PROCESSO DE SOLDAGEM TIG
ÍNDICE
- Definição do processo
- Características
- Equipamentos
- Fontes
- Tocha de soldagem- Eletrodo de tungstênio- Afiação eletrodo- Dispositivo para abertura do arco- Cabos e mangueiras- Outros dispositivos
ÍNDICE
- Consumíveis- Gás de proteção- Metal de adição- Técnica operatória - Comprimento do arco- Corrente de soldagem- Regulagem da corrente- Corrente de soldagem- Regulagem da corrente
ÍNDICE
- Velocidade de corrente- Vazão do gás de proteção- Escolha dos parâmetros- Regulagem do equipamento- Conclusão- Referências
DEFINIÇÃO• Soldagem a arco com eletrodo de tungstênio e proteção gasosa (Gas
Tungsten Arc Welding – GTAW)
• TIG (Tungsten Inert Gas) ou GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) Soldagem a arco com eletrodo de tungstênio e proteção gasosa;
• É o processo de soldagem executado pela fusão provocada por um arco elétrico entre um eletrodo de tungstênio (não consumível) e a peça;
• A proteção da poça de fusão é realizada por um gás, ou mistura de gases, inertes;
• Pode ser feita com metal de adição e, quando usado, é feita diretamente na poça de fusão;
CARACTERÍSTICAS• Excelente controle da energia transferida para a peça devido o
controle independente da fonte de calor e da adição de metal de enchimento;
• Processo aplicável para a maioria dos metais e suas ligas, particularmente adequada na soldagem de chapas finas e de materiais de difícil soldabilidade;
• Grande visibilidade para o soldador, arco bastante estável, boa aparência exigindo pouca ou nenhuma limpeza do cordão;
• Custo dos equipamentos mais alto e produtividade menor em relação ao processo com eletrodo revestido;
EQUIPAMENTOS• O equipamento básico consiste em:
• Fonte de energia elétrica;
• Tocha de soldagem;
• Fonte de gás protetor;
• Dispositivo para abertura do arco;
• Cabos e mangueiras;
FONTE• Fonte do tipo corrente constante podendo ser contínua,
alternada ou pulsada;
• Convencionais ou eletrônicas (tendência), fornecem uma corrente mínima em torno de 5 a 10A e corrente máxima na faixa de 200 a 500A;
• Podem ser equipadas com dispositivos para abertura de arco, temporizadores e válvulas para controle do fluxo de gás, dentre outros acessórios;
FONTE• Corrente alternada (TIG AC): Utilizada para soldagem de
metais não ferrosos, sobretudo alumínio e magnésio;
• Corrente contínua (TIG DC): Polaridade direta (-) ou reversa (+). Utilizada para soldar aço, aço inoxidável, níquel, cobre, aço cromo-molibdênio;
TOCHA DE SOLDAGEM• Função de suportar o eletrodo de tungstênio e fornecer o
gás de proteção de forma apropriada;
• Podem ser refrigeradas pelo próprio gás de proteção (até 150A) ou água (150 a 500A);
• Possuem internamente uma pinça para suporte do eletrodo e bocais para direcionamento do fluxo de gás;
TOCHA DE SOLDAGEM
DETALHE DA TOCHA
ELETRODOS DE TUNGSTÊNIO• Ponta verde (puro): é o eletrodo considerado o "comum"
e também é o mais barato deles. Contém 99,50% de tungstênio. Forma pequena bola após o uso. Indicado para soldagem de alumínio e magnésio. Excelente estabilidade de arco com TIG AC. Não deve ser usado em TIG DC.
ELETRODOS DE TUNGSTÊNIO• Ponta vermelha (1,7 e 2,2% Tório): mais utilizado,
preferidos por causa da excelente vida útil e facilidade de uso (abertura do arco e alta amperagem). Opera muito abaixo da temperatura de fusão (baixo desgaste e baixo risco de contaminação). Ideal para soldagem de aço carbono, aço inoxidável, níquel e titânio.
ELETRODOS DE TUNGSTÊNIO• Ponta cinza (1,80 e 2,20% Cério): melhor para TIG DC
baixa amperagem ou TIG AC. Fácil abertura de arco indicado para solda de tubos, pequenas peças e chapas finas de aço carbono, aço inoxidável, titânio. Não é indicado para altas amperagens.
