Processo de Soldadura com Eléctrodo não consumível de Tungsténio e Protecção Gasosa Inerte TIG / GTAW / WIG / 141

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1 Processo de Soldadura com Eléctrodo não consumível de Tungsténio e Protecção Gasosa Inerte TIG / GTAW / WIG / 141 Direcção de Formação EWE / IWE Módulo 1.7 Italo Fernandes EWE / IWE - Módulo 1.7 EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 2/ 122 Temas a tratar e objectivos Principio de Funcionamento Tipos de Consumíveis Gases, Eléctrodos, Varetas/Fios: As funções, Regras básicas para a escolha de consumível, Classificação AWS e NP EN Armazenagem Equipamentos e Acessórios Funções, tipos e cuidados

2 EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 3/ 122 Temas a tratar e objectivos Tipo de Corrente eléctrica que se utiliza Parâmetros de Soldadura e influência na Morfologia do Cordão de Soldadura Vantagens e Desvantagens Aplicações Típicas Técnicas Operatórias Estabilidade do Arco Eléctrico / Sopro Magnético Imperfeições Típicas Tipos de Juntas Princípio de Funcionamento EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 4/ 122

3 Princípio de Funcionamento Processo de Soldadura por Fusão que utiliza a energia Eléctrica Neste processo o cordão de soldadura é obtido de duas maneiras: Só pela fusão do material base (juntas sobrepostas e de ângulo exterior, espessuras finas). Adição de material, através da utilização de uma vareta e fusão do material base. EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 5/ 122 Princípio de Funcionamento A protecção gasosa do eléctrodo, banho em fusão, das gotas e durante a fase de solidificação do cordão é obtida através da utilização de um gás de protecção do tipo Inerte (Árgon ou Hélio) Tipo de Corrente Eléctrica: Continua: DC(+) / DCEP ou DC(-) /DCEN Alterna: AC Corrente Pulsada (DC ou AC) EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 6/ 122

4 Princípio de Funcionamento Escorvamento do Arco Eléctrico: Técnica de Curto Circuito por Toque ou Riscamento do Eléctrodo na peça, necessário que a fonte tenha um OCV adequado ao processo, mínimo cerca de 75 Volts. EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 7/ 122 Princípio de Funcionamento Escorvamento do Arco Eléctrico: Técnica de Curto Circuito por Toque ou Riscamento do Eléctrodo na peça, necessário que a fonte tenha um OCV adequado ao processo, mínimo cerca de 75 Volts. Técnica de Alta Frequência (em AC é quase sempre necessária). EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 8/ 122

5 Princípio de Funcionamento Escorvamento do Arco Eléctrico: Técnica de Curto Circuito por Toque ou Riscamento do Eléctrodo na peça, necessário que a fonte tenha um OCV adequado ao processo, mínimo cerca de 75 Volts. Técnica de Alta Frequência (em AC é quase sempre necessária). Técnica de Toca/Levanta. EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 9/ 122 EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 10/ 122 Princípio de Funcionamento Escorvamento do Arco Eléctrico, com a Técnica de Curto Circuito: Só se Utiliza com equipamentos de SER (tochas mecânicas) Típico em montagens Existe o perigo de contaminação do Eléctrodo Existe o perigo de inserção de Tungsténio no cordão Nunca de deve utilizar em construções de elevada qualidade

6 Princípio de Funcionamento Escorvamento do Arco Eléctrico, com a Técnica de Curto Circuito, Cuidados: Afiamento do Eléctrodo Utilizar uma barra de Cobre EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 11/ 122 Princípio de Funcionamento Escorvamento do Arco Eléctrico, com a Técnica de Alta Frequência (em AC é quase sempre necessária). Fonte com sistema adequado Corrente eléctrica de baixa intensidade com uma tensão na ordem de grandeza das dezenas de Kvolts Em AC sempre ligada (desde que de onda sinusoidal) EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 12/ 122

7 Aplicações Soldadura em Todas a as Posições; Soldadura tanto em Chapas como em Tubos e/ou Perfis; Soldadura Topo-a-Topo e de Ângulo (de canto com ou sem penetração total); Passes de Raiz com penetração total, sem e com juntas de suporte; Espessura mínima na ordem dos 0,5 mm, espessura máxima 10 mm (aspectos económicos) Automatizações/Mecanizações/Robotizações EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 13/ 122 Aplicações Todo o tipo de construção soldada, todo o tipo de materiais soldáveis, acima de tudo em chapa fina, passes de raiz e materiais reactivos (Inox, Al, Cu, Ti, etc.) Estruturas; Reservatórios de Pressão Tubagens; Cascas Equipamentos rodoviários, ferroviários, agrícolas, Industria química, petroquímica, de refinação e construção naval, etc. EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 14/ 122

8 Aplicações EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 15/ 122 Aplicações EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 16/ 122

9 Aplicações EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 17/ 122 Escolha do Tipo de Corrente Quando se utiliza DC ou AC DC Aços não ligados e ligados, Aços Inoxidáveis, Cobre e suas ligas, Titâneo e Neóbio AC Alumínio e sua ligas, Magnésio e suas ligas EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 18/ 122

10 Porquê do AC, no Alumínio? Camada Superficial composta por um óxido refractário Al 2 O 3 (Alumina) temp. de fusão 2000ºC Interior Alumínio puro, temp. de fusão 600ºC EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 19/ 122 Efeito do Aquecimento sobre a peça de Alumínio Possibilidade abatimentos, Dificuldade de Controlo EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 20/ 122

11 Como resolver o Problema Utilização de corrente DC Corrente DC (-) Aquecimento/Fusão, Controlo do Banho difícil Corrente DC (+) Sobreaquecimento do eléctrodo, Quebra da camada de óxidos EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 21/ 122 Efeito do Tipo de corrente e da Polaridade no Processo TIG EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 22/ 122

