Características do processo

TIG é o processo de soldagem ao arco elétrico com proteção gasosa que utiliza eletrodo de tungstênio, um gás inerte, para proteger a poça de fusão. O nome TIG é uma abreviação de Tungsten Inert Gas (gás inerte tungstênio), em que tungstênio é o material de que é feito o eletrodo e gás inerte refere-se ao gás que não reage com outros materiais. Na Alemanha, o processo TIG é conhecido como WIG, sigla de Wolfranium Inert Gas. O processo TIG apresenta variantes, tais como a soldagem TIG por pontos, TIG por corrente pulsada e TIG com arame quente ou “hot wire”. O processo TIG também é conhecido por GTAW ou Gas Tungsten Are Welding (soldagem a arco com gás tungstênio).

No processo TIG, o aquecimento é obtido por meio de um arco elétrico gerado com auxílio de um eletrodo não consumível de tungstênio o qual não deve se fundir para evitar defeitos ou descontinuidades no cordão de solda. O eletrodo e a poça de fusão são protegidos por uma atmosfera gasosa constituída de gás inerte, isto é, um gás que não reage com outros materiais, ou uma mistura de gases inertes, geralmente argônio ou hélio.

O processo TIG permite soldar materiais com ou sem material de adição. Dependendo da aplicação da solda, é possível adicionar material à poça de fusão; nesse caso, o material deverá ser compatível com o metal de base.

O processo TIG foi desenvolvido na década de 40 para soldagem de aços inoxidáveis e de ligas de alumínio e magnésio; atualmente, é utilizado para soldar praticamente todos os metais.

Aplicação

O processo TIG é utilizado na soldagem de todos os tipos de juntas e chapas, principalmente as de espessura menor que 10mm. É um processo adequado a quase todos os metais, em especial titânio, zircônio, ligas de alumínio e magnésio, aços ligados, inoxidáveis, ligas de níquel e ligas especiais. É um processo bastante utilizado para soldagem de tubos, na indústria aeroespacial e nuclear e em trabalhos de reparação devido à facilidade em controlar o processo e à possibilidade de utilizar material de adição.

vantagens

Este processo tem a vantagem de apresentar cordões de solda de alta qualidade, sem escória e sem respingos e pode ser empregado em todas as posições e tipos de junta. Em razão de admitir um controle preciso de entrega térmica, a soldagem TIG é a mais adequada para unir metais de pequena espessura, para fazer cordões em componentes sensíveis ao calor, para trabalhos de manutenção e também para soldar pontos em chapas finas.

desvantagens

Uma desvantagem no processo TIG é que o trabalho só pode ser realizado em local coberto ou protegido; se utilizada no campo, a soldagem TIG sofre a influência da circulação de ar no local e a proteção fornecida pelo gás inerte é prejudicada; outra desvantagem é que na soldagem de chapas grossas sua produtividade é baixa.

Eletrodo

O eletrodo utilizado na soldagem TIG é o de tungstênio, que tem o maior ponto de fusão dos metais: 3400°C. Além disso, o tungstênio é chamado termoiônico porque tem facilidade de emitir elétrons, o que auxilia bastante a estabilidade do arco; o tungstênio pode ser puro (99%) ou com ligas de zircônio ou tório.

Os eletrodos de tungstênio puro têm a vantagem de apresentar menor custo e menor efeito de retificação quando utilizada a corrente alternada. Por outro lado, as desvantagens são a dificuldade na abertura do arco e menor durabilidade.

composição química do eletrodo

Os elementos químicos adicionados ao eletrodo são importantes para permitir um desempenho melhor do processo de soldagem. Os eletrodos com adição de zircônia ou tória apresentam vantagens, tais como maior durabilidade, maior resistência com potências elevadas e melhores propriedades de ignição. Por outro lado, as desvantagens, quando se utiliza corrente alternada, são o custo maior, maior efeito de retificação e menor estabilidade do arco.

A norma AWS A5.12-92 estabelece um código para a identificação dos eletrodos conforme sua composição química. Segundo esse código, a letra E significa eletrodo; W é para wolfrâmio (ou tungstênio), o elemento químico de que é feito o eletrodo, X é o elemento químico adicionado ao eletrodo e P significa puro.

