Fabricación con láminas y placas de titanio: corte, conformado y soldadura

Fabricar piezas con éxito a partir de láminas y placas de titanio requiere comprender sus propiedades únicas. Aunque no es difícil, exige técnicas específicas, especialmente con respecto al calor y la contaminación. Aquí le presentamos una guía práctica para los tres procesos clave de fabricación.

1. Corte de láminas y placas de titanio

Elegir el método de corte adecuado depende del espesor, la precisión requerida y el presupuesto.

• Corte por chorro de agua: Es el método preferido para alta precisión. Corta sin calor, no genera zona afectada térmicamente (ZAT) y deja un borde limpio y liso. Ideal para formas complejas y placas gruesas.
• Corte por láser y plasma: Más rápido y rentable para cortes a gran escala. Sin embargo, crean una ZAT que puede requerir mecanizado secundario para eliminarla. El gas de protección es crucial para evitar la contaminación del borde.
• Cizallado: Un método mecánico adecuado para cortes rectos en láminas de titanio más delgadas (normalmente hasta 4-5 mm).

2. Conformado y doblado

El titanio tiene mayor resistencia y más “recuperación elástica” que el acero, lo que debe tenerse en cuenta durante el conformado.

• Radios de doblado: El titanio requiere un radio de doblado más generoso que el acero o el aluminio para evitar el agrietamiento. Las aleaciones más fuertes como el Grado 5 requieren un radio significativamente mayor que los grados dúctiles como el Grado 2.
• Conformado en frío vs. en caliente: La mayor parte del conformado de láminas de Grado 2 puede realizarse en frío. Para formas complejas o para conformar aleaciones más fuertes como el Grado 5, puede ser necesario el conformado “tibio” o “en caliente” (calentando el material a 200-300 °C o más) para aumentar la ductilidad y reducir la recuperación elástica.
• Limpieza: Las herramientas y matrices deben estar impecablemente limpias para evitar la contaminación por hierro, que puede comprometer la resistencia a la corrosión del titanio.

3. Soldadura de láminas y placas de titanio

La soldadura es quizás el paso de fabricación más crítico. La clave del éxito es la protección absoluta de la atmósfera.

• Soldadura TIG/GTAW: Este es el método más común y confiable. Ofrece un excelente control sobre el baño de soldadura.
• Protección absoluta con gas: El baño de soldadura fundido y el metal en enfriamiento deben protegerse con un gas inerte (normalmente argón) hasta que estén por debajo de aproximadamente 425 °C (800 °F). Esto requiere:
  • Flujo de gas a través de la antorcha TIG.
  • Un “escudo de arrastre” que sigue a la antorcha para proteger el cordón de soldadura en enfriamiento.
  • Gas de “purga inversa” en el lado opuesto de la soldadura.
• El color de la soldadura es un indicador de calidad: Una soldadura exitosa será de color plateado brillante o amarillo pajizo claro. Los colores azul, gris o blanco polvoriento indican contaminación por oxígeno y una soldadura frágil y fallida que debe eliminarse por completo.

Éxito mediante técnica adecuada: La fabricación con láminas y placas de titanio es sencilla cuando se siguen los procedimientos correctos. Al gestionar el calor, prevenir la contaminación y respetar las propiedades del material, puede crear componentes con el legendario rendimiento y longevidad del titanio.