Cómo soldar aluminio

Soldar metales ligeros como es el aluminio representan todo un desafío en comparación con lo que puede ser soldar aleaciones de acero. Y es que la soldadura de aluminio requiere una excelente precisión con el fin de conseguir una unión sólida. ¿Pero que tipo de soldadura nos va a permitir esto? Si no sabes muy bien los tipos de soldadura que existen, la diferencia entre cada uno de ellos y las ventajas y desventajas, visita nuestro artículo dedicado a los diferentes tipos de soldadura.

Pero no te preocupes, porque en este artículo te vamos a explicar todo lo que necesitar saber para aprender a soldar aluminio. Además, mostramos los distintos métodos que pueden servir para la soldadura de aluminio, y la elección dependerá de las necesidades particulares de tu proyecto. ¡Empecemos!

Qué encontrarás en esta guía:

1. Antes de empezar
2. Recomendaciones para empezar a soldar
3. Soldar aluminio con TIG
4. Soldar aluminio con MIG
5. Soldar aluminio por arco eléctrico con electrodo revestido
6. Soldar aluminio por Oxigas
7. Soldar aluminio por Soldadura Fuerte
8. Soldar aluminio por Soldadura Blanda

Antes de empezar

Lo mejor es ir paso a paso, por lo que primero te explicaremos lo que debes saber antes de empezar a soldar. Así, podrás entender todo el proceso mejor y hacer una mejor elección de tu método.

1. ¿Qué es el aluminio?

El aluminio es un metal ligero y delgado, y es uno de los materiales más utilizados en el mundo de la soldadura. A pesar de ser ligero (la densidad del aluminio es la tercera parte de la del
acero), es fuerte y resistente, y eso hace que sea tan popular.

Tiene un punto de fusión muy bajo, de unos 660 ºC, y es un elemento muy conductor, tanto de la electricidad como del calor. Es por esto que el aluminio puro se utiliza mucho en aplicaciones eléctricas, ya que su conductividad eléctrica es superior a todas las aleaciones.

Es un metal muy dúctil, y tiene una resistencia mecánica muy baja. Por ello, se suele alear con diferentes metales para endurecer y mejorar las características mecánicas. Y de esta manera, las aleaciones tienen mejor resistencia mecánica que el aluminio puro.

2.¿Por qué es tan difícil de soldar el aluminio?

El aluminio hay que soldarlo a una temperatura baja, y es que al tener un punto de fusión más bajo y una conductividad muy alta, si no se hace así se crearán quemaduras y se terminará agujereando el metal.

Además, es un material bastante reactivo, y eso hace que cuando se expone forme una capa de óxido. El resultado de esta cualidad suelen ser unas soldaduras porosas, lo que es un problema. Para evitarlo, hay que limpiar bien el aluminio antes de soldar (lo explicaremos más adelante), y trabajar muy rápido, ya que en unos minutos suele volver a salir.

3. Aleaciones de aluminio

Como hemos mencionado, el aluminio se alea con diferentes metales para lograr metales más fuertes y duraderos. Normalmente, estas aleaciones se crean con cobre (Cu), Magnesio (Mg), Silicio (Si), y Zinc (Zn). A esto, se les añaden otros metales en pequeñas cantidades, como pueden ser el Cromo (Cr), Hierro (Fe), Níquel (Ni) y Titanio (Ti). Así, existen un montón de aleaciones de aluminio, todos ellos con características superiores al aluminio puro.

Estas aleaciones se pueden obtener mediante diferentes técnicas, así como por moldeo o mediante procesos que conllevan una deformación, como pueden ser la laminación y la forja.

4. Clasificación de las aleaciones de aluminio

Hay muchos tipos de aleaciones de aluminio, como acabamos de mencionar, pero en este apartado solo tendremos en cuenta las aleaciones de aluminio para forja, ya que son éstas las que se utilizan para soldar.

En cuanto a la clasificación, podemos distinguir dos clasificaciones diferentes, la primera es la nomenclatura y clasificación según UNE 38-300, y la segunda es la nomenclatura según la Aluminium Association (AA), también conocida como la clasificación americana.