EWCe é o eletrodo de tungstênio com óxido de cério, conhecido como céria; este tipo de eletrodoapresenta maior facilidade de ignição, melhor estabilidade do arco, reduzida taxa de vaporização ou queima e trabalha muito bem com corrente alternada ou contínua, em qualquer polaridade; estas vantagens aumentam com o aumento de quantidade de céria.

EWLa é o eletrodo de tungstênio que contém 1 % de oxido de lantânio, conhecido como lantânia; as características de operação e vantagens deste eletrodo são muito similares às do eletrodo com céria.

O eletrodo EWTh contém óxido de tório, conhecido como tória; a tória é responsável pelo aumento de vida útil do eletrodo em relação aos eletrodos de tungstênio puro devido a sua alta emissão de elétrons, melhor ignição e estabilidade do arco. Estes eletrodos têm maior vida útil e apresentam grande resistência a contaminantes de tungstêncio na solda.

E WZr é o eletrodo com adição de óxido de zircônio, conhecido como zircônia; este eletrodo é o preferido para aplicações nas quais a contaminação por tungstênio deve ser minimizada. O eletrodo com zircônia tem bom desempenho quando usado com corrente alternada e apresenta alta resistência a contaminação.

classificação do eletrodo

A classificação do eletrodo quanto à composição química encontra-se na norma ANSI/AWS A5.12-92, apresentada no quadro.

preparação do eletrodo

Conforme a corrente utilizada na soldagem, bem como o diâmetro do eletrodo, é necessário fazer uma preparação prévia da ponta do eletrodo. Essa preparação é feita por meio de esmerilhamento da ponta, sempre no sentido longitudinal, para facilitar o direcionamento dos elétrons. Emcasos especiais, as marcas do esmerilhamento são retiradas por meio de polimento.

Na soldagem com corrente contínua, a ponta do eletrodo deve ser pontiaguda. O cone correto da ponta pode ser obtido por uma norma prática: a altura do cone deve ser duas vezes o diâmetro do eletrodo.

No caso de soldagem com corrente alternada, a ponta do eletrodo deve ser ligeiramente arredondada.

escolha do eletrodo

A escolha do tipo e do diâmetro do eletrodo deve levar em consideração a espessura e o tipo do material, o tipo de junta, o número de passes e os parâmetros de soldagem, como amperagem e tensão, além da composição química do eletrodo. Um quadro auxilia a seleção do eletrodo.

Parâmetros de soldagem

Os parâmetros de soldagem são responsáveis pela qualidade do cordão de solda; assim, é preciso conhecer essas variáveis para escolher o procedimento adequado a cada tipo de trabalho. Os parâmetros a considerar são o comprimento do arco, a velocidade de soldagem, a vazão do gás e a corrente de soldagem.

comprimento do arco

O comprimento do arco é a distância entre a ponta do eletrodo e o metal de base; o aumento do comprimento faz aumentar também a tensão do arco, sob uma dada corrente de soldagem e determinado gás de proteção. O comprimento do arco influencia o cordão de solda, que será tanto mais largo quanto maior for o arco. Um arco muito curto ou muito longo torna-se instável, favorecendo a formação de porosidades, mordeduras e falta de fusão.

velocidade de soldagem

A velocidade de soldagem tem influência sobre a penetração e a largura do cordão de solda; assim, se a velocidade aumenta, a penetração e o cordão diminuem, acontecendo o mesmo também com o reforço, quando se solda com adição de metal. Uma velocidade maior melhora a eficiência e a produtividade da soldagem, reduzindo os custos de produção; no entanto, velocidades altas demais podem causar descontinuidades, como falta de penetração e mordeduras.

vazão do gás

Para que a proteção oferecida pelo gás seja eficiente, é preciso considerar a vazão do gás. A vazão deve ser forte o suficiente para deslocar o ar para longe da área da solda e assim proteger a poça de fusão; no entanto, uma vazão elevada pode causar turbulência no fluxo do gás, resultando em descontinuidade ou defeitos no cordão e instabilidade doarco, sem falar no custo maior de soldagem.

