Soldadura y fabricación de titanio
Las soldaduras de titanio no suelen fallar por falta de aporte térmico ni por un mal perfil de cordón. Fallan porque el metal de soldadura y la zona afectada por el calor captaron oxígeno o nitrógeno mientras seguían calientes, y esa contaminación es prácticamente invisible hasta que la unión se agrieta.
Esta página trata la soldadura y los conjuntos soldados. Mecanizado, corte, conformado, tratamiento térmico y acabado superficial tienen página propia y están enlazados al final; aquí no se repiten deliberadamente.
Por qué la soldadura de titanio es una disciplina aparte
La protección debe continuar después de apagar el arco. El titanio sigue absorbiendo gases atmosféricos por encima de unos 427 °C (800 °F). Proteger solo el baño de fusión no basta: el cordón y el metal circundante deben permanecer bajo atmósfera inerte hasta enfriarse. En la práctica supone alguna combinación de:
- Arrastre de gas (trailing shield) que sigue a la antorcha y cubre el cordón en enfriamiento
- Purga de raíz en el reverso de la unión, mantenida hasta que la pasada se ha enfriado
- Cámaras de purga o encerramientos locales para conjuntos críticos y componentes pequeños
La limpieza es una etapa del proceso, no orden y aseo. Grasa, humedad, tinta de rotulador, restos de taladrina o contaminación férrea de un trabajo anterior acaban en el cordón. La fabricación en titanio emplea utillaje dedicado, consumibles de amolado y cepillado dedicados y superficies de contacto no férreas: el hierro captado de un utillaje de acero al carbono se convierte en un punto de corrosión.
El estado superficial previo importa. Si el material se conformó en caliente o se trató térmicamente al aire, lleva capa alfa, y soldar sobre capa alfa agrieta la unión. Esa capa debe eliminarse mediante decapado y verificarse antes de que las piezas lleguen al puesto de soldadura.
Coloración del cordón: la comprobación de campo
El color superficial del cordón indica de inmediato si la protección funcionó. No sustituye a los ensayos, pero es lo primero que hay que mirar en cualquier soldadura de titanio que le entreguen.
Según la Tabla 7.1 de AWS D17.1 (soldadura por fusión aeroespacial), se aceptan las siguientes coloraciones:
| Color | Estado según Tabla 7.1 |
|---|---|
| Plata brillante | Aceptado |
| Plata | Aceptado |
| Pajizo claro | Aceptado |
| Pajizo oscuro | Aceptado |
| Bronce | Aceptado |
Una coloración progresivamente más oscura indica oxidación creciente, y un depósito gris o blanco pulverulento señala contaminación severa: esa condición no se corrige limpiando y el material debe retirarse. Dónde cae exactamente el límite depende de la clase de soldadura que invoque su especificación, por lo que dicha clase se acuerda antes de soldar y no se discute después.
Los equipos a presión se juzgan contra el código de diseño y el procedimiento cualificado, no contra una tabla de colores aeroespacial: mismo principio, documento de aceptación distinto.
WPS y PQR: qué se aprueba realmente
«Sabemos soldar titanio» no responde a una pregunta de compras. Una especificación de procedimiento está cualificada para un rango definido, y su unión debe caer dentro:
- Grupo de material y grado
- Rango de espesores — un procedimiento cualificado en chapa fina no cubre pared gruesa
- Configuración de la unión y posición de soldeo
- Proceso — GTAW, y si es automático o manual
- Disposición de protección, incluidas purga de raíz y arrastre de gas
- Metal de aporte y su clasificación
Si su pieza queda fuera del rango cualificado, hay que recualificar el procedimiento. Es un punto de planificación, no un trámite, y conviene detectarlo en la oferta y no en la inspección.
La cualificación del soldador es independiente de la del procedimiento, y ambas se verifican frente a la instalación que ejecutará el trabajo.
Qué se fabrica
El titanio y otros metales reactivos se emplean donde la corrosión descarta el acero. Conjuntos habituales:
- Recipientes de proceso, reactores y columnas
- Intercambiadores de calor — carcasa y tubos, de placas, y uniones tubo-placa tubular
- Tanques de almacenamiento y sistemas de tuberías
- Conjuntos y cestas de ánodos — para el recubrimiento véase recubrimiento de ánodos MMO
- Conjuntos soldados estructurales y a medida según plano
El curvado, plegado y embutido de fondos son operaciones de conformado, que se realizan en estado recocido: por eso la secuencia de tratamiento térmico y la de soldadura deben planificarse juntas.
Circonio y otros metales reactivos
El circonio se suelda con los mismos principios que el titanio pero con menos margen de error: es más sensible a la captación de oxígeno y nitrógeno y exige procedimientos, consumibles y zona limpia propios. El circonio no se suelda con parámetros de titanio, y la experiencia en titanio no se transfiere automáticamente.
Las aleaciones de níquel, el niobio y las construcciones plaqueadas tienen sus propios requisitos.
Inspección y ensayos
Se acuerdan al pedido y se incorporan al plan de inspección, no se añaden después:
- Examen visual y de coloración frente a los criterios de aceptación aplicables
- Ensayo por líquidos penetrantes para defectos superficiales
- Radiografía donde el código o su especificación exijan examen volumétrico
- Prueba hidrostática, neumática o de fuga con helio según la clase de equipo
- Tratamiento térmico posterior a la soldadura, cuando el código o el servicio lo requieran
La documentación sigue la misma ruta que el material: véase inspección y certificados.
Qué enviar con su consulta
- Plano o croquis, con detalles de unión si los tiene
- Código o especificación con la que trabaja
- Grado del material y forma de producto
- Presión y temperatura de diseño y el medio de proceso
- Requisitos de inspección — alcance de END, testigo de tercera parte, documentación
- Cantidad y plazo requerido
Si el diseño no está cerrado, envíe lo que exista. Saber si una unión es viable en titanio —y cuánto cuesta inspeccionarla— es útil antes de congelar el plano.
Envíe su consulta de fabricación →
Servicios relacionados
Mecanizado CNC · Corte y corte a medida · Tratamiento térmico · Decapado y capa alfa · Acabado superficial