O que é soldagem TIG?

Introdução

TIG é o processo de soldagem a arco elétrico com eletrodo não consumível de tungstênio ou liga de tungstênio sob uma proteção gasosa de gás inerte ou misturas de gases inertes. Pode ou não ser utilizado material de adição (também conhecida como vareta, veja abaixo).

Este artigo pressupõe que você já tem noções sobre soldagem. Precisa de uma introdução sobre soldagem ou um material sobre o que é soldagem?

Obs.: O assunto aqui é somente o processo de soldagem TIG. Para saber sobre os outros processos de soldagem siga o link.

Fundamentos do processo

A soldagem pelo processo TIG(ou GTAW) é a união de metais pelo aquecimento e fusão destes com um arco elétrico estabelecido entre um eletrodo de tungstênio não consumível e a peça.

A proteção durante a soldagem é conseguida com um gás inerte ou mistura de gases inertes, que também tem a função de transmitir a corrente elétrica quando ionizados durante o processo.

A soldagem pode ser feita com ou sem metal de adição. Quando é feita com metal de adição, ele não é transferido através do arco, mas é fundido pelo arco. O eletrodo que conduz à corrente é um arame de tungstênio puro ou liga deste material (a vareta não é um eletrodo, não transmite corrente).
A área do arco é protegida da contaminação atmosférica pelo gás de proteção, que flui do bico da pistola.

O gás remove o ar, eliminando a contaminação do metal fundido e do eletrodo de tungstênio aquecido pelo nitrogênio e oxigênio presentes na atmosfera. Há pouco ou nenhum salpico e fumaça.

A camada da solda é suave e uniforme, requerendo pouco ou nenhum acabamento posterior.

A soldagem TIG pode ser usada para executar soldas de alta qualidade na maioria dos metais e ligas. Não há nenhuma escória e o processo pode ser usado em todas as posições este processo é o mais lento dos processos manuais.

Apesar de ser o processo mais lento (menos produtivo), ele é muito utilizado para fazer a raiz das soldas quando não há acesso para soldar do outro lado.

A preferência por ele é porque o soldador tem grande poder de manipulação da soldagem e isso permite fazer uma solda de alta qualidade. É claro que com grande liberdade de manuseio o processo TIG acaba também exigindo grande habildade e treinamento por parte do soldador.

Equipamentos de soldagem

A soldagem TIG é usualmente um processo manual, mas pode ser mecanizado e até mesmo automatizado. Só para exemplificar a mecanização, é comum, por exemplo, usar o processo TIG (método "arame quente") para realizar o revestimento anticorrosivo (clad).

O equipamento necessita ter:
  • Um porta eletrodo com passagem de gás e um bico para direcionar o gás protetor ao redor do arco e um mecanismo de garra para conter e energizar um eletrodo de tungstênio, denominado pistola;
  • Um suprimento de gás de proteção;
  • Um fluxímetro e regulador-redutor de pressão do gás;
  • Uma fonte de energia, com características volt-ampere idênticas ao do eletrodo revestido;
  • Uma fonte de alta frequência
  • Um suprimento de água de refrigeração, se a pistola for refrigerada a água.
As variáveis que mais afetam este processo são as variáveis elétricas (corrente tensão e características da fonte de energia).

Elas afetam na quantidade, distribuição e no controle de calor produzido pelo arco e também desempenham um papel importante na sua estabilidade e, finalmente, na remoção de óxidos refratários (resistentes ao calor) da superfície de alguns metais leves e suas ligas.

Os eletrodos de tungstênio usados na soldagem TIG são de várias classificações e os requisitos destes são dados na norma AWS A 5.12, basicamente temos:
• EWPTungstênio puro (99.5%)
• EWCe-2Tungstênio com 1,8 a 2,2% de CeO2;
• EWLa-1Tungstênio com 0,9 a 1,2% de La2O3;
• EWTh-1Tungstênio com 0,8 a 1,2% de Th02;
• EWTh-2Tungstênio com 1,7 a 2,2% de Th02;
• EWGTungstênio (94,5%) com adição de alguns elementos não identificados.
A adição de tório e zircônio ao tungstênio permite a este emitir elétrons mais facilmente quando aquecido. O eletrodo do tipo EWth-2 é o mais utilizado porém a Petrobras tem posto restrições para o uso dele devido a questões de segurança do trabalho.

Consumíveis – metais de adição e gases

Uma ampla variedade de metais e ligas estão disponíveis para utilização como metais de adição no processo de soldagem TIG.

Os metais de adição, se utilizados, normalmente são similares ao metal que está sendo soldado (boa prática).