A vazão ideal leva em consideração fatores como; tipo de gás utilizado; distância entre o bocal e a peça; tipo e posição da tocha; tipo de junta; diâmetro do bocal; velocidade e posição de soldagem; tipo de metal a ser soldado e tamanho da poça de fusão. Existem no mercado dispositivos adaptáveis à tocha que permitem um fluxo de gás mais suave e eficiente. Uma regra para determinar a vazão ideal é fazer um teste, iniciando com vazão elevada e diminuir gradativamente até que comece uma oxidação superficial do cordão; a vazão ideal será a mais próxima e superior a essa.

uma vazão baixa não oferece proteção adequada à poça de fusão, causando também descontinuidades

corrente de soldagem

O ajuste da vazão de gás está relacionado com a intensidade de corrente ideal para os diferentes metais a soldar. Considerando o argônio como gás de proteção, a relação vazão/corrente pode ser mostrada em um quadro.

Um quadro pode auxiliar a selecionar o gás recomendado para os diferentes metais.

Consumíveis

Os consumíveis utilizados na soldagem TIG são o metal de adição e os gases de proteção.

metal de adição

metal de adição

O metal de adição para soldagem TIG é geralmente apresentado sob forma de vareta com cerca de 1 metro de comprimento. No caso de soldagem mecanizada, utilizam-se bobinas de fio enrolado. Os diâmetros dos fios e das varetas obedecem a um padrão que varia entre 0,5mm e 5mm. Os materiais e ligas utilizados na confecção das varetas são variados; classificam-se segundo sua composição química e de acordo com as propriedades do metal depositado.

é importante que o metal de adição esteja isento de umidade, oleosidade e oxidação

escolha do metal de adição

A escolha do metal de adição leva em consideração fatores como: similaridade com o metal de base, composição química, propriedades mecânicas e custos razoáveis. O diâmetro do fio ou da vareta deve corresponder à espessura das peças a soldar ou à quantidade de material que será depositada. Estas informações encontram-se disponíveis nos catálogos dos fabricantes.

especificação do metal de adição

Os consumíveis utilizados como metal de adição na soldagem TIG são especificados segundo normas que definem as características do arame, as propriedades mecânicas desejadas, ensaios recomendados, dados de identificação, garantia do fabricante, condições de aceitação e embalagem.

Um quadro pode auxiliar na busca da norma AWS referente a um determinado metal de base a ser soldado, com a especificação completa do material de adição recomendado para tal soldagem.

gás de proteção

Os gases de proteção utilizados no processo TIG são os inertes, isto é, que não reagem com o eletrodo nem com a poça de fusão; como exemplos citam-se o argônio, mais utilizado, o hélio ou uma mistura de ambos.

Os gases de proteção do processo TIG devem ter um grau de pureza de 99,99%, no mínimo, para que a solda apresente a qualidade desejada. O teor de umidade também é um fator importante que deve ser controlado.

A escolha do gás depende de fatores como tipo de metal que se quer soldar, espessura das peças e posição de soldagem. As misturas de argônio e hélio, respectivamente 70% e 30% e 30% e 70%, são as que apresentam os melhores resultados na soldagem de metais não ferrosos, como alumínio, magnésio e ligas. As misturas argônio e hidrogênio (8% em geral) são as mais utilizadas em soldagem TIG manual e automática dos aços inoxidáveis.

função do gás

A principal função de um gás de proteção no processo TIG é excluir os gases da atmosfera que podem contaminar a poça de fusão, o eletrodo e a parte aquecida da vareta de adição. A escolha do gás é importante porque influencia a velocidade de soldagem.

emprego do argônio

O emprego do gás argônio no processo TIG apresenta algumas vantagens, como uma boa estabilidade do arco; baixo consumo do gás; baixas tensões de arco; custo baixo do processo; facilidade na abertura do arco; melhor efeito de limpeza de óxidos quando usada a corrente alternada. Por ser mais pesado que o ar, o argônio forma uma eficiente cortina de proteção ao redor da poça de fusão.

emprego do hélio

O gás hélio empregado no processo TIG apresenta consumo alto, pois é um gás mais leve que o ar; sua densidade baixa provoca a subida do gás em turbulência, prejudicando a proteção da poça de fusão; por isso, o fluxo do hélio deve ser de 2 a 3 vezes maior que a do argônio. O hélio requer altas tensões de soldagem, o que demanda maior energia para uma mesma corrente e comprimento de arco; permite grande penetração do cordão de solda; apresenta custo alto, mas, em contrapartida, possibilita maior velocidade no caso de soldagem automática de alumínio e suas ligas. Em soldagem automática de alumínio e suas ligas, o gás hélio puro pode ser utilizado com corrente contínua e polaridade negativa.

