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¿Se puede soldar acero al aluminio?

Tanto el aluminio como el acero son metales muy soldables. No hay problema alguno en la soldadura de acero con acero y de aluminio con aluminio. Pero, ¿qué sucede cuando necesita cruzar los límites y unir estos metales diferentes?



¿Se puede soldar acero al aluminio?

El acero no se puede soldar al aluminio mediante el uso de técnicas de soldadura convencionales, como SMAW (soldadura por arco), GMAW (MIG) o GTAW (TIG). Sin embargo, existen algunas soluciones provisionales y alternativas que pueden proporcionar resultados aceptables.


Por qué no se puede soldar acero con aluminio

Una de las principales razones por las que no puede soldar acero al aluminio con el soldador en su garaje es que las temperaturas de fusión entre los dos metales son demasiado extremas.


Solo para resolver cualquier argumento, esto es lo que sucede cuando intenta soldar TIG los dos metales juntos:

Terminé usando un relleno de acero. El aluminio debajo del acero se estaba derritiendo antes de que el acero incluso formara un charco. Lo compensé agregando una tonelada de relleno de acero para que los dos materiales se juntaran.


El aluminio se derrite alrededor de 1200 F, y el acero se derrite alrededor de 2700 F. Eso generalmente significa que el aluminio se derretirá por completo antes de que el acero comience a brillar. Incluso si puede hacer que el metal se junte, no se fusionará. Solo obtendrá pegotes de acero que se sujetan muy ligeramente por aluminio desordenado y basura.

El resultado es una "soldadura" que se rompe cuando se mira de forma incorrecta. Vea abajo.

Esto, literalmente, no requirió fuerza para romperse. A pesar de que parecía que el material se aglutinaba (término técnico allí mismo), los metales simplemente no se fusionaban.

Otra razón por la que esto realmente no funciona es que la expansión térmica del aluminio frente al acero es muy diferente. El aluminio crecerá aproximadamente el doble que el acero a medida que se calienta. Eso significa que a medida que el metal se enfría, es probable que el área soldada se agriete bajo la tensión.

También hay un montón de otras razones por las que soldar acero con aluminio no funciona realmente, como diferentes conductividades térmicas, diferentes transformaciones de celosía, precipitados subsidiarios y otras cosas relacionadas con la ciencia.

El punto es que no se puede soldar con TIG, MIG o con electrodo revestido. A menos que utilice inserciones de transición bimetálicas, claro.

Transiciones bimetálicas

Esta es una solución que se usa con mayor frecuencia en barcos, intercambiadores de calor y tuberías.


Esencialmente, es solo un inserto que es de acero por un lado y de aluminio por el otro. Son lo suficientemente gruesos como para que pueda usar una técnica GMAW o GTAW normal y soldar el lado de acero al acero y el lado de aluminio al aluminio.


Estos insertos están pre-adheridos, generalmente mediante el uso de una técnica de laminación en caliente o soldadura a presión en caliente (soldadura por explosión). De hecho, pueden soportar una fuerza sorprendente y las conexiones soldadas con estos insertos son muy resistentes. Según algunas especificaciones MIL, se supone que estas inserciones adheridas tienen un mínimo de aproximadamente 1/4 de la resistencia a la tracción del aluminio, aunque a menudo se acercarán a 1/2.


¿La baja?

Estos son casi imposibles de obtener si eres un pequeño taller de trabajo o un aficionado. Son productos especiales que suelen ser hechos a medida y muy caros, con cantidades mínimas de pedido masivas.


Aluminización

Esta no es una palabra que acabo de inventar. El acero aluminizado es un metal que suele pasar por un proceso de inmersión en caliente con una aleación de aluminio y silicio. También hay otras formas de hacerlo, como el recubrimiento galvánico, pero el método de inmersión en caliente es el más común.

Esta no es una forma práctica de soldar grandes piezas de acero a grandes piezas de aluminio.

La razón por la que lo menciono es que parece haber información errónea flotando en Internet sobre esto. Hay un puñado de sitios que dicen que puede soldar un bloque de aluminio a una pieza de acero aluminizado. No puedes. Todo lo que puede hacer es soldar acero aluminizado a acero normal.

La razón es que cuando se alcanza una temperatura lo suficientemente alta como para derretir el acero subyacente, la fina capa de aluminio se quemó hace mucho tiempo. Simplemente no funciona.


Soldadura

Para ser claros, esto requiere cierta habilidad para hacerlo bien. La soldadura fuerte podría ser una posible solución cuando necesita algo como una soldadura para unir acero con aluminio.


Sin embargo, la soldadura fuerte no tendrá una resistencia comparable a la soldadura por explosión. Necesitará una buena cantidad de superficie para que las piezas se peguen, y un ajuste mecánico fuerte será de gran ayuda para evitar que las cosas se deshagan.

Suponiendo que ya está familiarizado con el funcionamiento de la soldadura fuerte, aquí hay una descripción general básica de cómo hacerlo:

  • Comience mojando el acero con una soldadura fuerte de plata al 56%.

  • Utilice una aleación de aluminio para soldadura fuerte como Aluxcor 4047 para unir el aluminio al acero mojado

Probablemente encontrará resultados mucho mejores con este método de dos etapas que con un proceso de soldadura fuerte de una sola etapa. Para las soldaduras de una sola etapa, la soldadura en sí es bastante suave y no obtendrá tanto poder de sujeción.

Vinculación

Si bien esto no le dará una conexión particularmente fuerte, el uso de un epoxi u otro tipo de agente adhesivo podría ser el truco para usted.


Nuevamente, necesita mucha superficie para que esto funcione correctamente, pero un buen tubo de JB Weld podría ser todo lo que necesita para hacer el trabajo. Asegúrese de tomarse su tiempo para limpiar a fondo ambas piezas y, idealmente, raspe las superficies que se unirán para obtener más poder de sujeción.


También existen algunos productos de gama alta. Los epoxis estructurales industriales de 3M son excelentes, pero pueden ser costosos y, a menudo, tienen tiempos de curado prolongados.


Fijación Mecánica

Si es humanamente posible, utilice un cierre mecánico. La forma más fácil de unir el aluminio al acero es solo un viaje a la ferretería.

Ya sea que esté usando pernos, remaches, costuras dobladas o cualquier otra cosa que le guste, la sujeción mecánica es, con mucho, la mejor, más barata, rápida y fácil forma de unir materiales diferentes.


Corrosión galvánica

Esto es algo que debe tener en cuenta cuando trabaje con acero y aluminio.

Por lo general, el acero es propenso a oxidarse y el aluminio generalmente se considera resistente a la corrosión.


Sin embargo, una los dos metales y agregue agua salada, y notará una corrosión significativa en el aluminio. Esto se debe a la corrosión galvánica.


Explicación de Fancypants: el acero actúa como un cátodo y el aluminio actúa como un ánodo y un electrolito (como el agua salada) proporciona un medio para la migración de iones. Esto da como resultado la oxidación del ánodo (aluminio).

Explicación comprensible: el aluminio se corroerá en el área donde entra en contacto con el acero si está cerca de agua salada.

En muchas aplicaciones, esto no es un gran problema. Sin embargo, si el medio ambiente tiene sal (incluida la sal de la carretera en los automóviles), puede tener problemas.

La solución consiste en aislar los dos materiales con pintura o un trozo de plástico para evitar que cualquier tipo de corriente eléctrica pase entre los dos. Puede usar un probador de continuidad en un multímetro para verificar que haya aislado correctamente los metales.

Fuente: makeitfrommetal

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