de

AntorchaRefrigeracion Capacidad

9 AIRE 125 amp.

17 AIRE 150 amp.

24 AIRE 80 amp.

26 AIRE 200 amp

24W LIQUIDO 180 amp.

20 LIQUIDO 250 amp.

18 / 18P LIQUIDO 350/ 500 amp.

25 LIQUIDO 200 amp.

17FV-12-2



ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIG4. Antorchas para soldadura TIG.4.2 Antorchas estandard



ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIG4. Antorchas para soldadura TIG.Componentes de la antorcha:

Mordaza (collet) y Porta-mordaza (collet body): Asegura el electrodo de tungsteno a la antorcha. Es importante un buen contacto entre el electrodo y el diámetro interno de la mordaza para la transferencia apropiada de corriente y el enfriamiento del electrodo.

Copas ceramicas (nozzles): Dirige el gas protector a la zona de soldadura, se coloca en la cabeza de la antorcha. Deben ser suficientemente grandes para proveer la protección del charco de soldadura y la superficie del metal base circundante, existe un balance delicado entre el diámetro de la copa y el flujo de gas. Si el flujo es excesivo para el diámetro, se produce turbulencia que anula la efectividad del gas. La elección de la copa depende del diámetro de electrodo, el tipo de junta, el área que será protegida y el acceso a la junta.

Difusor de gas (Gas lens): Se usa para asegurar un flujo laminar del gas protector, contiene una barrera porosa y está diseñado para ajustar el electrodo, produce una protección de gas mayor y estable. Permite que el operador separe la copa de la pieza, permitiendo mejor visibilidad del charco y acceso a zonas difíciles de alcanzar como esquinas.

Ensamble de cables: Transporta la corriente y el gas a la cabeza de la antorcha.

Cabeza: Parte donde se fija la mordaza y se le transfiere la corriente, así como el gas se dirige hacia la copa.



ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIG4. Antorchas para soldadura TIG.El empleo de cerámicas más pequeñas permite una mejor visión de la zona de soldadura, pero si esta es muy chica puede haber turbulencias y formación de chorros del gas protector, e incluso puede fundirse el borde de la boquilla. Para soldar materiales reactivos, tal como Titanio conviene el uso de boquillas más grandes.

Conexión de antorchas:

Debe revisarse si la fuente de poder a la cual va conectada la antorcha. Actualmente, los equipos presentan conexiones rápidas (tipo Dinse), aunque aún se usan las maquinas con tornillo o borne. De allí, que para energizar la antorcha debemos conocer que conexión presenta el equipo.



ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIG4. Antorchas para soldadura TIG.4.3 Antorchas Abitig



ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIG4. Antorchas para soldadura TIG.La línea ABITIG de nueva generación ofrece antorchas para soldadura TIG enfriadas por aire y por agua con un Desempeño superior, comodidad en su manejo y menor peso. El nuevo sistema de enfriamiento garantiza larga vida de servicio tanto de la cabeza como de los consumibles y permite el uso de electrodos más pequeños por medio de su disipación optimizada de calor.

La reducción en la cantidad de consumibles a sólo 3 (tapa trasera, porta-electrodo o difusor de gas y tobera de gas roscada) simplifica el uso y reduce los costos de inventario.Un anillo aislante previene que el calor de la tobera de gas alcance la cabeza protegiendo a la antorcha, incrementando su vida útil y reduciendo los costos de operación.

El nuevo mango “inteligente” es cómodo debido a la integración de todas las funciones de control remoto. Además, el mango está bien protegido contra la alta frecuencia y la cabeza rota libremente brindando comodidad adicional.

· Alta capacidad con el menor tamaño posible· Un solo mango ergonómico para todos los tipos de antorcha· Módulos con funciones de control integrados al mango· Ensambles de cable ligeros y flexibles con conexiones modulares para cualquier máquina de soldadura TIG· Costos reducidos de almacenaje con solo 3 consumibles· Diseño modular



ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIG4. Antorchas para soldadura TIG.Para seleccionar antorchas y obtener números de parte se requieren los siguientes datos:1. Tipo de antorcha (ABITIG 150, 150F, 260W, 200, 200F, 450W o 450W SC)2. Tipo de ensamble de cables (Cable High Flex con cubierta de cuero, Cable PVC con cubierta de cuero o Estándar, los tres tipos tienen rótula)3. Longitud de ensamble de cable (4, 8 o 12 m)4. Módulos de control (Botón de acción sencilla, Botón de acción doble, Botón de acción doble para alta corriente de interrupción-hasta 2A, Botón de acción doble con potenciómetro o Palanca ARRIBA/ABAJO-dependiente de la máquina)5. Resistencia del Potenciómetro (1.0, 2.2, 4.7, 10.0 o 47.0 kOhms)6. Fuente de poder (Fabricante, Modelo de máquina y Año de fabricación)7. Otras características



ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIG4. Antorchas para soldadura TIG.4.4 Antorchas para automatizacion

Antorchas con cabezas de tipo recto, con enfriamiento por aire o líquido, cuyos consumibles son semejantes a los de los modelos Abitig. Los cables se preparan a la longitud requerida del cliente, y con la conexión que demande la fuente de poder usada.