Equipamento

Para as aplicações mais comuns, o equipamento requerido para soldagem pelo processo TIG é relativamente simples. Consiste de uma fonte de energia elétrica que pode ser ao mesmo tempo um transformador, no caso de corrente alternada, ou um retificador ou gerador, no caso de corrente contínua; uma tocha com suporte para o eletrodo; um cabo de condução para o gás de proteção; um cabo para o sistema de refrigeração e um para a fonte de energia; uma fonte de gás, que pode ser um cilindro e um regulador de pressão, ou um conjunto de cilindros com canalização para alimentar a rede de distribuição, no caso de soldagem com vários postos de trabalho; e um regulador de vazão de gás.

transformador

Um transformador básico para soldagem com corrente alternada apresenta as seguintes partes: transformador monofásico ou trifásico, responsável pela transformação da corrente da rede em corrente de soldagem, pela redução da tensão da rede para tensão de soldagem e pelo aumento da intensidade da corrente da rede para intensidade de corrente de soldagem; gerador de alta frequência, que gera impulsos de alta tensão de elevada frequência para ignição sem contato do arco

elétrico durante a soldagem; condensador protetor; condensador-filtro, para compensação das semi-ondas variáveis de corrente que podem surgir na soldagem; válvula magnética de gás protetor, para abertura e fechamento eletromagnéticos do suprimento de gás; e unidades de comando, com as funções de ativação e desativação da corrente de soldagem, regulagem da intensidade da corrente de soldagem, controle da válvula magnética de gás protetor com tempo regulável para pré e pós-fluxo, regulagem do condensador de filtragem.

retificador

Um retificador para soldagem TIG com corrente contínua apresenta as seguintes partes: transformador monofásico ou trifásico, responsável pela diminuição da tensão da rede para tensão de soldagem e aumento da intensidade de corrente da rede para intensidade de corrente de soldagem; retificador, que transforma a corrente alternada monofásica ou trifásica em corrente contínua; ventilador-resfriador; chave de pressão de água; válvula magnética de gás protetor, e unidades de comando, com as funções de ativação e desativação da corrente de soldagem, regulagem da intensidade da corrente de soldagem, controle da válvula magnética de gás protetor com tempo regulável para pré e pós-fluxo e desativação da corrente de soldagem na falta de água.

tocha

A tocha conduz a corrente e o gás inerte para a zona de soldagem; tem a extremidade revestida de material isolante a fim de ser manuseada com segurança pelo operador. A tocha serve como suporte do eletrodo de tungstênio e também fornece o gás de proteção. Dentro da tocha existe uma pinça que segura o eletrodo, e que deve ser selecionada de acordo com o diâmetro do eletrodo. Uma grande variedade de tochas existente no mercado possibilita sua adaptação a soldas de difícil acesso.

O bocal da tocha, que pode ser cerâmico ou metálico, tem a função de direcionar o gás de proteção; também deve ser escolhido segundo a espessura e a forma da junta a ser soldada ou a corrente elétrica utilizada. O bocal de cerâmica é recomendado para corrente de soldagem inferior a 250 A. O diâmetro do bocal de gás deve ter um tamanho suficiente para proteger adequadamente a poça de fusão e a área aquecida.

uma regra prática diz que o diâmetro interno do bocal deve ser de quatro vezes o diâmetro do eletrodo

sistema de refrigeração da tocha

O forte calor do arco elétrico e as altas correntes impõem a refrigeração da tocha e do cabo de soldagem. Desta forma, consegue-se uma proteção adequada e o equipamento torna-se flexível e de fácil manejo. A refrigeração da tocha pode ser feita por água ou por ar.

refrigeração a água

A água utilizada para o resfriamento deve ser limpa, a fim de não restringir ou entupir as passagens, o que ocasiona superaquecimento e avaria do equipamento. Nos casos em que a água disponível não é limpa, aconselha-se o uso de filtros. A maioria das oficinas tem um suprimento de água potável; no entanto, à vezes o trabalho é executado em grandes oficinas ou no campo, onde nem sempre se pode obter água sob pressão adequada, principalmente quando se usa mangueira muito longa; em tais casos, recomenda-se o uso de uma unidade com bomba e tanque de água, com capacidade suficiente para as necessidades. Modernos conjuntos TIG com tochas resfriadas a água dispõem de uma unidade autônoma de resfriamento.