Según la UNE 38-300, el aluminio y las aleaciones de aluminio para forja constituyen la serie L-3XXX. Esta serie se clasifica en distintos grupos, según los principales elementos de aleación. Y según la clasificación de Aluminium Association, se otorga a cada aleación un número de cuatro dígitos, y el primero es el que muestra las principales aleaciones.

5. Características y soldeabilidad de las aleaciones

Una vez que hemos visto cuales son las aleaciones de forja, vamos a ver cuáles son las características de cada una de ellas, y la soldeabilidad de cada una de ellas. Entre todas estas aleaciones, además podemos distinguir dos grupos diferentes en cuanto a la soldeabilidad.

Y es que podemos distinguir entre aleaciones bonificables (aleaciones tratables térmicamente), y no bonificables, siendo estas las aleaciones no tratables térmicamente. El tratamiento térmico que se conoce como bonificado consiste en calentar el material a 500 ºC, para posteriormente enfriarlo muy rápido, y según la aleación, se realizará una maduración, que puede ser tanto natural como artificial. La primera consiste en mantenerlo a temperatura ambiente, mientras que en la segunda se tiene a unos 200 ºC.

Cuando se realiza este tratamiento en las aleaciones bonificables, aumentan su dureza y su resistencia mecánica. Pero los no bonificables no cambian sus propiedades con el tratamiento.

A continuación, mostraremos qué aleaciones son las no bonificables, ya que las aleaciones de este tipo son soldables. En cuanto a las aleaciones bonificables, el soldeo no es recomendable para muchas de las aleaciones, aunque hay algunas que se pueden soldar. ¡Vamos allá!

Aleaciones de Aluminio

Se trata del Grupo L-30XX según la UNE, y 1XXX según AA. Estas aleaciones, teniendo una pureza mínima del %99, son casi casi aluminio puro. Y como hemos comentado anteriormente, el aluminio puro se utiliza principalmente en aplicaciones eléctricas.

Este tipo de aleaciones son no bonificables, siendo soldables por ello. La aleación soldable  más importante de este grupo por los procesos TIG y MIG, es la aleación L-3001 (UNE)/1100 (AA). Aunque esta aleación también es soldable mediante otros tipos de soldadura, como por resistencia por puntos o por costura, con soldeo fuerte o soldeo blando.

Aleaciones de Aluminio y Cobre

Se trata del Grupo L-31XX de la nomenclatura de UNE, y 2XXX de la AA. Normalmente, estas aleaciones están hechas de cobre y revestidas con aluminio. Son materiales muy fuertes, pero no muy resistentes  a la corrosión. Se suele utilizar principalmente en la fabricación de aviones.

Se trata de aleaciones bonificables, por lo que para la mayoría de ellas la soldadura no es recomendable. Sin embargo, la aleación L-3191/ 2219, se puede soldar mediante TIG y MIG y por resistencia por puntos o por costura, y la aleación L-3140/2024 por resistencia por puntos o por costura.

Aleaciones de Aluminio y Magnesio

Estas aleaciones están dentro del Grupo L-33XX de la UNE, y del 5XXX dentro de la nomenclatura de AA. Se trata de metales fáciles de utilizar, y también son resistentes a la corrosión. Pero, en cambio, no son los metales más fuertes mecánicamente. Además, se debe tener especial cuidado, y evitar temperaturas demasiado bajas, ya que puede ser peligroso.

Hay algunas aleaciones bonificables y otras no bonificables, y hay muchas aleaciones que se pueden soldar, tanto por MIG/TIG o por resistencia por puntos o por costura. Estas aleaciones soldables son las siguientes: L-3360 (UNE)/5052 (AA), -/5652, L-3321/5083, L-3322/5086, L-3390/5454
y -/5456.

