Processo TIG No processo de soldgem rco sob proteção gsos, região se unir é quecid té que se tinj o ponto de fusão, pr que isto ocorr, é fornecid um energi trvés do rco elétrico, que irá fundir tnto o metl bse como o metl de dição, formndo um poç do metl líquido. No rco elétrico temos crgs elétrics fluindo entre dois eletrodos trvés de um colun de gás ionizdo como mostr figur bixo. Eletrodo (negtivo) Argônio Terr (positivo) Arco elétrico Ar Ar + + e - São utilizdos gses de proteção com crcterístics químico-físics específics, pr isolr região de soldgem dos contminntes tmosféricos (nitrogênio, oxigênio e vpor de águ), judr formr o rco elétrico e mntê-lo estável. A ltur do rco elétrico é controld pel distânci entre o eletrodo e peç ser soldd, e su intensidde pel corrente elétric (mpergem) que se fz fluir trvés d colun de gás ionizdo (plsm). O processo TIG, n mior prte de su plicção, é um processo essencilmente mnul de soldgem. Aplicdo principlmente n soldgem de chps fins (0,2 3,0 mm) de ços o crbono, ços inoxidáveis, lumínio e sus ligs, cobre e sus ligs, titânio e onde os requisitos de proprieddes mecânics ou cbmento exigem este tipo de processo de soldgem. O clor necessário pr o processo é fornecido pelo rco elétrico que é estbelecido prtir de um eletrodo não consumível de tungstênio puro ou ligdo. 1
Pr evitr oxidção deste eletrodo por gses tivos como o CO 2 e o oxigênio, são utilizdos neste processo gses inertes puros, combindos ou não. A escolh d proteção idel depende d espessur e tipo de metl bse ser solddo. Durnte operção de soldgem mnul, pós determinção d corrente de soldgem e vzão de gás, o solddor deve controlr ltur do rco elétrico, velocidde de soldgem e limentção do metl de dição trvés de vrets. Metl de sold Toch Eletrodo Gás Arco Metl de dição Poç de fusão Metl bse A fonte de slodgem fornece corrente (mpergem ) constnte podendo ser contínu ou lternd. Com corrente contínu deve-se utilizr polridde diret, isto é, o eletrodo conectdo no polo negtivo e peç no polo positivo. O vlor e tipo d corrente dependem d espessur e tipo de metl bse ser solddo. 1 2 3 4 Reguldor de Pressão Sistem de Refrigerção Contto Águ 1.Alt Frequênci 2.Pré Fluxo 3.Pós Fluxo 4.Seletor de Corrente 5.Ajuste d Ampergem Toch 5 Negtivo Argônio Fonte Gás Cbo Positivo 2
N fonte, lém do controle do vlor d corrente de soldgem, temos o pré fluxo de gás que determin o intervlo de tempo entre o início d vzão e ignição do rco elétrico (protegendo o eletrodo n bertur do rco elétrico), o pós fluxo que determin o intervlo de tempo entre extinção do rco e o fim d vzão de gás (protegendo poç de fusão e o eletrodo, ind quentes, d oxidção no finl d operção de soldgem) e intensidde d corrente de lt frequênci (utilizd pr bertur do rco elétrico e estbilizr o rco com corrente lternd). As fontes pr o processo TIG são do tipo corrente constnte podendo fornecer corrente contínu, lternd com ond senoidl ou qudrd, e correntes pulsds (s fontes utilizds no processo eletrodo revestido podem ser fcilmente dptds o processo TIG). Os vlores de corrente fornecidos pels fontes TIG gerlmente vrim de 5 500 A, brngendo um grnde gm de espessurs prtir de 0,2 mm. A tensão em circuito berto não ultrpss 80 V pr segurnç do operdor. Gses de Proteção Os gses de proteção utilizdos no processo TIG tem função de formr e estbilizr o rco elétrico, proteger