SOLDADURA KEYHOLE – DEFINICIÓN, TIPOS Y REQUERIMIENTOS

Stichlochschweißen in PC Position

La soldadura keyhole esta presente en todo tipo de industrias, desde la alimentaria hasta la Aeroespacial; muchas empresas recurren a la soldadura TIG cuando se requieren soldaduras suaves y de alta calidad. Este proceso podría compararse con una limusina sofisticada de primera calidad, que, sin embargo, no alcanza cierta velocidad. Este es precisamente el principal problema de la producción con soldadura TIG: cuando el material es grueso y requiere soldadura multicapa, el proceso TIG puede no resultar rentable debido a sus bajas velocidades.

Aquí es donde entra la soldadura keyhole monocapa, que permite conseguir cordones de soldadura perfectos y alcanzar altas velocidades de soldadura.

¿Qué es la soldadura keyhole?

El principio keyhole se basa en un arco voltaico con una densidad de energía particularmente alta. A diferencia de la soldadura TIG, la energía del arco voltaico no se aplica a una superficie grande sino a una pequeña. El resultado es una penetración profunda y estrecha.

La soldadura keyhole requiere metales con poca conductividad térmica

Si la conductividad térmica del material base es pobre, se forma una acumulación térmica puntual: la condición indispensable para el método keyhole. Los materiales utilizados suelen ser aceros de alta aleación o dúplex. Por el contrario, cuanto mejor sea la conductividad térmica del material base, peores serán las propiedades de la soldadura keyhole.

Si se desea soldar aceros aleados con el procedimiento keyhole, se debe tener en cuenta que las diferentes aleaciones se comportan de forma totalmente distinta a los metales puros en lo que a conductividad térmica se refiere. El níquel, por ejemplo, tiene una buena conductividad térmica; pero las aleaciones a base de níquel son malas conductoras de calor y, por tanto, buenas candidatas para el proceso keyhole.

Ejemplos de soldadura keyhole en función de la conductividad térmica

Mala conductividad
Buenas propiedades de soldadura keyhole
 
/ Titanio
/ Dúplex
/ Aleaciones con base de níquel
/ Aceros Cr-Ni

Buena conductividad
Malas propiedades de soldadura keyhole

/ Cobre
/ Aluminio
/ Níquel

Preparación del cordón en la soldadura keyhole

Para una buena formación de raíz, el arco voltaico debe arder por la parte inferior del material. Se recomienda un espacio libre de al menos 8 x 8 milímetros.

Ejemplo de soldadura keyhole con suficiente espacio para el gas y el arco voltaico

Ejemplo de espacio insuficiente para el arco voltaico

SOLDADURA KEYHOLE PLASMA

La soldadura keyhole plasma se suele utilizar en la construcción de depósitos y tuberías, así como en la de aparatos químicos y de acero inoxidable. Un ejemplo común de aplicación es la soldadura de juntas tipo I con cordones circulares y longitudinales en tubos, depósitos y fondos de paredes gruesas.  

Junta tipo I

El grosor de los materiales oscila entre 3 y 10 milímetros. Para espesores de pared de más de 10 milímetros, la soldadura keyhole plasma se utiliza principalmente para soldar la raíz.

Soldadura keyhole  plasma cordón longitudinal keyhole plasma cordón circular con un banco tensor (Seam welder)

Soldadura con un dispositivo de gas portador

Funcionamiento y ventajas de la soldadura de plasma 

En la tecnología de soldadura se habla de soldadura plasma cuando el arco se contrae con gas plasma. Esto resulta en un arco concentrado, casi cilíndrico, que cambia según el diámetro del inyector plasma y la cantidad de gas plasma. El propio haz plasma consiste en un haz de gas ionizado y acelerado y sale de su propio inyector plasma.

Arco voltaico soldadura TIG (temperaturas hasta 15 000 °C) vs. Arco soldadura PLASMA (temperaturas hasta 30 000 °C)

La alta presión del plasma derrite el material base en toda su profundidad y forma así el llamado “keyhole” al principio del cordón. Por ello, permite soldar materiales de alta aleación de cromo-níquel con espesores de pared de hasta 10 mm en junta tipo I. Por lo general, el hilo frío se utiliza para rellenar el “keyhole”, compensar la penetración excesiva de la raíz y formar una ligera sobreelevación del cordón. La soldadura se puede realizar en una sola capa sin preparación previa hasta un espesor de material de 8 milímetros.

Procesamiento keyhole plasma

Además de la superioridad en velocidad, en comparación con la soldadura TIG, la soldadura plasma keyhole ofrece ventajas dignas de mención en cuanto a la calidad y a los costes:

  • Eliminación de los laboriosos trabajos de preparación del cordón (trabajo o biselado de los bordes de la pieza de trabajo)
  • Reducción del uso de hilo de aporte debido a volúmenes de relleno inferiores (junta tipo I en lugar de Y o U)

Junta tipo I

Junta tipo U

Junta tipo Y

  • Menor deformación de los componentes gracias a una menor aportación de energía
  • La menor deformación de los componentes y la menor sobreelevación del cordón minimizan el retrabajo

SOLDADURA KEYHOLE TIG

Los procesos de soldadura keyhole basados en TIG se han introducido en el mercado de la mano de varias compañías a lo largo del tiempo. La mayoría de ellos están especialmente desarrollados para la soldadura de unión mecanizada. Al igual que el proceso plasma keyhole, la soldadura keyhole TIG se suele utilizar cuando se plantean exigencias igualmente altas en cuanto a la calidad del cordón y a la rentabilidad.

Sin embargo, la soldadura keyhole TIG es menos adecuada para soldar materiales revestidos, como chapa galvanizada. En este caso se recomienda el proceso plasma keyhole, ya que el inyector plasma protege el electrodo y alarga la durabilidad.

Soldadura keyhole TIG en Fronius: ArcTig

Fronius llama a su proceso keyhole basado en TIG “ArcTig”. Se diferencia del proceso plasma keyhole en las siguientes características principales: en lugar de utilizar gas plasma, la tecnología ArcTig consigue concentrar el arco mediante un sistema de refrigeración de alto rendimiento y de gran superficie. Con esto, Fronius ha logrado reducir las temperaturas en el electrodo de tungsteno hasta la punta. El resultado es un arco voltaico totalmente concentrado y, por tanto, muy potente. La densidad de energía también es alta y permite soldar una sola capa (sin necesidad de preparación previa con espesores de chapa de hasta 10 milímetros).

ArcTig ofrece ventajas adicionales para muchos materiales: al prescindir de la fuente de energía de plasma y el gas plasma, hay menos parámetros a tener en cuenta, lo que facilita la tarea al soldador. Además, no necesitar estos materiales supone un ahorro significativo de costes.

Se puede encontrar más en el artículo del blog: ArcTig: Soldadura TIG más atractiva y rápida

Vídeo ArcTig: Soldadura keyhole en la construcción de tuberías

Vídeo ArcTig:  Soldadura keyhole en la construcción de depósitos

1 comentario

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Sutevaresponder
1. septiembre 2021 a las 12:01

¿Es igual de precisa que los otros tipos de soldadura?

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