Los metales de aporte constituyen quizá el factor más determinante a la hora de obtener una unión soldada de calidad, de modo que su elección es una tarea crucial para el éxito del proceso de soldadura; una que, no obstante, nunca se podrá ejecutar bien si no se tienen en cuenta ciertas consideraciones.
Siendo específico, la soldadura de calidad es aquella que, teniendo una buena presentación estética, mantiene a los metales base unidos sin importar el tipo de trabajo al que se sometan –siempre y cuando dicho trabajo no esté fuera de las posibilidades de los metales en cuestión, claro–, lo que permite que éstos se comporten como lo harían si nunca hubiesen sido soldados. Así, el aporte idóneo para una soldadura es aquél cuyas propiedades se asemejen, tanto como sea posible, a las de los metales base; ya sea que esto implique mejorar o igualar –nunca empeorar– dichas propiedades en función del trabajo en el que se va a emplear el metal soldado. En este sentido, la composición química y la resistencia a la tracción surgen como los principales factores a tener en cuenta para la selección de un alambre, electrodo revestido, o varilla.
Respecto a la composición química, como ya vimos en el apartado de las clasificaciones AWS, para empezar, los aportes deben ser del mismo material que los metales a soldar –de este modo, los listados en la clasificación AWS A5.9 de aportes para aceros inoxidables, por ejemplo, son todos alambres o varillas de acero inoxidable, lo mismo sucede en todos los demás casos–. Luego, en la soldadura de aceros de baja y alta aleación, se aplican las siguientes reglas generales para la selección del aporte adecuado:
De esta forma, para soldar un acero inoxidable –de alta aleación– con un porcentaje de Cr de 18%, utilizando el proceso MIG/MAG, se recomienda emplear, como mínimo, el alambre sólido código ER318 de la tabla 25, que contiene un porcentaje de Cr de 18-20%.
Para la soldadura de los aceros al carbono, los aportes –como ya se dijo en el apartado donde se habló de la composición de éstos– suelen ser de acero AISI 1010; siendo los siguientes códigos, según el tipo de soldadura por arco eléctrico, los más encontrados en el mercado:
Ahora, en cuanto a la resistencia a la tracción, el segundo punto más relevante a la hora de elegir un metal de aporte, ésta debe ser igual o un poco mayor a la de los metales base; y en el caso de que se pretenda soldar dos metales con distintos valores de resistencia a la tracción, la del aporte debe ser igual o mayor a la del metal menos resistente. Esta propiedad es de suma importancia puesto que, si el material final soldado se va a someter a grandes esfuerzos, lo último que se quiere es que falle[1] en el área soldada, cosa que sucedería si la resistencia a la tracción de ésta es menor a la de los dos metales unidos.
Por ejemplo, si se van a soldar, mediante el proceso MMA, dos planchas de acero al carbono con una resistencia a la tracción de 40 kg/mm2 –60 KSI–, el electrodo que se recomienda –suponiendo que se justifique el uso de un revestimiento celulósico– es un E6010, con un valor de resistencia mínimo, de acuerdo con la tabla 14, de 60 KSI.
En la soldadura del aluminio y sus aleaciones, pese a que los dos factores antedichos siguen siendo significativos, la selección del aporte correcto depende en mayor medida de la característica principal que el metal soldado, final, debe tener; por supuesto de acuerdo con el trabajo para el que se va a emplear. Dichas características son las siguientes:
Los símbolos de la primera columna de la tabla 38 se utilizan para elegir el aporte a emplear de acuerdo con el siguiente cuadro de selección:
Los caracteres A, B, C y D indican lo bueno que es un determinado aporte –columnas grises– para lograr una propiedad específica –W, S, D, C, T y M– en dos metales a soldar –columna y fila azules–; siendo A la mayor calificación, y D la peor. Los significados de estos caracteres tienen sentido sólo dentro de un bloque dado.
Para usar esta tabla, lo primero que hay que hacer es seleccionar los dos metales base a unir, de la columna y fila azules, luego, trazar una línea horizontal y una vertical desde los recuadros seleccionados; en el bloque donde ambas líneas se intercepten se hallará el aporte recomendado para la soldadura de los metales base, en función de qué propiedades finales se desea que dicha soldadura tenga.
Por ejemplo, supongamos que deseamos soldar un aluminio 5086 con uno 5052, y queremos que la unión final tenga tanto una gran ductilidad como una buena resistencia al agrietamiento –símbolos W y D de la tabla 38, respectivamente–. Si nos vamos a la tabla 40, encontraremos que el aporte 5356 es el más adecuado para esta unión, puesto que tiene un nivel A en las dos propiedades que se quieren obtener.
Ahora, cuando no hay ninguna calificación A, B, C y/o D para los aportes, significa que éstos son incapaces de alcanzar las características finales correspondientes. Así, vemos en la tabla 41, que el aporte 5183 no es apto para la soldadura de los aluminios 6060 y 5454, si lo que se desea al final de esta unión es que el metal tenga una gran resistencia al trabajo constante en ambientes con temperaturas por encima de 65.6°C.
Un tercer factor para tener en cuenta en el momento de elegir un aporte es la posición en la que se va a soldar, puesto que los electrodos, varillas y alambres recomendados para las posiciones plana y horizontal, jamás van a dejar una buena soldadura en vertical o sobrecabeza –debido a que el charco[2] de metal fundido se va a derramar–, y aquellos aconsejados para todas las posiciones, tienen una menor eficiencia en las uniones horizontales y planas. Asimismo, el revestimiento gaseoso con que se cuenta –suponiendo que esto no se pueda cambiar–, y el ambiente en donde se va a realizar la soldadura –expuesto al exterior o cerrado–, también determinan hasta cierto el tipo de aporte a seleccionar, ya que no tiene sentido hacerse con un alambre sólido MIG/MAG o metal cored si se dispone sólo CO2 y se pretende soldar con altos valores de corriente, o si la soldadura se va a ejecutar en un lugar donde haya brisa –en cuyo caso deben emplearse electrodos revestidos o alambres de FCAW-S–.
Otras consideraciones relacionadas con las características finales de la unión soldada, como penetración, grosor de placas, velocidad de deposición, eficiencia de deposición, ancho y/o tipo de cordón de soldadura, número de pasadas, calor aportado, etc., son a su vez tenidas en cuenta para la mejor elección posible del metal de aporte. Por otro lado, igualmente tienen influencia la limpieza de los metales a soldar, la limpieza de la soldadura final, el costo y las posibles limitaciones en la generación de humos. En la siguiente tabla se resume por orden de importancia lo dicho hasta este punto sobre lo que se debe tener en cuenta para seleccionar un aporte:
[1] Que se rompa
[2] Metal fundido antes de empezar a solidificarse.
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