poç de fusão dos contmintes tmosféricos e o eletrodo de Tungstênio d oxidção (o eletrodo se oxiddo perde su propriedde de lt emissividde eletrônic desestbilizndo o rco elétrico). Os gses utilizdos neste processo devem, ser inertes, dí denominção TIG (Tungstênio Inerte Gás). Os mis utilizdos são o rgônio, Hélio, Misturs de Argônio e Hélio, e Misturs de Argônio e Hidrogênio. O Argônio é o gás comumente utilizdo neste processo devido s seguintes crcterístics: Bixo custo; Alt densidde reltiv (1,38) conferindo bo proteção do eletrodo, do rco elétrico e d poç de fusão; Ótim estbilidde de rco; Penetrção de sold stisftóri n mior prte ds plicções. 3
Qundo é necessário mior porte térmico, como no cso d soldgem do lumínio e sus ligs, cobre e sus ligs de grnde espessurs, lém do pré quecimento, é recomenddo o uso do Hélio ou misturs de Hélio e Argônio. Ohélio possui lt condutividde térmic, bem superior o rgônio, fornecendo mis clor à poç de fusão proporcionndo solds com bo penetrção e molhbilidde. A figur seguir mostr s diferençs do perfil de penetrção d sold com Hélio e Argônio. Hélio Argônio A utilizção do Hélio puro possui os seguintes pontos desfvoráveis: Alto custo; Bix densidde reltiv (0,14) sendo necessário lts vzões pr mesm eficiênci de proteção do rgônio; Alt tensão do rco pr o mesmo nível de corrente com o Argônio; Difícil ignição do rco. Portnto, s misturs de Argônio e Hélio que presentm crcterístics intermediáris entre os dois gses, são muits vezes melhor lterntiv n escolh do gás de proteção idel pr determind plicção. O Hidrogênio, pesr de ser um gás tivo, tem crcterístic redutor, podendo ser diciondo o Argônio em pequens quntiddes (menor que 5%) fim de umentr penetrção d sold e velocidde n soldgem utomtizd de ços inoxidáveis. Corrente Elétric O tipo de corrente elétric utilizd neste processo influenci penetrção de sold, limpez superficil dos óxidos d superfície do metl bse e o desgste do eletrodo de Tungstênio. 4
A figur bix mostr o efeito do tipo de corrente n penetrção de sold e n concentrção de clor no eletrodo e n peç. 30% 70% + - 70% 30% - + 50% 50% ~ Corrente contínu Eletrodo positivo Corrente contínu Eletrodo negtivo Corrente lternd Corrente contínu com polridde diret (eletrodo negtivo) é recomendd, pesr de não proporcionr ção de limpez. Com este tipo de corrente, penetrção é profund e o desgste do eletrodo é minimizdo. Aplic-se soldgem d miori dos metis, todos os tipos de ços, cobre e sus ligs, titânio, ou sej, metis onde não é necessári limpez dos óxidos superficiis. N corrente revers (eletrodo positivo) ção de limpez é eficiente ms o desgste excessivo do eletrodo invibiliz plicção deste tipo de corrente. N corrente lternd temos crcterístics intermediáris s nteriores. Este tipo de corrente, por promover médi penetrção e ção de limpez stisftóri é indicd pr soldgem do lumínio e sus ligs e mgnésio e sus ligs, metis onde limpez dos óxidos superficiis é fundmentl n relizção d operção de soldgem. Sempre que é utilizdo este tipo de corrente, o ignitor de lt frequênci permnece ciondo durnte tod operção de soldgem pr estbilizr o rco elétrico. 5
