Soldagem Tig

1 - Fundamentos do processo

O processo de soldagem a arco sob proteção gasosa consiste em aquecer o local da região a se unir, até que esta atinja o ponto de fusão, formando então a poça de metal líquido, que receberá o metal de adição a ser fundido.

A energia necessária para fundir tanto o metal base quanto o metal de adição, é fornecida pelo arco elétrico.

No arco elétrico temos carga elétricas fluindo entre dois eletrodos através de uma coluna de gás ionizado.

Veja as figuras abaixo:

Para isolar a região da soldagem dos contaminantes atmosféricos (nitrogênio, oxigênio e umidade) que prejudica as propriedades mecânicas da junta, são utilizados gases de proteção que ajuda formar e manter o arco elétrico estável.

A altura do arco elétrico é controlada pela ddp (voltagem) aplicada entre os eletrodos ou pela distância do eletrodo peça no caso do processo tig, e sua intensidade pela corrente elétrica (amperagem) que se faz fluir através da coluna do gás ionizado (plasma).

2 - Processo TIG (GTAW)

Soldagem TIG (Tungsten Inert Gás) ou GTAW (Gas-Shielded Tungsten Arc Welding) é um processo que utiliza um eletrodo sólido de tungstênio não consumível. O eletrodo, o arco e a área em volta da poça de fusão da solda são protegidos por uma atmosfera protetora de gás inerte. Se um metal de enchimento é necessário, ele é adicionado no limite da poça de fusão. A soldagem TIG produz uma solda limpa e de alta qualidade. Como não é gerada escória, a chance de inclusão da mesma no metal de solda é eliminada, e a solda não necessita de limpeza no final do processo. Soldagem TIG pode ser usada para quase todos os metais e o processo pode ser manual ou automático. A soldagem TIG é largamente utilizada para solda com alumínio e com ligas de aço inoxidável onde a integridade da solda é de extrema importância. É também utilizada para juntas de alta qualidade em indústrias nucleares, químicas, aeronáuticas e de alimentos.

O processo TIG na maior parte de sua aplicação é um processo essencialmente manual de soldagem. Aplicado principalmente na soldagem de chapas finas (0,2 a 3 mm) de aços ao carbono, aços inoxidáveis, alumínio e suas ligas, cobre e suas ligas, titânio e etc..., onde os requisitos das propriedades mecânicas ou acabamentos exigem este tipo de soldagem.

O calor necessário para realização da operação de soldagem é fornecido pelo arco elétrico que é fornecido através de um eletrodo não consumível de tungstênio puro ou ligado. Para evitar oxidação deste eletrodo por gases ativos como CO2 e oxigênio, são utilizados nestes processos gases inertes puro, combinados ou não. A escolha da proteção é de acordo com a espessura e tipo de material de base a ser soldado.

Durante a soldagem manual, após determinação da corrente de soldagem e vazão de gás, o soldador deve controlar a altura do arco elétrico, da velocidade de soldagem e a alimentação do metal de adição através das varetas.

controlar a altura do arco elétrico, da velocidade de soldagem e a alimentação do metal de adição através de varetas.

3 - Gases de proteção

O gás de proteção utilizado no processo TIG tem a função de formar e estabilizar o arco elétrico, proteger a poça de fusão dos contaminantes atmosféricos e o eletrodo de tungstênio da oxidação (o eletrodo se oxidado perde a sua propriedade de alta emissividade eletrônica desestabilizando o arco elétrico).

Os gases utilizados neste processo devem ser inertes, daí a denominação TIG (Tungstênio Inerte Gás). Os mais utilizados são o argônio, hélio, misturas de

argônio e hélio, e misturas de argônio e hidrogênio.

O argônio é o gás comumente utilizado neste processo devido às seguintes características:

- baixo custo.

- alta densidade relativa (1,38) conferindo boa proteção do eletrodo, do arco

elétrico e da poça de fusão.

- ótima estabilidade de arco.

- penetração de solda satisfatória na maior parte das aplicações.

Quando é necessário maior aporte térmico, como no caso da soldagem do alumínio e suas ligas, cobre e suas ligas de grandes espessuras, além do pré-aquecimento é recomendado o uso do gás hélio ou misturas de hélio com argônio. O gás hélio possui alta condutividade térmica, bem superior ao argônio, fornecendo mais calor à poça de fusão proporcionando soldas com boa penetração e molhabilidade.

4- Fontes de Soldagem no processo TIG

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As fontes para o processo TIG são do tipo corrente constante podendo fornecer corrente contínua, alternada com onda senoidal ou quadrada, e corrente pulsadas (as fontes utilizadas no processo eletrodo revestido podem ser

facilmente adaptadas ao processo TIG). Os valores de corrente fornecidos pelas fontes TIG geralmente variam de 5 a 500 amperes abrangendo uma grande gama de espessuras a partir de 0,2 mm. A tensão em circuito aberto não ultrapassa 80 Volts para a segurança do operador.

A fonte de soldagem fornece corrente (amperagem) constante podendo ser contínua ou alternada. Com corrente contínua deve-se utilizar a polaridade direta, isto é, o eletrodo conectado no pólo negativo e a peça no pólo positivo. ().

5. Corrente elétrica

O tipo de corrente elétrica utilizada neste processo influencia a penetração de solda, a limpeza superficial dos óxidos da superfície do metal base e o desgaste do eletrodo de tungstênio. Com corrente contínua a polaridade direta (eletrodo negativo) é a recomendada apesar de não proporcionar ação de limpeza. Com este tipo de corrente a penetração é profunda e o desgaste do eletrodo é minimizado. Aplica-se a soldagem da maioria dos metais, todos os tipos de aços, cobre e suas ligas, titânio, ou seja, metais onde não é necessária a limpeza dos óxidos superficiais. Na corrente reversa ( eletrodo positivo ) a ação de limpeza é eficiente mas o desgaste excessivo do eletrodo