Aleaciones de Aluminio, Magnesio y Silicio

Las aleaciones de aluminio, magnesio y silicio están dentro del Grupo L-34XX de la UNE y del 6XXX en lo que se refiere al Aluminium Association. Son aleaciones bastante fuertes y versátiles, y destacan porque se pueden tratar con calor. Esto es por la proporción que contienen de silicio y magnesio.

Estas aleaciones son bonificables, pero aún y todo, la mayoría de las aleaciones se pueden soldar por MIG/TIG, por resistencia por puntos o por costura o por soldeo fuerte. Algunos de ellos, también por soldeo suave. Aquí están las aleaciones soldables: L-3420/6061, L-3441/6063, y por último, L-3431/6101 y L-3451/6351, que también se pueden soldar por soldeo blando.

Aleaciones de Aluminio y Silicio

Estas aleaciones de aluminio y silicio se nombran como Grupo L-35XX, y como 4XXX en la AA. El silicio que contiene hace que el punto de fusión del aluminio se reduzca mucho. Por ello, no es raro encontrar electrodos de soldadura de este grupo.

Sin embargo, hay aleaciones bonificables y aleaciones no bonificables, y la soldadura por los procesos típicos no es recomendable para las aleaciones de este tipo.

Aleaciones varias

En el Grupo L-36XX perteneciente a la UNE, lo que sería la nomenclatura 8XXX de la AA. Al tratarse de distintas aleaciones, no se puede tener una descripción exacta de ellas.

Aleaciones de Aluminio y Zinc

Las aleaciones de Aluminio y Zinc, constituyen el Grupo L-37XX, y el 7XXX de la UNE y AA respectivamente. Estas aleaciones tienen una resistencia muy alta, por lo que también se utilizan mucho en aeronáutica. Además del Zinc, suelen contener un poco de magnesio, lo que hace que puedan ser tratadas térmicamente.

Son aleaciones bonificables, y aunque la gran mayoría no se puede soldar, hay unas aleaciones idóneas para soldar mediante los procesos MIG/TIG y soldadura por puntos o por costura, como L-3741/7005, L-3731/7039. Y la aleación L-3710/7075 se puede soldar por puntos o por costura.

Aleaciones de Aluminio y Manganeso

El Grupo L-38XX de la UNE y el 3XXX de la AA nombran las aleaciones de Aluminio y Manganeso. Normalmente tienen alrededor del 1,5% de manganeso. La mayor ventaja es que son muy fáciles de trabajar, y aunque no se pueden tratar con calor, esta aleación es una buena opción para adentrarse en el mundo de la soldadura de aluminio y la soldadura de aleaciones de aluminio.

Las aleaciones de aluminio y manganeso son no bonificables, y destacan dos aleaciones por su soldeabilidad; L-3810/3003 y L-3820/3004. La primera se puede soldar con TIG/ MIG y por resistencia por punto o por costura, y la segunda, además de estos procesos, se puede soldar también por soldeo fuerte y soldeo blando.

Aleaciones de Aluminio y Estaño

Estas aleaciones no tienen una nomenclatura en la AA, pero son del Grupo L-39XX de la UNE.

Recomendaciones para empezar a soldar

Ahora que sabes un poquito más acerca del aluminio y sus características y soldeabilidad, te vamos a contar los pasos que debes seguir para finalmente poder empezar a soldar.

1.Limpiar del aluminio

Para poder soldar sin problemas, las piezas de aluminio tienen que estar extremadamente limpias. Esto se debe a que el aluminio suele formar una fina capa de óxido de aluminio, que se funde a una temperatura mucho más alta que el aluminio. Esto supone un peligro, ya que si queda un poco de óxido, éste puede generar inclusiones de óxido en la soldadura, reduciendo la resistencia de la soldadura.

La manera más simple de realizar esta limpieza suele ser mecánica, haciéndolo con un cepillo de alambre. Asegúrate siempre de utilizar cepillos limpios o cepillos que solamente se hayan utilizado para limpiar aluminio. Y es que los cepillos utilizados con otros metales pueden dejar algunos rastros de esos metales que luego pueden afectar a la calidad de la soldadura. Otra cosa a tener en cuenta es cepillar suavemente, ya que si lo haces bruscamente puedes incrustar más los óxidos en aluminio base.

