soldagem - tecnologia de solda – processo tig e eletrodo revestido

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Apostila de Soldagem, versando sobre tecnologias de Solda (processo TIG e eletrodo revestido), publicada pelo SENAI/PE.

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SENAI-PE

Tecnologia de Solda Processo TIG e Eletrodo Revestido

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SENAI-PE

Federao das Indstrias do Estado de Pernambuco Presidente Jorge Wicks Crte Real Departamento Regional do SENAI de Pernambuco Diretor Regional Antnio Carlos Maranho de Aguiar Diretor Tcnico Uaci Edvaldo Matias Diretor Administrativo e Financeiro Heinz Dieter Loges

677.027 S474t

SENAI. DR. PE. Tecnologia de solda processo tig e eletrodo revestido. Recife, SENAI.PE/DITEC/DET, 2001. 49 p. il. 1. SOLDA ELETRODO REVESTIDO 2. MATERIAL DIDTICO - SOLDA I. Ttulo

Direitos autorais de propriedade exclusiva do SENAI. Proibida a reproduo parcial ou total, fora do Sistema, sem a expressa autorizao do seu Departamento Regional.

SENAI - Departamento Regional de Pernambuco Rua Frei Cassimiro, 88 - Santo Amaro 50l00-260 - Recife - PE Tel.: (081) 3416.9300 Fax: (081) 3222-3837

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SUMRIO

Processo TIG Eletrodos Parmetros de Soldagem Corrente de Soldagem Gases de Proteo Classificao ABNT Classificao AWS Mquinas para Soldagem Variveis que Influenciam nas Soldagens Eletrodos para Soldagem Manual a Arco Segurana e Equipamento de Proteo Individual (EPI) Bibliografia

5 7 10 12 14 23 25 28 33 37 42 49

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PROCESSO TIG

Caractersticas do Processo

TIG o processo de soldagem ao arco eltrico com proteo gasosa que utiliza eletrodo de tungstnio, um gs inerte, para proteger a poa de fuso. O nome TIG uma abreviao de Tungsten Inert Gs (gs inerte tungstnio), em que tungstnio o material de que feito o eletrodo e gs inerte refere-se ao gs que no reage com outros materiais. Na Alemanha, o processo TIG conhecido como WIG, sigla de Wolfranium Inert Gas. O processo TIG apresenta variantes, tais como a soldagem TIG por pontos, TIG por corrente pulsada e TIG com arame quente ou hot wire. O processo TIG tambm conhecido por GTAW ou Gas Tungsten Arc Welding (soldagem a arco com gs tungstnio). No processo TIG, o aquecimento obtido por meio de um arco eltrico gerado com auxilio de um eletrodo no consumvel de tungstnio o qual no deve se fundir para evitar defeitos ou descontinuidades no cordo de solda. O eletrodo e a poa de fuso so protegidos por uma atmosfera gasosa constituda de gs inerte, isto , um gs que no reage com outros materiais, ou uma mistura de gases inertes, geralmente argnio ou hlio. O processo TIG permite soldar materiais com ou sem material de adio. Dependendo da aplicao da solda, possvel adicionar material poa de fuso; nesse caso, o material deve ser compatvel com o metal de base. O processo TIG foi desenvolvido na dcada de 40 para soldagem de aos inoxidveis e de ligas de alumnio e magnsio; atualmente, utilizado para soldar praticamente todos os metais.bocal

Eletrodo de tungstnio Vareta de adio

Metal fundido

Gs de proteo

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Aplicao O processo TIG utilizado na soldagem de todos os tipos de juntas e chapas, principalmente as de espessura menor que 10mm. um processo adequado a quase todos os metais, em especial titnio, zircnio, ligas de alumnio e magnsio, aos ligados, inoxidveis, ligas de nquel e ligas especiais. um processo bastante utilizado para soldagem de tubos, na indstria aeroespacial e nuclear e em trabalhos de reparao devido facilidade em controlar o processo e a possibilidade de utilizar material de adio. Vantagens Este processo tem a vantagem de apresentar cordes de solda de alta qualidade, sem escria e sem respingos e pode ser empregado em todas as posies e tipos de juntas. Em razo de admitir um controle preciso de entrega trmica, a soldagem TIG a mais adequada para unir metais de pequena espessura, para fazer cordes em componentes sensveis ao calor, para trabalhos de manuteno e tambm para soldar pontos em chapas finas. Desvantagens Uma desvantagem no processo TIG que o trabalho s pode ser realizado em local coberto ou protegido; se utilizada no campo, a soldagem TIG sofre a influncia da circulao de ar no local e a proteo fornecida pelo gs inerte prejudicada; outra desvantagem que na soldagem de chapas grossas sua produtividade baixa.

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ELETRODOS

O eletrodo utilizado na soldagem TIG o de tungstnio, que tem o maior ponto de fuso dos metais: 3400oC. Alm disso, o tungstnio chamado termoinico porque tem facilidade de emitir eltrons, o que auxilia bastante a estabilidade do arco; o tungstnio pode ser puro (99%) ou com ligas de zircnio ou trio. Os eletrodos de tungstnio puro tm a vantagem de apresentar menor custo e menor efeito de retificao quando utilizada a corrente alternada. Por outro lado, as desvantagens so a dificuldade na abertura do arco e menor durabilidade. Composio qumica do eletrodo Os elementos qumicos adicionados ao eletrodo so importantes para permitir um desempenho melhor do processo de soldagem. Os eletrodos com adio de zircnia ou tria apresentam vantagens, tais como maior durabilidade, maior resistncia com potncias elevadas e melhores propriedades de ignio. Por outro lado, as desvantagens, quando se utiliza corrente alternada, so o custo maior, maior efeito de retificao e menor estabilidade do arco. A norma AWS A5.12-92 estabelece um cdigo para a identificao dos eletrodos conforme sua composio qumica. Segundo esse cdigo, a letra E significa eletrodo; W para wolfrmio (ou tungstnio), o elemento qumico de que feito o eletrodo, X o elemento qumico adicionado ao eletrodo e P significa puro. Tungstnio puro Elemento qumico adicionado Tungstnio Eletrodo E W X P

