Referencia de aplicación a la soldadura por arco con gas de protección de aluminio
El uso del aluminio y sus aleaciones aumenta continuamente en todo el mundo. En el ámbito de la movilidad se producirá en un futuro próximo un aumento desproporcionado y una mayor sustitución del acero en particular, aunque no únicamente. El aumento de los costes de la energía hace que el diseño ligero sea más económico que nunca. En consecuencia, los constructores cambian del acero al aluminio y los nuevos fabricantes empiezan directamente con aluminio.
Como los procesos de producción y la terminología aplicada a menudo difieren solo ligeramente de los del acero, se cometen con frecuencia errores básicos que conducen a costosos reprocesos, rechazos y retrasos. De hecho, algunas propiedades del aluminio son justo lo contrario que las del acero, y conocerlas es esencial para una fabricación segura.
| Propiedades | Unidad | Al | Fe | Relación |
| Peso atómico | [g/Mol] | 26,98 | 55,84 | ~ 1 frente a 2 |
| Red cristalina | cúbica centrada en las caras | cúbica centrada en el cuerpo | ||
| Densidad | [g/cm³] | 2,70 | 7,87 | ~ 1 frente a 3 |
| Módulo de elasticidad | [Gpa] | 67 | 210 | ~ 1 frente a 3 |
| Coeficiente de dilatación | [1/K] | 24 * 10-6 | 12 * 10-6 | ~ 2 frente a 1 |
| Límite elástico Rp0,2 | [MPa] | ~ 10 | ~ 100 | ~ 1 frente a 10 |
| Resistencia a la tracción Rm | [MPa/] | ~ 50 | ~ 200 | ~ 1 frente a 4 |
| Calor específico | [J/kg*K] | ~ 890 | ~ 460 | ~ 2 frente a 1 |
| Calor de fusión | [J/g] | ~ 390 | ~ 272 | ~ 1,5 frente a 1 |
| Temperatura de fusión | [K] | 933 | 1811 | ~ 1 frente a 2 |
| Conductividad térmica | [W/m*K] | 235 | 75 | ~ 3 frente a 1 |
| Conductividad eléctrica | [m/Ω*mm²] | 38 | ~ 10 | ~ 4 frente a 1 |
| Óxidos | Al2O3 | FeO / Fe2O3/ Fe3O4 | ||
| Temperatura de fusión de los óxidos | [°C] | 2050 | 1400 / 1455 / 1600 | Con Fe similar a la del metal; con Al el triple |
| Densidad de los óxidos | [g/cm³] | 3,89 | 5,7 / 2,4 / ~ 5,0 | Los óxidos de Fe son más ligeros que el metal, el óxido de Al es más pesado |
Efectos de las diferencias entre las propiedades físicas del acero y el aluminio en la soldadura por fusión
Las diferencias de densidad, módulo de elasticidad y resistencia apenas son relevantes para la soldadura, pero sin duda lo son para el diseño de estructuras.
La alta conductividad eléctrica del aluminio puede provocar problemas de cebado del arco, y la alta conductividad térmica una falta de fusión al inicio de la soldadura y un avance del calor de soldadura. Estos aspectos se tratan en este artículo. La alta conductividad térmica también puede provocar el sobrecalentamiento de los utillajes y desviaciones dimensionales, que requieren un diseño más estable y probablemente una refrigeración adicional de dichos dispositivos. En general, la alta conductividad térmica y el elevado coeficiente de dilatación dan lugar a más desviaciones que en el caso del acero y deben tenerse en cuenta en el diseño y en la construcción de los utillajes de soldadura.
Hay que prestar especial atención a la capa de óxido y a la solubilidad del hidrógeno.