2. Selecciona el material de aportación adecuado para aluminio

Se pueden utilizar tanto varillas como alambres y electrodos recubiertos como metal de relleno para la soldadura de aluminio:

Electrodos recubiertos para soldar aluminio

Los electrodos recubiertos se usan con corriente continua de polaridad inversa (CC+). Debes tener mucho cuidado con la humedad, y mejor si los secas antes de utilizarlos para la soldadura, ya que de lo contrario pueden producir poros. Debes elegir el más parecido a tu aluminio de base, siendo éstos los electrodos más comunes:

Alambres y varillas para soldar aluminio

De la misma manera, si vas a elegir una varilla, selecciona un material de relleno de aluminio de una temperatura de fusión similar a la del aluminio base. Ten en cuenta que las varillas tienen que estar limpias para conseguir una buena soldadura. Las más comunes suelen ser las varillas de aleaciones 4043 y 5356, si no lo tienes muy claro, puedes optar por alguna de las dos.

Utiliza una varilla de relleno del mismo tamaño del electrodo de tungsteno.

3. Sujeta las piezas de trabajo

Antes de empezar a soldar, tienes que asegurarte de que las piezas que debes soldar no se van a mover durante todo el proceso. Para ello, puedes utilizar abrazaderas, y así sujetarlas firmemente a tu mesa de trabajo.

4. Nunca te olvides de la protección

Como mencionamos en todos nuestros artículos, la protección es de vital importancia para la soldadura, por lo que cuanto más te protejas, más seguro trabajarás. No necesitas tener la equipación completa, pero al menos deberías tener los guantes y el casco de oscurecimiento.

Son recomendables también, el delantal de soldadura, la máscara respiratoria y los zapatos de seguridad.

5. Precalienta el aluminio

El precalentamiento, en general, no suele ser necesario. Pero son una excepción las piezas de gran espesor, ya que en este caso, el precalentamiento puede disminuir el aporte térmico para conseguir la fusión adecuada.

El precalentamiento normalmente suele ser habitual cuando se utiliza el proceso TIG, pero no cuando se utiliza el tipo de soldadura MIG.

Soldar aluminio con TIG

La soldadura TIG es el proceso más utilizado para soldar el aluminio. Y es que una soldadora que puede controlar la corriente es muy útil para evitar que la pieza de aluminio se sobrecaliente y cause quemaduras. Esto es porque el aluminio necesita mucho calor para alcanzar su temperatura, pero una vez que lo alcance puede mantener mucho tiempo. Además, la soldadura TIG se puede utilizar tanto en aluminios delgados como en aluminios con un mayor grosor.

Antes de empezar con todos los pasos, os dejo un buenísimo vídeo acerca de la soldadura TIG para aluminio:

Para la soldadura TIG del aluminio, se utiliza un gas de protección. Normalmente se utiliza el argón, por su buena acción de limpieza y su perfil de penetración, y también se le puede añadir un 3% de helio para una mayor estabilidad del arco. Pero si lo que se va a soldar es una aleación de aluminio y magnesio, se recomienda una mezcla de argón con helio (un máximo de 75% de helio) para minimizar la creación de óxido de magnesio.

Necesitarás una soldadora TIG para llevar a cabo este proceso. Sin embargo, se puede realizar la soldadura de aluminio mediante distintos procesos TIG:

Soldeo TIG para aluminio con corriente alterna

Es el tipo de soldadura TIG que más se utiliza para soldar el aluminio, y la razón es que en corriente alterna se consiguen una penetración y limpieza intermedias.

Se utiliza una corriente de alta frecuencia para facilitar el cebado del arco sin tener la necesidad de tocar el electrodo en la pieza. Además, para alargar el período de tiempo en que el electrodo es positivo y se produce el decapado de la pieza, se utilizan fuentes de energía de onda cuadrada.