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EWCe o eletrodo de tungstnio com xido de crio, conhecido como cria; este tipo de eletrodo apresenta maior facilidade de ignio, melhor estabilidade do arco, reduzida taxa de vaporizao ou queima e trabalha muito bem com corrente alternada ou contnua, em qualquer polaridade; estas vantagens aumentam com o aumento de quantidade de cria. EWLa o eletrodo de tungstnio que contm 1% de xido de lantnio, conhecido como lantnia; as caractersticas de operao e vantagens deste eletrodo so muito similares s do eletrodo com cria. O eletrodo EWTh contm xido de trio, conhecido como tria; a tria responsvel pelo aumento de vida til do eletrodo em relao aos eletrodos de tungstnio puro devido a sua alta emisso de eltrons, melhor ignio e estabilidade do arco. Estes eletrodos tm maior vida til e apresentam grande resistncia a contaminantes de tungstnio na solda. EWZr o eletrodo com adio do xido de zircnio, conhecido como zircnia; este eletrodo o preferido para aplicaes nas quais a contaminao por tungstnio deve ser minimizada. O eletrodo com zircnia tem bom desempenho quando usado com corrente alternada e apresenta alta resistncia a contaminao. Classificao do eletrodo A classificao do eletrodo quanto composio qumica encontra-se na norma ANSI/AWS A5.12-92, apresentada no quadro.Classificao AWS EWP EWCe-2 EWLa-1 EWTh 1 (1%) EWTh 2 (2%) EWZr-1 EWG W % 99,5 98,3 98,5 97,5 99,1 94,5 CeO2 % La2O3 % 0,9-1,2 ThO2 % 0,8-1,2 1,7-2,2 ZrO2 % 0,15-0,40 Outros% (mx.) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Cor de Ponta Verde Laranja Preta Amarela Vermelha Marrom Cinza

97,5 1,8 -2,2

Os nmeros 1 e 2 apresentam a quantidade de material adicionado

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Preparao do eletrodo Conforme a corrente utilizada na soldagem, bem como o dimetro do eletrodo, necessrio fazer uma preparao prvia da ponta do eletrodo. Essa preparao feita por meio de esmerilhamento da ponta, sempre no sentido longitudinal, para facilitar o direcionamento dos eltrons. Em casos especiais, as marcas do esmerilhamento so retiradas por meio de polimento. Na soldagem com corrente contnua, a ponta do eletrodo deve ser pontiaguda. O cone correto da ponta pode ser obtido por uma norma prtica: a altura do cone deve ser duas vezes o dimetro do eletrodo.

No caso de soldagem com corrente alternada, a ponta do eletrodo deve ser ligeiramente arredondada. Escolha do eletrodo A escolha do tipo e do dimetro do eletrodo deve levar em considerao a espessura e o tipo do material, o tipo de junta, o nmero de passes e os parmetros de soldagem, como amperagem e tenso, alm da composio qumica do eletrodo. Um quadro auxilia a seleo do eletrodo. Dimetro do eletrodo pol. mm 0.020 0.040 1/16 1/32 1/8 5/32 0.5 1.0 1.6 2.4 3.2 4.0 Tungstnio puro Ampres CA 5 - 15 10 - 60 50 - 100 100 - 160 130 - 180 180 - 230 Tungstnio/Trio Tungstnio/Zircnio Ampres CA Ampres CC

5 - 20 15 - 80 70 - 150 110 - 200 150 - 200 180 - 250

5 - 20 20 - 80 80 - 150 120 - 220 200 - 300 250 - 400

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PARMETROS DE SOLDAGEM

Os parmetros de soldagem so responsveis pela qualidade do cordo de solda; assim, preciso conhecer essas variveis para escolher o procedimento adequado a cada tipo de trabalho. Os parmetros a considerar so o comprimento do arco, a velocidade de soldagem, a vazo do gs e a corrente de soldagem. Comprimento do arco O comprimento do arco a distncia entre a ponta do eletrodo e o metal de base; o aumento do comprimento faz aumentar tambm a tenso do arco, sob uma dada corrente de soldagem e determinado gs de proteo. O comprimento do arco influencia o cordo de solda, que ser tanto mais largo quanto maior for o arco. Um arco muito curto ou muito longo torna-se instvel, favorecendo a formao de porosidades, mordeduras e falta de fuso. Velocidade de soldagem A velocidade de soldagem tem influncia sobre a penetrao e a largura do cordo de solda; assim, se a velocidade aumenta, a penetrao e o cordo diminuem, acontecendo o mesmo tambm com o reforo, quando se solda com adio de metal. Uma velocidade maior melhora a eficincia e a produtividade da soldagem, reduzindo os custos de produo; no entanto, velocidades altas demais podem causar descontinuidades, como falta de penetrao e mordeduras. Vazo do gs Para que a proteo oferecida pelo gs seja eficiente, preciso considerar a vazo do gs. A vazo deve ser forte o suficiente para

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