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.