En este tipo de soldadura de corriente alterna se utilizan electrodos de wolframio puro o electrodos de wolframio con óxido de circonio. Cuando se utiliza onda cuadrada se pueden utilizar electrodos de wolframio con torio también.

Soldeo TIG para aluminio con corriente continua electrodo negativo (CC-)

Este método se utiliza para soldar piezas de aluminio de grandes espesores sin necesidad de precalentar. Se suele utilizar en soldeo automático, y como gas de protección se utiliza el helio. Aunque no se necesitra precalentamiento, sí que se necesita un decapado. Después de soldar, se retira la capa de óxido mediante un cepillado mecánico.

Pasos a seguir para soldar con TIG el aluminio

1. Pon el amperaje correcto para tu proyecto. Tienes que calcular que necesitas 1 amperio por cada 0,025 mm de grosor del aluminio. Haz el cálculo aproximado, y en caso de duda, sube un poquito más, ya que luego puedes ajustarlo con el pedal.
2. Prepara las herramientas para trabajar. Tienes que extender el electrodo de tungstenos a un diámetro parecido al de la boquilla que vas a utilizar. Apoya la punta del electrodo sobre la pieza de metal, y luego intenta mantenerla a unos 3 mm.
3. Utiliza el pedal y el botón del soplete para regular. El soplete normalmente suele tener un botón para crear el arco eléctrico. Por lo que necesitarás pulsarlo para empezar a soldar. Si por el contrario la antorcha no tiene ningún botón, tienes que crear el arco con el pedal. Necesitas pulsarlo más o menos hasta la mitad. Si no consigues crear el arco, probablemente tienes que subir el amperaje.
4. Crea el charco de soldadura. Tienes que fundir el material hasta crear el charco de soldadura necesario para llenar la unión. Vete avanzando por toda la unión hasta acabar de soldarlo todo. La desventaja es que el aluminio se irá calentando con el tiempo, por lo que debes disminuir el amperaje para no quemar la pieza a medida que vayas avanzando.
5. Espera a que se enfríe. Una vez que hayas realizado la soldadura de la unión, debes esperar a que todo se enfríe.

Soldar aluminio con MIG

La soldadura MIG también se puede utilizar para soldar el aluminio. Es el proceso más adecuado para láminas de aluminio delgadas, debido al calor que necesitan.

Os dejo un vídeo a modo de calentamiento:

El sistema de alimentación del alambre puede ser de arrastre, de empuje o arrastre-empuje. Esto dependerá del grosor y la dureza de la aleación. Además, para alambres de pequeño diámetro se utilizan fuentes de energía de tensión constante con alimentadores de velocidad constante. En cambio, para alambres de gran diámetro se utilizan fuentes de energía de intensidad constante y alimentadores de velocidad variable.

Como gas de protección se utiliza el argón, ya que el argón puro es el mejor gas para la soldadura MIG de aluminio. En cuanto a los gases de transferencia, se pueden utilizar distintos tipos de transferencia, aunque la transferencia que normalmente se utiliza en la soldadura MIG de aluminio suele ser la trasferencia de pulverización o spray.

Técnica para soldar el aluminio con MIG

Se suele utilizar la técnica de soldeo hacia adelante, inclinando la pistola unos 7º a 12º hacia la dirección de soldeo.

Para apagar el arco se aumenta la velocidad hasta que se separa el electrodo de la pieza, o la otra opción es cambiar el sentido de soldadura y cortar el arco en el cordón de soldadura. También se pueden utilizar apéndices para apagar el arco sobre éstos. Las aleaciones que son bonificables, se sueldan con cordones rectos.

Por último, debes saber que el soldeo MIG de aluminio tiene algunas desventajas, como pueden ser las imperfecciones que se pueden crear; como faltas de fusión, grietas en el cráter, porosidad e inclusión de óxidos.

Soldar aluminio por arco eléctrico con electrodo revestido

El aluminio también se puede soldar por arco eléctrico, aunque no es un proceso muy recomendable porque el cordón que se obtiene no suele ser muy homogéneo. Pero si necesitas realizar una soldadura donde esto no suponga un problema, este tipo de soldadura puede ser una opción.