12 Equipamento/Acessórios Fonte de Energia Tocha de Soldadura Sistema de Distribuição de Gás e Caudalimetro Cabo de Energia e Cabo de Retorno Alicate de Massa Acessórios (remotos e outros) EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 23/ 122 Fontes de Energia Estáticas Tipo Inversores EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 24/ 122

13 Fontes de Energia: Factor de Marcha de 35% Curva Estática Tipo Mergulhante ou Intensidade Constante Tensão em vazio mínimo de 75 Volts Intensidade de Curto Circuito EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 25/ 122 Curva Característica: Estática Tipo Mergulhante ou Intensidade Constante Objectivo garantir Intensidade constante apesar de flutuação da Tensão Arco estável se I (regulado) é adequado ao valor de V (controlado) Curva de Estabilidade do Arco U = 10 V + 0,04 x I EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 26/ 122

14 Tocha de Soldadura: Atenção ao diâmetro das pinças EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 27/ 122 Tocha de Soldadura: Atenção ao diâmetro dos Bocais Pode-se utilizar ou não difusores EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 28/ 122

15 Distribuição de Gás e Caudalimetros ou Debitómetros: Distribuição por garrafa ou sistema centralizado Caudalimetro ou Debitómetro de relógio ou de coluna EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 29/ 122 Consumíveis de Soldadura Gás de Protecção Varetas/Fios/Anéis Consumíveis Eléctrodos de Tungsténio EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 30/ 122

16 Função dos Consumíveis de Soldadura Gás de Protecção Criação de um Plasma de Arco Protecção do banho, gotas e do cordão de soldadura Protecção do Tungsténio Só gases Inertes Árgon, Hélio ou mistura dos dois, pode também ser utilizado misturas Árgon com Hidrogénio a 5 ou 15 % (nos Inox, Níquel, Cobre, Titâneo) Vareta / Fio / Anéis Consumíveis Material de Adição EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 31/ 122 Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais): Intensidade de Soldadura (corrente, regula na fonte) Tensão Arco Eléctrico (voltagem, controla a altura do arco-eléctrico) Velocidade de Soldadura (controla a velocidade de deslocação) Tipo de Eléctrodo e seu Diâmetro Tipo e Caudal de Gás de Protecção EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 32/ 122

17 Regras Básicas para a Escolha da Vareta O material depositado deve ser o adequado à soldadura, isto é, compatível com o material base (metalurgicamente, características físicas e químicas) Propriedades mecânicas definidas na especificação de construção EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 33/ 122 Classificação das Varetas Norma AWS A Aços não Ligados ER 70 S - 3 Eléctrodo/Fio/Vareta Tensão de Ruptura x psi Gás, Composição Química Fio Sólido EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 34/ 122

18 Classificação das Varetas Norma AWS A Aços baixa Liga Eléctrodo/Fio/Vareta Tensão de Ruptura x psi ER 80 S D2 Gás, Composição Química Fio Sólido EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 35/ 122 Vantagens: Solda todos os metais Bom Controlo da Penetração Usa AC e DC (em função do material) Solda em Todas as Posições Boa Acessibilidade, Automatização Baixos Níveis de Hidrogénio Sem Escória EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 36/ 122

19 Desvantagens: Comprimento fixo do Consumível (máx mm, em vareta) Baixo Rendimento 0,5 Kg/h Factor de marcha 30% Limitado a espessuras de 10 mm Risco de Inclusões de tungsténio Boas Competências do Soldador Grande sensibilidade às correntes de ar Custos dos Gases de Protecção EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 37/ 122 Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais): Intensidade de Soldadura (corrente) Tensão Arco Eléctrico (voltagem) Velocidade de Soldadura Tipo de Eléctrodo e seu Diâmetro Tipo e Caudal de Gás de Protecção EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 38/ 122

20 Juntas tipo: EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 39/ 122 EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 40/ 122 Tipos de Juntas usadas em TIG

21 Utilização de Juntas de Suporte ( Cobre juntas ) EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 41/ 122 Limpeza da junta e consumível: EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 42/ 122

22 Faltas de Fusão/Penetração Preparação, Parâmetros EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 43/ 122 Faltas de Fusão/Penetração Preparação, Parâmetros EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 44/ 122

23 Faltas de Fusão/Penetração Balanceado Incorrecto Paragens EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 45/ 122 Faltas de Fusão/Penetração Nas paragens e Arranques EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 46/ 122

24 Faltas de Fusão/Penetração Excessos e Faltas de Penetração, Bordos Queimados EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 47/ 122 Faltas de Fusão/Penetração Excessos e Faltas de Penetração, Bordos Queimados EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 48/ 122

25 Porosidade Gorduras, Falta de Protecção, Controlo de Altura de Arco EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 49/ 122 Porosidade Gorduras, Falta de Protecção, Controlo de Altura de Arco EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 50/ 122

26 Porosidade Gorduras, Falta de Protecção, Controlo de Altura de Arco EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 51/ 122 Inclusões de Tungsténio Técnica Operatória Limpeza, Parâmetros, EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 52/ 122

27 Bordos Queimados Parâmetros, Técnica Operatória EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 53/ 122 Bordos Queimados Parâmetros, Técnica Operatória EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 54/ 122

28 Abatimentos em Alumínio EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 55/ 122 Oxidação na raiz e na capa EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 56/ 122

29 Fissuração Específica na raiz em Juntas de Alumínio EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 57/ 122 Fissuração Quente Problemas Metalurgicos EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 58/ 122

30 Fissuração Frio Problemas Metalurgicos EWE/IWE Módulo Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 59/ 122