ELETRODOS DE TUNGSTÊNIO• Outros:
• Ponta dourada e azul (Lantânio): versátil (TIG AC e DC), excelente para aço inoxidável (fonte pulsada);
• Ponta marrom e branca (Zircônio): somente para TIG AC, usado para ferro, aço e aço inoxidável;
• Sinterizadas de W puro ou com adição de óxidos de cério, lantânio, tório ou zircônio;• W puro: Geralmente usado com CA em aplicações mais simples;• Adição de óxidos: Melhora estabilidade de arco e durabilidade;
ELETRODOS DE TUNGSTÊNIO
AFIAÇÃO DO ELETRODO
Dispensada para eletrodos com diâmetro menor que 1,6 mm
DISPOSITIVO PARA ABERTURA DO ARCO
• Podem ser:• Arco Piloto (pouco usado);• Ignitor de alta frequência:
• CC, desliga após início do arco; • CA em fonte convencional mantém-se ligado durante toda operação ;• CA em fonte eletrônica geralmente não necessita que o dispositivo
permaneça ligado após abertura do arco;
• Controle de corrente inicial (Fontes eletrônicas);
CABOS E MANGUEIRAS• Usados para conduzir a corrente de soldagem;
• O diâmetro deve ser compatível com a corrente de soldagem;
• Mangueiras são usadas para conduzir o gás ou mistura e, quando for o caso, água para refrigeração da tocha
OUTROS DISPOSITIVOS• Posicionadores: Usados, em geral, para permitir a
soldagem sempre na posição plana;• Dispositivos de deslocamento: Provoca o
deslocamento relativo entre tocha e peça;• Alimentadores de arame: Usados para mecanizar a
alimentação do metal de adição;• Temporizador: Permitem controlar o início e o fim de
operação dos diversos dispositivos auxiliares, controlar fluxo de gás e sincronização de todo o sistema;
CONSUMÍVEIS• Gases de proteção;
• Vareta;
• Arames de metal de adição;
GÁS DE PROTEÇÃO• Consiste de um cilindro ou cilindros de gases inertes e
reguladores de pressão e vazão de gases;• Podem haver misturadores, economizadores e válvulas
elétricas (solenóide);
GÁS DE PROTEÇÃO• Grau de pureza e teor de umidade devem ser muito bem
controlados;• Inertes, podendo ser argônio, hélio ou mistura destes;
• Argônio: melhor estabilidade do arco, menor consumo, menores tensão de arco, maior facilidade de abertura, menor custo, melhor efeito de limpeza de óxidos (CA);
• Hélio: maior penetração, possibilidade de maiores velocidades de soldagem;
• Misturas: 80% Ar/20% He reúnem as melhores características;
GÁS DE PROTEÇÃO• Selecionado em função do tipo de metal de base, posição
de soldagem e espessura de peças a unir;• Especificação através da AWS A5.32
GÁS DE PROTEÇÃO
METAL DE ADIÇÃO• Pode ser na forma de varetas (manual) ou de fios
enrolados em bobinas (mecanizada);• Diâmetro varia entre 0,5 e 5 mm;• Composição com limites de tolerância bem inferiores aos
de metal de base do mesmo tipo e, consequentemente, custo bem mais elevado;
• Classificados de acordo com a composição química e propriedades mecânicas do metal depositado;
TÉCNICA OPERATÓRIA• Antes de iniciar o processo de solda é indispensável a
limpeza do metal de base;• Recomenda-se pré-purga de gás;• Ao abrir o arco a tocha deve permanecer estacionária até
que a poça de fusão se forme adequadamente;• A adição de metal, quando for o caso, é feita na poça de
fusão a frente da tocha;• Extinção do arco preferencialmente interrompendo a
corrente e mantendo a posição da tocha efetuando pós purga;
TÉCNICA OPERATÓRIA• As principais variáveis operatórias são:
• Comprimento do arco;• Corrente;• Velocidade de soldagem;• Vazão do gás de proteção;
COMPRIMENTO DO ARCO• Distância entre a ponta do eletrodo e a peça de trabalho;
• Diretamente proporcional a tensão do arco;
• Quanto maior, mais raso e largo o cordão de solda;
• Arcos muito curtos ou muito longos tendem a ser instáveis;
CORRENTE DE SOLDAGEM• Selecionada diretamente na fonte;
• Diretamente proporcional a penetração e largura do cordão;
• No caso da solda com metal de adição, o reforço de cordão é inversamente proporcional a corrente de soldagem;
• Geometria do cordão varia com o tipo de corrente usada;
CORRENTE DE SOLDAGEM
REGULAGEM DA CORRENTE
REGULAGEM DA CORRENTE
VELOCIDADE DE SOLDAGEM• Inversamente proporcional a penetração, largura do
cordão de solda e reforço de cordão (para solda com arame de alimentação);
• De maneira geral quanto maior a velocidade melhor a eficiência e produtividade do processo, porém maior o risco de descontinuidades no cordão de solda;
VAZÃO DO GÁS DE PROTEÇÃO• Influencia diretamente na qualidade do cordão de solda;• Muito baixa pode resultar em proteção insuficiente;• Muito elevada encarece o custo de produção além de
haver o risco de gerar turbulências no fluxo de gás que irão prejudicar a proteção da poça de fusão;
• Para regulagem inicia-se com uma vazão bem alta e diminui-se gradativamente até que se perceba oxidação do cordão de solda, a vazão ideal deverá ser ligeiramente superior;
ESCOLHA DOS PARÂMETROS• Para uma dada operação de soldagem define-se a
necessidade de metal de adição e os parâmetros em função de:• Material a ser soldado;• Espessura das peças;• Posição de soldagem;• Equipamentos disponíveis;
REGULAGEM DO EQUIPAMENTO• Escolha, afiação e montagem do eletrodo (ponta verde,
vermelha, etc.);• Escolha do gás de proteção (Ar, He, mistura) e conexão
do cilindro e regulador de pressão;• Escolha da vareta de solda;• Regulagem da corrente e tipo de corrente (AC, DC-, DC+
ou pulsada);• Seleção do modo de operação (2T ou 4T);• Seleção da forma de abertura do arco (centelha ou
contato);
CONCLUSÕES• O processo TIG é um dos mais versáteis e produz soldas
de ótima qualidade;• Custo elevado, lento e de baixa produtividade;• Utilizado principalmente na união de metais de difícil
soldabilidade por outros processos, em situações de controle rigoroso do aporte térmico e em que a qualidade da junta é mais importante que seu custo de produção;
REFERÊNCIAS• MARQUES, Paulo Villani; MODENESI, Paulo J;
BRACARENSE, Alexandre Queiroz. Soldagem: fundamentos e tecnologia. 3. Ed. Atual. Belo Horizonte: UFMG, 2009.