Debes tener en cuenta que los electrodos tienen que estar completamente secos y limpios para poder utilizarlos sin problemas, por lo que es recomendable secarlos. Además, deberás precalentar las piezas en el caso de que sean piezas complicadas y de grandes espesores.

Y es que se recomienda mínimamente un espesor de 3 mm para utilizar este proceso de soldadura en el aluminio. Con más de 6 mm, se debe realizar un chaflán en V de 60º a 90º, y para grandes espesores se recomiendan las preparaciones en U.

Después de acabar de soldar, hay que eliminar la escoria con un cepillo y piqueta, y con la ayuda de agua caliente. Y es que la escoria favorece la corrosión de aluminio.

Soldar aluminio por Oxigas

Las aleaciones de aluminio y el aluminio mismo pueden soldarse mediante Oxigas, pero se recomienda utilizar este proceso solamente para reparaciones y soldaduras de poca importancia. Sobre todo, puedes utilizarlo si los espesores de tus piezas van entre 0,7 y 25 mm.

Este proceso tiene la ventaja de tratarse de un proceso muy simple, pero también tiene unas cuantas desventajas. Y es que, entre otras cosas, hay que utilizar un material de relleno, el proceso es muy lento, se producen deformaciones y se deforma muy fácil.

El combustible que se debe utilizar es el acetileno con una llama neutra, aunque a veces una llama con bastante acetileno permite reducir la formación de los óxidos.

Si las piezas tienen más espesor que 5 mm, se realizan chaflanes en V simple. Se pueden realizar con piezas hasta de 12 mm. Lo que no se recomienda es la utilización de placas de respaldo ni de uniones a solape, ya que puede quedarse ahí el fundente y provocar corrosión en el metal base.

Si el espesor de la pieza es grande, se deberá realizar un precalentamiento antes de empezar a soldar. Para ello, solo debes mover la llama circularmente y calentar los bordes de la unión, hasta que se forme el baño de fusión. Ahí se colocará la varilla de metal de aportación, y se seguirá avanzando por la unión hasta fundir todo el material.

Después de realizar la soldadura, hay que eliminar todos los residuos que quedan del fundente. Para ello, tienes que bañar las piezas de agua con pequeñas cantidades ácido nítrico o sulfúrico, y después lavarlas con agua. Las piezas grandes también se pueden lavar con vapor.

Soldar aluminio por Soldadura Fuerte

Algunas aleaciones se pueden soldar mediante el soldadura fuerte, aunque la gran mayoría de las aleaciones no se pueden soldar por este método. Lo que hay que mirar para saber si se puede o no, es la temperatura de fusión del metal. Y es que muchas veces las temperaturas de fusión del metal base y del metal de aportación suelen ser muy parecidas, como es en el caso de las aleaciones de aluminio y cobre, y algunas aleaciones de aluminio y zinc, como las 7055, 7178 y 7001 (AA).

Se utilizan normalmente aleaciones de aluminio y silicio como metales de relleno. Para seleccionar el metal correcto, debes asegurarte de que la temperatura de fusión del material de relleno sea más baja del metal base. Y más si el soldeo se realiza por soplete.

Se aplica el fundente en forma de pasta, y se recomienda no utilizar demasiado, para no tener problemas con la corrosión. Después de soldar, debes eliminar el fundente con agua caliente y un cepillo de fibra, nunca un cepillo de alambre.

Soldar aluminio por Soldadura Blanda

Para realizar la soldadura blanda, se necesita utilizar un fundente para quitar la capa de óxido y para evitar el contacto con el aire entre otras cosas.

Siempre hay que eliminar los residuos de este fundente, ya que suelen absorber la humedad. Se eliminan bastante fácil con agua caliente.

Los materiales que suelen utilizarse en los metales de aporte generalmente son el estaño, zinc, plomo y cadmio. Pero los que mejores propiedades mecánicas consiguen son los metales de relleno de temperatura elevada de zinc, ya que además tienen muy buen comportamiento a la corrosión.

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