Os gases de proteção mais comumente usados para soldagem TIG são argônio, hélio ou uma mistura destes dois gases. O argônio é muitas vezes preferido em relação ao hélio porque apresenta várias vantagens:

  • Ação do arco mais suave e sem turbulências.
  • Menor tensão no arco para uma dada corrente e comprimento de arco.
  • Maior ação de limpeza na soldagem de materiais como alumínio e magnésio, em corrente alternada.
  • Menos custo e maior disponibilidade.
  • Menor vazão de gás para uma boa proteção (na posição plana).
  • Melhor resistência a corrente de ar transversal.
  • Mais fácil a iniciação do arco (devido ao menor potencial de ionização).

Por outro lado, o uso do hélio usado como gás de proteção, resulta em uma tensão de arco mais alta para um dado comprimento de arco e corrente em relação ao argônio, produzindo mais calor, e assim é mais efetivo para soldagem de materiais espessos (especialmente metais de alta condutividade, tal como alumínio).

Entretanto, visto que a densidade do hélio é menor que a do argônio, usualmente são necessárias maiores vazões de gás para se obter um arco mais estável e uma proteção adequada da poça de fusão, durante a soldagem na posição plana.

Pela necessidade de alta vazão e pelo custo mais alto do hélio (em relação ao argônio), o gás argônio acaba sendo o mais usado no Brasil.

Características e aplicações

A soldagem TIG é um processo bastante adequado para espessuras finas devido ao excelente controle da poça de fusão (arco elétrico). O processo pode ser aplicado em locais que não necessitam de metal de adição (normalmente limitado para aço inox de baixa espessura).

Este processo pode também unir paredes espessas de chapas e tubos de aço e de ligas metálicas. É usado tanto para soldagem de metais ferrosos como de não ferrosos. Os passes de raiz de tubulações de aço carbono e aço inoxidável, especialmente aquelas de aplicações críticas, são frequentemente soldadas pelo processo TIG.

Embora a soldagem TIG tenha um alto custo inicial e baixa produtividade, estes são compensados pela possibilidade de se soldar muitos tipos de metais, de espessuras e em posições não possíveis por outros processos, bem como pela obtenção de soldas de alta qualidade e resistência.

A soldagem TIG possibilita soldar alumínio, magnésio, titânio, cobre e aços inoxidáveis, como também metais de soldagem difícil e outros de soldagem relativamente fácil como os aços carbono. Alguns metais podem ser soldados em todas as posições, dependendo da corrente de soldagem e da habilidade do soldador.

A corrente usada na soldagem TIG pode ser alternada ou continua. Com a corrente contínua pode-se usar polaridade direta ou inversa.

Entretanto, visto que a polaridade direta produz o mínimo de aquecimento no eletrodo e o máximo de aquecimento no metal de base, eletrodos menores podem ser usados, obtendo-se profundidade de penetração ainda maior do que a obtida com polaridade inversa ou com corrente alternada.

Quando se deseja baixa penetração, deve-se optar pela situação que leva ao aquecimento mínimo do metal de base, usando-se a polaridade inversa ou corrente alternada.

Na soldagem de alumínio a corrente utilizada é alternada, sendo necessário um dispositivo de alta frequência que está normalmente embutido no equipamento.

A despeito das vantagens citadas, é conveniente lembrar que a soldagem TIG, para ser bem sucedida, requer uma excepcional limpeza das juntas a serem soldadas e um treinamento extenso do soldador.

Uma consideração que se deve ter em mente é o ângulo do cone da ponta do eletrodo de tungstênio, pois a conicidade afeta a penetração da solda. No entanto esta preparação só ocorre para soldagem com corrente contínua polaridade direta.

Se a curvatura da extremidade do eletrodo for diminuída (ponta mais aguda), a largura do cordão tende a aumentar e a penetração diminui. A ponta tornando-se aguda demais, a densidade de corrente elétrica aumenta e a extremidade deste pode atingir temperaturas superiores ao ponto de fusão do eletrodo, quando então irá se desprender do eletrodo e fizer parte da poça de fusão, constituindo após sua solidificação numa inclusão de tungstênio no metal de solda (inclusão metálica).

A faixa de espessura para soldagem TIG (dependendo do tipo de corrente, tamanho do eletrodo, diâmetro do arame, metal de base, e gás escolhido) vai de 0,1 mm a 50 mm.

Quando a espessura excede 5 mm, precauções devem ser tomadas para controlar o aumento de temperatura, na soldagem multipasse. A taxa de deposição, dependendo dos mesmos fatores listados para espessura, pode variar de 0,2 a 1,3 kg/h.

Preparação e limpeza das juntas

A preparação e limpeza das juntas para a soldagem TIG requerem todos os cuidados exigidos para a soldagem com eletrodo revestido e mais:

  • A limpeza do chanfro e bordas devem ser ao metal brilhante, numa faixa de 10 mm, pelos lados interno e externo.
  • Quando da deposição da raiz da solda deve ser empregada a proteção, por meio de gás inerte, pelo outro lado da peça. A este gás injetado na raiz da junta, chamamos de Purga. Para os aços carbono não é necessária a proteção pelo lado interno da junta (purga), com a notável exceção de você usar um consumível especial (inconel por exemplo).