Binzel cuenta con las siguientes opciones:AUT-WIG 20G: Antorcha TIG automática enfriada por aire con capacidad de 200Amp@60%, tungstenos de 0.020 a 1/8” (0.5-3.2mm), consumibles tipo 9 en versión difusor de gas.

AUT-WIG 200W: Antorcha TIG automática enfriada por agua con capacidad de 220 Amp@100%, tungstenos de 0.020 a 1/8” (0.5-3.2mm), consumibles tipo 9.

AUT-WIG 400W: Antorcha TIG automática enfriada por agua con capacidad de 400 Amp@100%, tungstenos de 0.020 a 5/32” (0.5-4.0mm), consumibles tipo 26.

ABITIG MT 200: Antorcha TIG automática enfriada por aire con capacidad de 200Amp@60%, tungstenos de 0.040 a 3/16” (1.0-4.8mm), consumibles tipo ABITIG 200.

ABITIG MT 300 W: Antorcha TIG automática enfriada por aire con capacidad de 300Amp@100%, tungstenos de 1/16 a 3/16” (1.6-4.8mm), consumibles tipo ABITIG 450W



ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIG5. Electrodos.

Clasificación SAE-ASTM Porcentaje en peso (%)

COLORAWS UNS W (mínimo) CeO2 La2O2 ThO2 ZrO2 Otros elem.

EWP R 07900 99.5 0.5

EWLa-1 R 07941 1.8-1.2

EWCe-2 R 07932 97.3 1.8-2.2 0.5

0.5

EWLa-1.5 R 97942 97.8 11.3-1.7 0.5

98.3

EWLa-2 R 07943 97.3 1.8-2.2

EWTh-1 R 07911 98.3

EWTh-2 1.7-2.2 0.5

0.5

0.8-1.2 0.5

EWZr-1 R 07920 99.1 0.15-0.40 0.5

R 07912 97.3

0.5EWG 94.5 NO ESPECIFICADO

La selección de los electrodos se hace, basado en los siguientes criterios:




Electrodos de Tungsteno puro ( EWP):Son los mas baratos, tienen la más baja resistencia para conducir la CA y la más baja resistencia a la contaminación, son la alternativa más común para la soldadura del aluminio.

Electrodos con adición de óxido Thorio (EWTh-1 y EWTh-2)Las adiciones de 1 y 2% de Thorio incrementan la capacidad de emitir electrones por lo tanto soportan mayores cargas de corriente, larga vida, mantienen el ángulo de afilado mas tiempo, encendido del arco más fácil y resisten mucho mejor la contaminación, pero el Thorio es un elemento radioactivo, que presenta riesgo a la salud, sobretodo si el contenido esta por arriba de 4.2 %, durante su almacenaje, aplicación de soldadura y disposición de residuos, si existen alternativas técnicas para utilizar otro tipo de electrodo, efectúe el cambio.

Electrodos con adición de óxido de Zirconio (EWZr-1) Poseen propiedades comprendidas entro los tungstenos puros y los que tienen adición de Thorio, soportan mayores cargas de corriente utilizando AC en la soldadura del aluminio, la esfera en la punta del electrodo es mas estable, el arco eléctrico es más estable, alta resistencia a la contaminación y están libres de radioactividad.

Electrodos con adición de óxido de Cerio ( EWCe-2 )Estos electrodos están libres de radioactividad, trabajan muy bien con CA o CD, poseen buenas propiedades de encendido y estabilidad del arco eléctrico y son tan duraderos como los tungstenos con adición de Thorio.

Electrodos con adición de óxido de Lantano ( EW La-1, EWLa-1.5 y EWLa-2)Estos electrodos pueden ser usados como alternativa, en lugar de los electrodos aleados con Thorio, en aplicaciones de CD, poseen buena estabilidad e inicio de arco, en maquinas de soldar tradicionales o con tecnología de inversores, por ejemplo en la soldadura de los aceros al carbono é inoxidables en general. Estos electrodos están libres de radioactividad.




Electrodos con adición de otros óxidos ó tierras raras ( EWG) Estos son los electrodos tri-mezcla con adiciones de: 1.5 % óxido de Lantano, 0.08 % óxido de Itrio y 0.08 % óxido de Zirconio. Poseen excelente inicio y estabilidad del arco eléctrico , en aplicaciones utilizando indistintamente CD ó CA, libres de radioactividad, mantienen el afilado mucho más tiempo, considerado como el electrodo multipropósito para la soldadura de la mayoría de metales y como mejor opción en lugar de los electrodos con adiciones de Thorio.