A pressão adequada de água varia de acordo com a tocha; se a pressão de água existente for superior a 4kg/cm², é necessário utilizar o regulador de água para evitar possíveis avarias nas mangueiras. O sistema de refrigeração a água, dotado de motor elétrico, bomba e radiador, é empregado em ciclos de trabalho bem altos, na faixa de 200 a 450A, dependendo do fabricante.

refrigeração a ar

A tocha também pode ser refrigerada a ar; esse sistema está limitado a uma corrente em torno de 200 A, conforme o fabricante, e é utilizado na soldagem de chapas finas, com um ciclo de trabalho bem baixo. A tocha refrigerada a ar é mais leve e tem um custo menor que o do sistema a água.

ignição do arco

No processo TIG, a ignição do arco é feita sem tocar o eletrodo na peça para evitar a transferência do tungstênio para a peça e danos no eletrodo, o qual deve ser apontado antes do início do trabalho. A abertura é feita por meio de dispositivos que formam um tipo de arco piloto. O mais utilizado é um ignitor de alta freqüência que providencia um sinal de alta tensão e alta frequência, de 5kV e 5kHz, e permite a ionização da coluna de gás entre o eletrodo e a peça, induzindo a abertura. Alguns segundos antes de abrir o arco, é recomendável iniciar a vazão do gás inerte; esse intervalo de tempo é conhecido como pré-purga de gás. Em seguida, acende-se o arco com auxílio do ignitor de alta frequência e dirige-se a tocha para um determinado local de modo a permitira formação da poça de fusão; quando a poça atinge o tamanho necessário, pode-se iniciar a soldagem.

o sinal de alta frequência é de potência baixíssima e não afeta a segurança do operador

cilindro de gás

O gás de proteção é fornecido em cilindros de aço sob pressão. Para tornar a pressão adequada ao funcionamento da tocha, adapta-se um regulador com medidor de vazão. A medição da vazão é necessária porque os vários materiais requerem diferentes fluxos de gás para uma proteção adequada. Nos casos em que grande quantidade de material é soldada continuamente, é possível fazer estoques de argônio líquido, de mistura de gases e também de argônio e outros gases, usando misturadores e uma canalização de cilindros com medidor de vazão para cada posto de soldagem.

Fontes de soldagem

No processo de soldagem TIG, as fontes de soldagem fornecem corrente contínua (CC) ou corrente alternada (CA), dependendo da aplicação que será feita da soldagem.

corrente contínua

Quando se trabalha com CC, o ignitor de alta frequência é usado apenas para abrir o arco e em seguida é desligado. Geralmente os aparelhos possuem um dispositivo que inibe as faíscas do ignitor quando o arco está aberto. Na soldagem com CC, o circuito pode ter o eletrodo ligado tanto ao polo negativo quanto ao positivo.

corrente contínua com polaridade negativa

Quando o eletrodo está ligado ao polo negativo, CC”, os elétrons fluem do eletrodo em altas velocidades, bombardeando o metal de base e provocando um aquecimento considerável nesse metal; a concentração de calor, portanto, é de aproximadamente 70% na peça e 30% no eletrodo.

O cordão de solda obtido com CC é estreito e com grande penetração. Este tipo de corrente é aplicado na soldagem de aço, cobre, aços austeníticos ao cromo-niquel e ligas resistentes ao calor.

corrente contínua com polaridade positiva

Quando ligado ao polo positivo, CC⁺, o eletrodo é positivo e o metal é negativo; os elétrons fluem do metal de base para o eletrodo, o qual se aquece e tende a fundir a extremidade. A concentração de calor é de aproximadamente 30% na peça e 70% no eletrodo. Por esta razão, a soldagem com CC” requer um eletrodo com diâmetro maior ou uma corrente mais baixa para evitar o superaquecimento e consequente fusão do eletrodo, que contamina a poça de fusão. Esse inconveniente torna a soldagem com CC⁺ pouco utilizada, uma vez que não é viável para correntes elevadas. O cordão de solda obtido é largo, com pequena penetração.

efeito de limpeza

A corrente contínua com polaridade positiva, CC⁺, produz um efeito chamado efeito de limpeza, que é a remoção de camadas superficiais de óxido refratários normalmente presentes nos metais, tais como alumínio e magnésio.