Descontinuidades induzidas pelo processo

A exceção da inclusão de escória, a maioria das descontinuidades listadas para os outros processos de soldagem pode ser encontrada na soldagem TIG. É importante que o inspetor de soldagem saiba que:

Falta de fusão

Pode acontecer se usarmos uma técnica de soldagem inadequada. A penetração do arco na soldagem TIG é relativamente pequena. Por esta razão, para a soldagem TIG devem ser especificadas juntas (ou chanfros) adequadas ao processo. Por adequado entenda maior angulo de chanfro.

Inclusão de tungstênio

Podem resultar de um contato acidental do eletrodo de tungstênio com a poça de fusão: a extremidade quente do eletrodo de tungstênio pode fundir-se, transformando-se numa gota de tungstênio que é transferida à poça de fusão, produzindo assim uma inclusão de tungstênio na solda. A aceitabilidade ou não dessas inclusões depende do código que rege o serviço que está sendo executado.

Porosidade

Pode ocorrer devido à limpeza inadequada do chanfro ou a impurezas contidas no metal de base ou por deficiência no suprimento do gás.

Trincas

Na soldagem TIG normalmente são devidas á trincamento a quente (Assunto para o N2). O que o pessoal faz para "fabricar uma trinca" é colocar um pouco de cobre no aço carbono a ser soldado. Após a soldagem, a região que tinha a impureza (cobre) normalmente trinca.
Trincas longitudinais podem ocorrer em depósitos feitos em alta velocidade.

Trincas de cratera

Na maioria das vezes, são devidas as correntes de soldagem impróprias. As trincas devidas ao hidrogênio (trinca a frio), quando aparecem, são decorrentes de umidade no gás inerte.

Condições de proteção individual

Na soldagem TIG a quantidade de radiação ultravioleta liberada é bastante grande. Partes da pele diretamente expostas a tais radiações queimam-se rapidamente, o que exige precauções; a proteção da vista é fundamental.

Outro aspecto dessas radiações é sua capacidade de decompor solvente, com a liberação de gases bastante tóxicos. Dai em ambientes confinados devemos cuidar para que não haja solventes nas imediações.

Resumo da solda TIG

Observe a figura a seguir ela contém resumidamente algumas das informações mais importantes sobre a soldagem TIG.

Links, referências e processos relacionados

Gostou deste artigo sobre o processo TIG? O processo de soldagem a plasma é bem parecido:

O que é soldagem a plasma (PAW)?

Tava difícil de acompanhar? Que tal uma introdução a soldagem?

Talvez você se interesse por outros processos de soldagem.

Comentários

Sobre...


Apaixonado por soldagem, Gelson Luz é Engenheiro Mecânico especialista em Soldagem. Pesquise por "Gelson Luz" no seu buscador preferido para saber mais.
Nome

Documentos-Técnicos,1,Inspeção,18,Processos-de-Soldagem,9,
ltr
item
Soldagem: O que é soldagem TIG?
O que é soldagem TIG?
https://1.bp.blogspot.com/-PoRkVp7B4AQ/W6vCjBUdALI/AAAAAAAAGR4/IqiHWs-o640pUb3L8bgD0N5aG4P_kwPiwCEwYBhgL/s1600/tocha-TIG.png
https://1.bp.blogspot.com/-PoRkVp7B4AQ/W6vCjBUdALI/AAAAAAAAGR4/IqiHWs-o640pUb3L8bgD0N5aG4P_kwPiwCEwYBhgL/s72-c/tocha-TIG.png
Soldagem
https://www.soldagem.gelsonluz.com/2018/09/o-que-e-soldagem-tig.html
https://www.soldagem.gelsonluz.com/
http://www.soldagem.gelsonluz.com/
http://www.soldagem.gelsonluz.com/2018/09/o-que-e-soldagem-tig.html
true
1929823292235266703
UTF-8
Todos os artigos foram carregados Não encontrei nenhum artigo. Ver todos Leia mais Responder Cancelar resposta Apagar Por Início Páginas Artigos Ver todos Recomendado para você TAGS Arquivo Procurar Todos os artigos Não encontrei nenhum artigo para sua pesquisa Voltar ao início Domingo Segunda Terça Quarta Quinta Sexta Sábado Dom Seg Ter Qua Qui Sex Sáb Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro Jan Fev Mar Abr Maio Jun Jul Ago Set Out Nov Dez agora mesmo 1 minuto atrás $$1$$ minutes ago 1 hora atrás $$1$$ hours ago Ontem $$1$$ days ago $$1$$ weeks ago mais de 5 semanas atrás Seguidores Seguir Este é um conteúdo exclusivo Passo 1: Compartilhe. Passo 2: Clique no link que você compartilhou para desbloquear Copiar todo o código Selecionar todo o código Todos os códigos foram copiados para a memória Can not copy the codes / texts, please press [CTRL]+[C] (or CMD+C with Mac) to copy