soldagem TIG: Princípios, Aplicações e Tecnologias

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Recentemente, o processo de soldagem TIG tem enfrentado uma crescente competição do processo MIG / MAG aperfeiçoado constantemente e seus processos relacionados. Esses processos têm aumentado drasticamente a produtividade sem concessões à qualidade. Apesar da baixa velocidade da soldagem e baixa taxa de deposição, o processo TIG serviu e ainda serve para muitas aplicações que garantem a alta qualidade dos resultados. Último mas não menos importante – inovações no setor de soldagem asseguram um futuro sustentável para a soldagem TIG. Os tópicos a seguir mencionam detalhadamente as bases deste processo.

 

Princípio

O princípio da tocha TIG é um eletrodo de tungstênio não consumível e resistente à alta temperatura. O arco proveniente do processo aquece e funde o material. Como requerido, o arame é alimentado manualmente, ou pela unidade de alimentação de arame. Em muitos casos, a junta não precisa de material de adição durante a soldagem. A ignição do eletrodo normalmente é realizada sem que o eletrodo toque a peça. Este processo necessita de uma alta voltagem da fonte que liga e desliga temporariamente durante a ignição. Para a maioria dos metais é utilizada a corrente contínua. O alumínio, no entanto, é soldado em corrente alternada.

O bocal é encaixado ao redor do eletrodo de tungstênio. O gás que flui pelo bocal, protege o material aquecido das reações químicas do ar, assegurando a durabilidade e resistência exigida pelo metal soldado. Gases inertes como argônio, hélio ou suas misturas são usados como gases de proteção. Até mesmo o hidrogênio é usado ocasionalmente. Todos esses gases são inativos, no qual o termo técnico “inerte”, do grego, refere-se. O termo usado para descrever o processo de soldagem “tungstênio inerte gás” (TIG) vem do tipo de gás de proteção e material do eletrodo utilizado.

Na soldagem de materiais resistentes à corrosão, por exemplo, aços inoxidáveis, as superfícies aquecidas se oxidam devido ao contato com o oxigênio do ar, que nem sempre pode ser completamente evitado. Então a chamada cor azul anil aparece, podendo ser removida com o retrabalho, que restaura a resistência contra a corrosão. No entanto, é preferível, em primeiro lugar, prevenir a formação da chamada cor azul anil. Isso é possível utilizando os tão chamados gases de proteção, que mantêm a superfície do cordão de solda protegida do ar e em alguns casos influenciam na formação da raiz da solda. Esses gases são essencialmente compostos por hidrogênio e nitrogênio, mas o argônio também é utilizado.

 

Aplicações e vantagens

A soldagem TIG é um processo versátil que pode ser usado para todos os materiais soldáveis e aplicações. As principais áreas de aplicação são em aços inoxidáveis, alumínio e ligas de níquel. O arco concentrado e estável oferece alta qualidade do metal e do cordão de solda, sem respingos ou escórias. Para aplicações com alta exigência na qualidade, por exemplo, construções de tubos e reatores, este processo é a primeira escolha. Além disso, o uso de material de adição é desnecessário para chapas finas menores de 4 mm. A alimentação de arame mecanizada produz uma velocidade de soldagem mais eficiente. A soldagem de chapas espessas significa um custo limitado, sendo que somente a soldagem de raiz é recomendada. A soldagem de preenchimento é melhor com processos potentes, tais como MIG / MAG ou arco submerso.

Para muitas aplicações, a corrente de solda pulsada é útil para prevenir derretimento excessivo do metal base associado ao escorrimento. Para chapas com espessuras especiais, a formação da solda é fácil de ser alcançada, já que o metal base somente se funde em partes localizadas e solidifica novamente.

Sempre que o alumínio é exposto ao ar, uma camada de óxido se forma imediatamente na superfície. Esta camada tem um ponto de fusão de 2015 °C. No entanto, o alumínio se funde a 650 °C. Se a camada de óxido permanece sólida, o alumínio fundido poderia escorrer impossibilitando a junta de solda. Portanto, a camada de óxido deve ser removida pela polaridade positiva do eletrodo, por exemplo. Entretanto, uma desvantagem seria a deterioração do eletrodo e das propriedades da solda, sendo que o eletrodo de tungstênio deve ter polaridade negativa na soldagem TIG. A solução é soldar com corrente alternada. Durante a meia onda positiva, a camada de óxido se rompe. A meia onda negativa aumenta a fusão e a penetração e gera a potência de soldagem exigida.

 

Tecnologia dos equipamentos   

TIG Welding  Independente do comprimento do arco, uma fonte de solda TIG ideal      possui uma corrente contínua constante. O ajuste contínuo da corrente é    exigido para todos os tipos de chapas finas, no qual a fonte de solda  tiristorizada filtra e retifica a direção da corrente do transformador de  solda. A desvantagem da fonte de solda tiristorizada se deve à baixa  eficiência devido à alta potência necessária para suavizar a corrente de  solda.

As modernas fontes de solda inversoras não apresentam tal desvantagem, e oferecem uma vantagem adicional de reação rápida às mudanças no processo de soldagem. Ao invés da voltagem principal, a voltagem pulsada com a alta freqüência chega ao transformador. Graças à alta freqüência, a fonte é muito mais leve, compacta e com um design eficiente diferentemente da fonte tiristorizada. A baixa corrente ondulada do transformador significa um design compacto substancial, e não necessita de alta potência. O retificador consiste simplesmente de diodos não controlados.

Para gerar uma corrente alternada (AC) para soldagem de alumínio, fontes de solda compatíveis à corrente alternada têm um inversor de corrente do retificador. Muitas fontes de solda permitem o usuário selecionar uma corrente alternada senoidal ou retangular, bem como a combinação das duas. A corrente de solda senoidal se torna instável com arco muito suave. Com a corrente de solda retangular, o arco torna-se estável. A combinação das correntes de solda senoidal e retangular é muito estável e extremamente suave ao mesmo tempo.

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TIG

Soldagem TIG

Resumo   

O processo TIG definitivamente não é o processo de soldagem mais econômico. No entanto, aperfeiçoamentos no setor de fontes de solda, bem como aplicações mecanizadas e automatizadas, qualificam a soldagem TIG para um alto volume de produção. De qualquer forma, o processo TIG tem sido a primeira escolha para uma vasta gama de aplicações que requerem altos padrões.