Eletrodos Os eletrodos pr o processo TIG são s vrets sinterizds de tungstênio puro ou ligdo o tório ou zircônio, mbos n form de óxidos. O tungstênio possui lto ponto de fusão (3.392 C) e evporção (5.906 C) e ótims crcterístics de emissividde eletrônic. Estes eletrodos seguem clssificção AWS conforme tbel bixo: Clssificção AWS Composição Químic (% em peso) Tungstênio Tório Zircônio Outros Cor de identificção EWP 99,5 - - 0,5 Verde EWTh-1 98,5 0,8 1,2-0,5 Amrelo EWTh-2 97,5 1,7 2,2-0,5 Vermelho EWZr 99,2-0,15 0,40 0,5 Mrrom A dição destes elementos tem finlidde de umentr emissividde eletrônic, estbilidde de rco e durbilidde do eletrodo. A tbel seguir mostr os vlores de corrente elétric em função do tipo e diâmetro do eletrodo e tipo de corrente elétric utilizd, onde podese notr o bixo nível de corrente suportdo pelo eletrodo pelo desgste do mesmo com corrente contínu polridde revers (eletrodo positivo). Dimetro do Corrente contínu (A) Corrente lternd (A) Eletrodo (mm) CCPD CCPI EWP EWZr 0,26 Até 15 - Até 15 Até 15 0,51 5 20-5 15 5 20 1,02 15 80-10 60 15 80 1,59 70 150 10 20 50 100 70 150 2,38 150 250 15 30 100 160 140 235 3,18 250 400 24 40 150 210 225 325 3,97 400 500 40 55 200 275 300 400 4,76 500 750 55 80 250 350 400 500 6,35 750 1.000 80 125 325 450 500 630 6
O eletrodo de tungstênio puro é utilizdo n soldgem com corrente lternd, sendo que os ligdo o zircônio suport mior nível de corrente como mostrdo n tbel. Com corrente contínu é recomenddo utilizção do eletrodo ligdo o tório. Perfil d pont do eletrodo N utilizção de corrente contínu pont do eletrodo deve ser find conforme figur bixo. D 15 2 D É importnte que fição sej no sentido longitudinl o eixo do eletrodo e bem uniforme pr proporcionr um rco estável. Alterndo-se o ângulo d pont do eletrodo obtém-se vrição no perfil d penetrção. Ângulos gudos concentrm mis o rco umentndo penetrção e ngulos miores diminuem penetrção umentndo lrgur do cordãoconforme mostrdo seguir. Os ângulos mis usdos são 20, 30 e 40 7
N utilizção de corrente lternd, pont do eletrodo deve tomr form rredondd. Qundo mpergem usd é dequd o diâmetro do eletrodo, est configurção é lcnçd pel fusão d pont do eletrodo brindo-se o rco por lguns instntes. Metis de dição Os metis de dição pr o processo TIG são fornecidos, pr soldgem mnul, n form de vrets com um metro de comprimento e em vários diâmetros, sendo os de 1,6 6,4 mm os mis comumente utilizdos. Pr soldgem utomtizd o metl de dição é fornecido em bobins de rmes que são limentdos por sistems semelhntes os processo MIG/MAG. Existe um grnde vriedde de metis de dição pr o processo TIG tornndo este plicável soldgem de prticmente todos os metis industrilmente utilizdos (ços o crbono, inoxidáveis, lumínio e sus ligs, cobre e sus ligs, mgnésio e sus ligs, níquel, titânio, ferro fundido, etc.). Estes metis seguem clssificção AWS e são especificdos pel composição químic conforme tbel: AWS C Mn Si P S Outros LT MP ER 0,07 0,90 0,40 70 S 2 ER 70 S 3 ER 70 S 4 ER 70 S 5 ER 70 S 6 ER 70 S 7 0,07 0,15 0,07 0,15 0,07 0,19 0,07 0,15 0,07 0,15 1,40 0,90 1,40 1,00 1,50 0,90 1,40 1,40 1,85 1,50 2,00 0,70 0,45 0,70 0,65 0,85 0,30 0,60 0,80 1,15 0,50 0,80 0,025 máx. 0,035 máx. Ti 0,05/0,15 Zr 0,02/0,12 Al 0,05/0,15 - - Al 0,05/0,90 - - LE MP Alon (%) >500 >420 22 8
