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

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.