CENTRO DE CONHECIMENTO ESAB

Processo de Soldagem - TIG (GTAW)

19/Maio/2014

Soldagem TIG (Tungsten Inert Gas) 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.

processo_tig 

(OBS: Os tipos de gases mais indicados para o processo TIG são argônio, hélio ou mistura entre esses dois gases.)

APLICAÇÕES
• Soldagem de tubos e chapas de espessuras finas;
• Passe de raiz em tubos de vários diâmetros e espessuras;
• Reparo e manutenção em geral;
• Soldagem de alumínio e magnésio e suas ligas;
• Soldagem de materiais dissimilares;
• Soldagem de uma ampla gama de metais, como aços carbono e baixa liga, aços inoxidáveis, ligas de alumínio, ligas de níquel, ligas de cobre e ligas de magnésio.


O ARCO ELÉTRICO TIG
Um grande número de elétrons escoam do pólo negativo para o pólo positivo em uma fração de segundos. O processo de emissão dos elétrons e suas respectivas colisões geram um arco extremamente quente. Para que isto aconteça o eletrodo deve possuir excelentes qualidades termiônicas, ou seja, ele deve alcançar temperaturas suficientemente altas para causar a emissão de elétrons por agitação térmica sem que seja consumido.

A soldagem TIG pode ser feita utilizando corrente contínua (CC- ou CC+) ou corrente alternada (CA). Cada uma dessas alternativas irá influenciar fortemente os mecanismos de emissão de elétrons e consequentemente as características de soldabilidade.

Em contato com o ar as ligas de alumínio formam uma superfície de óxido de alumínio que dificulta ou mesmo impede sua soldagem. Para sobrepor esse problema se faz o uso de corrente alternada, a qual associa as propriedades de limpeza da corrente CC+ e de penetração da CC- a cada meio ciclo.

TIPOS DE PROCESSO

TIPO DE CORRENTE
CONTÍNUA ALTERNADA
Características Direta CC-
Inversa CC+
CA
Objetivo Penetração profunda e preservação do tungstênio
Penetração "rasa" e efeito limpeza de óxido superficial
Preservação do W e efeito limpeza a cada meio ciclo
Aplicação Aços carbono, baixa/alta liga, inoxidáveis, prata e cobre e ligas, revestimentos
Viável para soldagem de pequenas espessuras
Alumínio, magnésio e suas ligas
Eletrodo de W: capacidade de suportar corrente sem fundir
Ótima, pode-se usar altos valores de corrente
Pobre, somente para baixos valores de corrente
Boa, pode-se usar valores intermediários de corrente
Ação de limpeza do óxido na soldagem de Al e Mg e suas ligas
Não Sim Sim, a cada meio ciclo
Balanço de calor no arco (aprox.)
70% na peça,
30% no eletrodo
30% na peça,
70% no eletrodo
50% na peça,
50% no eletrodo
Fluxo de elétrons - Penetração
tig_posicao1
tig_posicao2
tig_posicao3

TIPOS DE CORRENTE
A ESAB possui uma variedade de equipamentos que, além dos tipos de correntes convencionais, possibilitam a utilização de correntes controladas de forma a melhorar a soldagem TIG. São elas:

corrente1 Corrente direta Pulsada
• Pulsação térmica;
• Boa penetração;
• Melhor controle da poça de fusão;
• Baixo aporte térmico;
• Menor distorção;
• Soldagem de chapas finas.
corrente2 TIG AC
Onda senoidal
• Baixa estabilidade do arco;
• Alta perda de energia;
• Baixo ruído.
Onda quadrada
• Alta estabilidade do arco;
• Baixa perda de energia;
• Alto ruído.
corrente3 TIG Q-Wave
• Utiliza as melhores propriedades dos tipos de onda senoidal e quadrada;
• Baixo ruído;
• Maior estabilidade do arco.
corrente4 Balanço da Onda
• Configuração que relaciona os tempos dos ciclos positivo e negativo na soldagem em corrente alternada (alumínio);
• Um ciclo positivo mais longo resulta em melhor limpeza da camada de óxidos e um maior aquecimento do eletrodo;
• Um ciclo negativo mais longo resulta em menor limpeza da camada de óxidos entre tanto, um menor aquecimento do eletrodo e uma maior penetração;
• Para um desempenho adequado os ciclos devem ser de pelo menos 50%.

ABERTURA DE ARCO
A abertura convencional do arco elétrico na soldagem TIG envolve o arraste (ou "risco") do eletrodo na peça. Esse procedimento contamina e danifica o eletrodo, além de poder causar inclusões de tungstênio no metal de solda gerando sérios problemas no cordão.

Para eliminar esse problema a ESAB conta com uma série de equipamentos que possibilitam a abertura do arco por outros recursos. Uma delas é a utilização de fontes de energia com um estabilizador de alta freqüência, em que não é necessário encostar o eletrodo na peça para iniciar o arco. Uma tensão de alta freqüência ioniza o gás de proteção, tornando-o condutor, e um arco elétrico é estabelecido. A alta freqüência é automaticamente desligada imediatamente após o início do arco.

Baixo Custo

Pode ser usado uma fonte p/ eletrodos revestidos.

Modo de Operação
Arraste LiftArc Alta Frequência
Objetivo

O eletrodo é encostado na peça e "riscado" rapidamente na peça p/ abertura do arco

O eletrodo é encostado na peça e a tocha é levemente retirada na posição inclinada até a abertura do arco

Preservação do W e efeito limpeza a cada meio ciclo

Vantagens Baixo Custo.
Pode ser usado uma fonte p/ eletrodos revestidos.
Baixo custo.
Usado em tochas convencionais.
Não há desgaste do eletrodo por contato.
Sem risco de inclusão de tungstênio.
Desvantagens Rápido desgaste do eletrodo.
Risco de inclusão de tungstênio.
Pequeno risco de inclusão.
Ruído.
Custo mais elevado.
Risco de distúrbio em equipamentos eletrônicos devido a alta frequência.


VANTAGENS E LIMITAÇÕES DO PROCESSO


Vantagens

• Elevado controle da poça de fusão;
• Ótimo acabamento;
• Ótima qualidade das propriedades mecânicas;
• Não apresenta escória, respingos ou fumos de soldagem;
• Possibilidade de soldagem de chapas muito finas;
• Soldagem de inúmeras ligas metálicas (aço, níquel, inoxidáveis, titânio, alumínio, magnésio, cobre, bronze e até mesmo ouro);
• Processo que visa a estanqueidade;
• Em determinadas espessuras e preparações não necessita de material de adição.

Limitações

• Baixas taxas de deposição;
• Necessidade de maior coordenação e experiência do soldador no controle da poça de fusão;
• Dificuldade de manter proteção adequada em ambientes com vento;
• Baixa tolerância a contaminantes.

Publicado em Processos de Soldagem , Palavras-Chave GTAW, Processos de Soldagem, TIG

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