Vriáveis de processo Corrente elétric (mpergem) A principl influênci dest vriável está no controle d penetrção do cordão de sold. A figur mostr o umento d penetrção com o umento d corrente pr um mesm velocidde de soldgem. 180 A 140 A 80 A Distânci do eletrodo à peç Est vriável control ltur do rco elétrico. Qunto mior distânci do eletrodo à peç, mior ltur e lrgur do rco elétrico. Com isto, mior áre do metl bse é quecid, resultndo num cordâo mis lrgo. Velocidde de vnço Est vriável tmbém influenci penetrção de sold. Pr um velocidde muito lt de soldgem, o rco não permnece tempo suficiente n região de sold pr proporcionr um bo fusão e penetrção do cordão. Já pr um velocidde bix, penetrção ument, ms pr um velocidde excessivmente bix de soldgem, o próprio metl fundido n poç funcion como isolnte térmico pr trnsferênci de clor do rco pr o metl bse, prejudicndo tmbém penetrção de sold. 9
0,15 m/min 0,18 m/min 0,20 m/min Inclinção n toch Est é outr vriável que tem influênci sobre penetrção de sold. De cordo com figur seguir, soldndo-se com inclinção positiv (puxndo sold), o rco elétrico tu diretmente sobre poç de fusão, umentndo penetrção. Já, no sentido negtivo (empurrndo sold), o rco elétrico permnece sobre o metl de bse frio, reduzindo penetrção d sold. + 15 0-15 Obs.: N soldgem do lumínio e sus ligs deve-se trblhr com inclinção negtiv (empurrndo). Vzão de gás A vzão do gás é responsável pel proteção dequd do eletrodo e d poç de fusão grntindo solds isents de oxidção e porosidde. Seu vlor idel depende do tipo de metl ser solddo, condições de ventilção do mbiente e nível de4 mpergem utilizdo. Logicmente, em função destes ftores, qunto menor o seu vlor mior economi de gás no processo de soldgem. 10
Mordedur Defeitos de soldgem - Alt velocidde de soldgem; - Alt mpergem; - Alt distânci d toch à peç; - Mnuseio indequdo d toch. Flt de fusão - Bix mpergem; - Junt indequd; - Mnuseio indequdo d toch. Flt de penetrção - Bix mpergem; - Alt velocidde de soldgem; - Junt indequd. 11
Porosidde - Vzão indequd (muito lt ou bix); - Superfície com impurezs (tint, óleo, grx, umidde, oxidção); - Distânci toch-peç muito lt. Inclusão de tungstênio - Contto do eletrodo n poç de fusão. Trincs de solidificção No centro de cordão - Alt restrição, principlmente no psse de riz em junts de grnde espessur; 12
- Metl de Adição indequdo. N crter - Preenchimento incompleto d crter; - Alt mpergem. Técnics de Soldgem Limpez A preprção de junt ser soldd é fundmentl pr obtenção de solds de lt qulidde. O processo TIG, por não ser eficiente n desoxidção e limpez d poç de fusão, exige limpez rigoros d junt, retirndo-se resíduos de óleo, grx, fuligem, etc. As bords devem estr o metl brilhnte e qundo necessário é feit proteção com um gás inerte, gerlmente o próprio rgônio, n contr sold em psses de riz, como n soldgem de tubulções de ços inoxidáveis. Posicionmento d toch As figurs seguir mostrm posições d toch recomendds pr execução de solds de bo qulidde. 13
- Pr junts de topo Inclinção de 5 15 90 - Em ângulo Inclinção de 15 14
- Alimentção do metl de dição 20 30 15
- Posição verticl 10 30 Inclinção - 30 - Posição do eletrodo 3 mm 3 10 mm 16
Crcterístics do processo - Processo de bix tx de deposição em soldgem mnul: 1,3 Kg/hor. - Sold em tods s posições. - Sold prticmente todos os metis industrilmente utilizdos. - Pouc gerção de fumos. - Sold espessurs prtir de 0,2 mm. - Requer solddores ltmente qulificdos. - Pode ser plicdo em junts onde não é necessário utilizção de metl de dição (sold ltógen). - Muito empregdo em psses de riz. - Produz solds com ótims proprieddes mecânics. - Ótimo cbmento. - O processo pode ser utomtizdo. 17