O efeito de limpeza acontece pela ação do arco elétrico: os elétrons que deixam o metal de base ou os íons do gás bombardeiam a película de óxido, causando

seu rompimento. No entanto, como a polaridade positiva é pouco utilizada, costuma-se usar a corrente alternada para provocar esse efeito, uma vez que o rompimento do oxido acontece na metade positiva do ciclo.

corrente alternada

Teoricamente, uma soldagem com CA é uma combinação das soldagens com CC⁺ e CC”. A corrente assemelha-se a uma onda, cuja parte superior representa a polaridade positiva, ou CC⁺, e a inferior a negativa ou CC”. Os elétrons e os íons partem da peça para o eletrodo e vice-versa, causando uma concentração equilibrada de calor de 50% para cada um e um cordão com penetração média.

A CA é aplicada na soldagem de alumínio, magnésio e suas ligas. Na soldagem com CA, o arco tende a extinguir quando a corrente é muito baixa ou nula, uma vez que a corrente cai a zero a cada inversão de polaridade; neste caso, o ignitor deve permanecer ligado para estabilizar a descarga elétrica.

efeito de retificação

Quando se utiliza CA com eletrodo de tungstênio puro, acontece o efeito de retificação, que é a diferença de emissividade eletrônica existente entre o eletrodo de tungstênio e o material que está sendo soldado.

Na CA, existe uma mudança cíclica do fluxo de elétrons, que ora se deslocam do eletrodo de tungstênio para a poça de fusão, ora saem da poça de fusão em direção ao eletrodo. Devido ao efeito de retificação, há um desbalanceamento nesse movimento, tornando a emissão de elétrons vindos da poça de fusão menor que a emissão de elétrons provenientes do eletrodo; isto provoca o aparecimento de duas senóides de intensidades diferentes.

O efeito de retificação é mais prejudicial no caso da soldagem de alumínio e de magnésio, que apresentam oxido refratário, porque o fluxo de elétrons emitido pela poça de fusão não é suficiente para romper completamente a camada de óxido existente durante a soldagem. A fim de atenuar o efeito de retificação, utiliza-se um transformador com condensador-filtro, que equilibra as senóides representantes do fluxo de elétrons.

corrente de alta frequência

Quando se trabalha com CA, existe em algumas máquinas um circuito aberto que fornece alta tensão ou alta frequência por meio de um gerador, com as finalidades de permitir a abertura do arco elétrico sem que o eletrodo toque a peça e também promovera reignição do arco, nas situações em que a corrente alternada tende a zero.

As correntes de soldagem utilizadas no processo TIG apresentam curvas características de forte inclinação ou curvas características tombantes que mostram o comportamento dos parâmetros de tensão e corrente durante a soldagem.

A vantagem de a fonte apresentar essas curvas está em que nos arcos voltaicos curtos ou longos, comuns na soldagem manual e que dependem do soldador, a variação de intensidade da corrente de soldagem é reduzida. Isto significa que durante a soldagem, mesmo com grandes variações do comprimento de arco, que provocam variações também grandes de tensão, a intensidade de corrente permanece aproximadamente a mesma.

De acordo com os objetivos de soldagem, selecionam-se as correntes adequadas a cada material, de acordo com o quadro.

Variantes do processo TIG

O processoTIG apresenta algumas variantes, dentre as quais podemos citar a soldagem TIG por pontos, TIG com corrente pulsada eTIG com arame quente ou “hot wire”.

soldagem TIG por pontos

A variante de soldagem TIG por pontos é feita manualmente, utilizando um porta eletrodo do tipo pistola, constituído de um eletrodo centrado com bocal resfriado a água e um interruptor de controle da operação. O bocal deve ser adequado ao perfil da soldagem e dispositivos especiais são utilizados para garantir a distância entre a tocha e a peça.

Os sistemas de controle de tempo, corrente, gás, água e alta frequência são geralmente automáticos devido à complexidade das sequencias de soldagem.