Ar/Ar-He 25 (11.8)

Cobre y sus aleaciones EWTh2/EWZr/EWG

Magnesio y sus aleaciones EWP/EWZr/EWG AC esférico

DCEN/AC 30, 45, esférico

Ar/Ar-He 25 (11.8)

Ar/Ar-He 30 (14.2)

He/HeAr 30 (14.2)

Titanio y sus aleacione EWTh2 DCEN 30, 45

Níquel y sus aleaciones EWTh2 DCEN 30, 45, 60

Ar 100% 25 (11.8)

Acero inoxidable EWTh2

Aluminio y sus aleaciones EWZr/EWP/EWG AC esférico

DCEN 30, 45, 60

Gas CFH (l/min)

Ar 100% 20 (9.4)

Ar 100% 20 (9.4)

Acero al carbono EWTh2 DCEN 30, 45, 60

Material base Tipo de electrodo Corriente Ángulo de afilado



ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIG6. Accesorios (Equipo Periferico).6.1 Afilador de Tungstenos

El metodo de afilado tradicional (rueda abrasiva) gasta el tungsteno y pone en peligro al soldador y al ambiente.El afilado del modo correcto reduce tanto costos como el riesgo al ambiente.

Ventajas de usar afiladores:

• Exactitud y repetibilidad garantizada.• Arco de soldadura concentrado.• Mayor duracióon de la punta del electrodo.• Sin riesgo para el soldador o el ambiente.• Muy poco ruido y bajo nivel de decibeles.• Todo el afilado esta en la orilla de la rueda de diamante y asegura la direccion correcta de grano en el electrodo a lo largo del eje.• Es posible afilar con exito Electrodos desde .47" de longitud.• Unico sistema de afilado humedo encerrado.• No se requiere sistema de extraccion de polvos por separado.• Monofasico CA con modelos 110/115 V (no. parte W95-1) y 220/240 V.• Mejor soldadura TIG con un arco estable y nivel consistente de penetracion.• Sin oxidacion del electrodo de tungsteno al afilar humedo.• Los electrodos se pueden afilar hasta 200 veces.



ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIG6. Accesorios (Equipo Periferico).6.2 Recirculadores de Agua

El uso de antorchas refrigeradas por agua, donde se permita, siempre será la mejor elección de antorchas. Esta elección trae consigo las siguientes ventajas:• Equipos ergonómicos y livianos. • Mayor confort del operador . • Mayor duración de los consumibles. • Menor consumo de gas (efecto venturi). • Mayor durabilidad de las antorchas.• Incrementan el ciclo de trabajo (CT %).• Reducen tiempos muertos. • Incrementan Productividad.

Los recirculadores (enfriadores) Binzel tienen alto desempeño, y uno de sus modelos tiene la posibilidad de operar 2 antorchas en forma simultanea.



ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIG7. Equipo Especializado para TIG.ABIDRIVE-CW

Es un sistema de alimentación de alambre frío.Desarrollado especialmente para usoindustrial.Preferentemente en aplicaciones de soldadura TIG alambre frío manual y autómatizadoDebido a la personalización intermedia entre el ensamble de cables y el sistema de alimentación con alambre frío es fácil la adaptación a diferentes maquinas para soldadura TIG enfriadas por aire/agua, sin ninguna dificultad Las antorchas para soldadura TIG de la serie ABITIG con el sistema de alimentación de alambre frío y módulo de control instalado en el mango, complementan el sistema

Características :• Modo de selección de 2T ó 4T.• Modo Intervalo• Fácil selección de alimentación intermitente• Velocidad de alimentación de 0-10 m/min• 4 rodillos motrices (dentados) / max. Ø -1.2 mm• Arranque suave• Cebado de arco con AF



ANTORCHAS Y ACCESORIOS PARA EL PROCESO DE SOLDADURA TIG8. Proceso TIG Robotizado.

En la soldadura TIG con robot debemos de tener mucha precaución con el alta frecuencia. Esta alta frecuencia “viaja” alrededor de los cables conductores generando campos magnéticos muy difíciles de detectar. Al final el robot termina parando por inducción del campo en sus motores.

Es imprescindible aislar eléctricamente todos los elementos susceptibles de ser inducidos por esa Alta Frecuencia.

Antorcha Refrigeración Amp. DC Amp. AC Elect. - Ø

ABITIG WH 260 W liquida 260 A 180 A 1,0 - 3,2 mm

ABITIG WH 400 W liquida 400 A 280 A 1,6 - 4,2 mm



Comunicación

CAT

Maquina TIG

Antorcha ABITIG WH

Controlador

Consola programación

Gas

400 V400 V

CELDA ABITIG® WH

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Technology