A soldagem por pontos pode ser feita com corrente alternada ou com corrente contínua e polaridade negativa. A penetração é controlada por meio de ajuste da corrente e de sua duração; é preferível, em alguns casos, utilizar impulsos múltiplos de corrente em vez de um único impulso de longa duração.

soldagem TIG com corrente pulsada

Na variante de soldagem TIG com corrente pulsada, a corrente varia entre um nível de pico e um nível de base. A alternância de corrente entre o pico e a base permite o enchimento automático da cratera que é formada normalmente no final do cordão de solda durante a retirada da tocha.

níveis de pico e base

O nível de pico apresenta elevada intensidade de corrente, duas ou três vezes superior à intensidade utilizada em corrente contínua comum; o nível de base é caracterizado por corrente baixa e tempo de base suficiente para evitar a extinção do arco elétrico mas que proporciona o resfriamento da poça de fusão.

parâmetros de pico e base

Os parâmetros de pico são escolhidos de acordo com o cordão que se quer obter; os parâmetros de base devem permitir a solidificação da poça de fusão e, portanto, trabalhar com baixa intensidade de corrente e determinar o tempo necessário para a manutenção do arco elétrico.

equipamento para TIG com corrente pulsada

O equipamento para soldagem TIG com corrente pulsada pode ser o convencional, com curto-circuito nas resistências de saída por meio de contatores ou relês que aumentam a corrente, ou equipamentos com transdutor ou amplificador magnético, que permitem a mudança de nível da corrente também por meio de contatores ou relês. Outro sistema mais flexível é a fonte de energia com controle direto por transistores, que permite obter qualquer tipo de corrente pulsada com qualquer duração.

vantagens do TIG com corrente pulsada

A corrente pulsada permite a existência de um cordão descontínuo formado por uma série de pontos. Uma das vantagens deste procedimento é dar espaço a variações externas tanto do processo quanto do material, tais como posicionamento das peças e geometria da junta, entre outras. A tolerância operatória é devida principalmente ao fato de que a poça de fusão se solidifica parcialmente entre os pulsos, permitindo um rápido escoamento do calor. Outra vantagem é notada quando se trata de soldagem automatizada, pois a corrente pulsada evita problemas como variações de aporte térmico ou do calor consumido; estas variações provocam faltas de penetração que não podem ser corrigidas pelo operador mas são solucionadas pelo pico e base da corrente.

aplicações do TIG com corrente pulsada

A soldagem TIG com corrente pulsada é também adequada ao trabalho automatizado, uma vez que os picos de corrente possibilitam controle eficaz da penetração. É aplicado com sucesso na soldagem de chapas de diferentes espessuras, de juntas com escoamento assimétrico de calor, em soldagens de penetração total em chapas finas e em passes de raiz em chapa grossa.

soldagem TIG com arame quente

A variante de soldagem TIG com arame quente ou “hot wire” é semelhante à soldagem convencional com material de adição; a diferença está em que neste processo, o arame consumível é aquecido por efeito Joule até atingir uma temperatura próxima de seu ponto de fusão, ainda antes de entrar em contato com a poça de fusão.

Para aquecer o arame, utiliza-se uma fonte secundária de energia que gera a corrente necessária ao aquecimento; o arco funde o metal de base, origina a poça de fusão e esta funde o arame pré-aquecido pela corrente. A fonte alternativa garante a redução dos riscos de interferência magnética no arco. O pré-aquecimento do arame não é recomendado no caso de soldagem de alumínio e cobre puro devido à baixa resistividade desses metais.

adição de energia

Na soldagem com arame quente, a adição de energia provocada pelo aquecimento pode aumentar a taxa de deposição em níveis superiores aos obtidos pelo processo TIG convencional com material de adição; este fato permite reduzir o número de passes em soldagem multipasse e aumentar a velocidade de execução. Além disso, é necessário levar em consideração o diâmetro do arame e sua resistividade, pois estes fatores influenciam a quantidade de calor fornecida por efeito Joule na parte do arame que está fora do bico de contato.

aplicações do TIG com arame quente

A soldagem TIG com arame quente é utilizada nos trabalhos com aço carbono e aço de baixa liga, aço inoxidável, ligas de cobre e ligas de níquel.