Aula 8 - Processos de soldagem (Parte 5) - Soldagem TIG (1)

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Profa.: Dra. Alexandra de Oliveira França Hayama
FUNDIÇÃO E SOLDAGEM
UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDONÓPOLIS
Instituto de Ciências Agrárias e Tecnológicas
Engenharia Mecânica
MÓDULO 2: SOLDAGEM
AULA 8 
PROCESSOS DE SOLDAGEM (PARTE 5)
SOLDAGEM TIG
SOLDAGEM TIG
➢ Processo TIG (Tungsten Inert Gas): A soldagem a arco elétrico com
eletrodo de tungstênio e proteção gasosa é um processo no qual a união
das peças metálicas é produzida pelo aquecimento e fusão destas por
meio de um arco elétrico estabelecido entre um eletrodo de tungstênio,
não consumível, e as peças a unir.
➢ A proteção da poça de
fusão e do arco elétrico
contra a contaminação
pela atmosfera é feita por
uma nuvem de gás inerte
ou mistura de gases
inertes.
➢ A soldagem pode ser
feita com ou sem metal de
adição e pode ser manual
ou automática.
➢ O gás inerte envolve o eletrodo, o arco elétrico, a poça de fusão e a
extremidade da vareta do metal de adição.
➢ Como o tungstênio pode suportar grandes intensidades de corrente, os
eletrodos usados são de pequeno diâmetro, o que permite obter uma fonte
de calor grandemente concentrada.
➢ As juntas soldadas resultantes são de alta qualidade, apresentam-se
lisas, porque o banho fundido que se origina é calmo devido ao arco ser
gerado em atmosfera de gás inerte.
SOLDAGEM TIG
➢ Características:
→ Bom controle da energia transferida para a peça, devido ao controle
independente da fonte de calor e da adição de metal de enchimento;
→ Eficiente proteção contra a contaminação: permite a soldagem de
materiais de difícil soldabilidade, como o alumínio, com bons
resultados.
➢ Vantagens da soldagem TIG:
→ Permite a soldagem em qualquer posição;
→ Gera poucos ou nenhum respingo;
→ Ótimo acabamento;
→ Não apresenta escória ou fumos de soldagem;
→ Possibilidade de soldagem de chapas finas;
→ Soldagem de inúmeros metais e ligas metálicas (por exemplo, aço,
níquel, aços inoxidáveis, titânio, alumínio, magnésio, cobre, bronze e
ouro);
→ Em determinadas condições não necessita de metal de adição.
SOLDAGEM TIG
➢ Desvantagens da soldagem TIG:
→ Produtividade relativamente baixa (baixa velocidade de
solda) para espessuras acima de 3 mm;
→ Baixa taxa de deposição;
→ Necessidade de soldador altamente qualificado, pois
necessita de coordenação e experiência do soldador no
controle da poça de fusão;
→ Dificuldade de manter a proteção adequada em ambientes
com vento.
SOLDAGEM TIG
➢ Entre as variáveis para qualificação do procedimento de soldagem
consideradas essenciais estão:
→ Metal de base, metal de adição e tipo de gás de proteção. Além
dessas há também tipo de junta, posições de soldagem,
características técnicas de soldagem.
➢ Com relação às juntas, os principais fatores que afetam a preparação
da junta nos processos de soldagem por fusão são:
→ Tipo e espessura do material, grau de penetração, economia no
preparo do chanfro, economia no consumo do metal de adição,
posição de soldagem e acesso ao local de soldagem.
▪ O tipo de metal ou liga metálica está relacionado com a
transmissão de calor através da junta. Assim, para metais com
elevada condutibilidade térmica, a junta deve ser tal que diminua
a perda de calor.
▪ A junta deve permitir a penetração ao longo de toda a
espessura da peça, se for o caso.
SOLDAGEM TIG
EQUIPAMENTO
➢ O equipamento de soldagem consiste, de forma simplificada, de uma fonte de
soldagem, uma tocha de solda apropriada, uma fonte de gás protetor, cabos e
mangueiras.
➢ A fonte de gás protetor consiste de um cilindro de gás inerte e reguladores de
pressão e vazão de gases.
➢ A abertura do arco elétrico dá-se a uma certa distância da peça a ser soldada.
→ Se o arco elétrico for aberto tocando a peça, pode haver a transferência
de material do eletrodo para a peça. O material da peça também pode
ficar grudado na ponta do eletrodo, o que prejudica o arco elétrico.
➢ Fonte de energia: pode ter uma adaptação para soldagem
manual, com um pedal para controle da corrente pelo soldador.
Com este recurso, o rechupe que se forma na cratera no final da
soldagem é minimizado.
SOLDAGEM TIG - EQUIPAMENTO
Esquema simplificado dos equipamentos necessários para o processo TIG.
➢ Tocha TIG: é o dispositivo que fixa o eletrodo de tungstênio, conduz a
corrente elétrica e proporciona a saída do gás de proteção na região que
circunda o arco elétrico e a poça de fusão.
➢ As tochas TIG possuem internamente uma pinça, que serve para
segurar o eletrodo de tungstênio e fazer contato elétrico e que deve ter um
tamanho adequado para cada diâmetro de eletrodo. Elas possuem ainda
bocais para direcionamento do fluxo de gás.
➢ A tocha TIG possui um interruptor para dar início ao processo de
soldagem.
SOLDAGEM TIG - EQUIPAMENTO
➢ A tocha TIG para soldagem manual pode ser refrigerada por ar
ou água, dependendo da corrente de soldagem utilizada.
SOLDAGEM TIG - EQUIPAMENTO
Vídeo 1: Soldagem TIG
Tocha TIG resfriada a ar.
Tocha TIG resfriada a água.
CONSUMÍVEIS
➢ Os consumíveis principais na soldagem TIG são os gases de proteção
e os arames, que são os metais de adição.
➢ Os eletrodos de tungstênio se desgastam durante o processo, devendo
ser recondicionados (apontados) e substituídos, quando necessário.
→ Apesar de não serem fundidos para fazer parte do cordão de
solda, os eletrodos utilizados na soldagem TIG sofrem desgaste,
sendo, por isso, enquadrados como consumíveis do processo.
➢ Bocais para tochas também se desgastam com o
uso e precisam ser substituídos quando necessário.
bocal
➢ O eletrodo deve ter
sua extremidade
apontada antes do
início do trabalho, a
fim de melhorar a
concentração e o
direcionamento do
arco elétrico gerado.
Afiador de eletrodo
➢ Eletrodos: são fornecidos em vários diâmetros e com comprimento de
150 a 175 mm.
➢ A escolha do tipo de eletrodo depende do metal de base, da sua
espessura e do tipo de corrente (CA ou CC).
➢ Podem ser:
→ Tipo A: tungstênio puro
▪ Proporciona boa estabilidade do arco, é indicado para a
soldagem de alumínio e magnésio. É utilizado em corrente
alternada.
→ Tipo B: tungstênio ligado com óxido de tório ou óxidos de zircônio,
de lantânio, de cério, ou outro material.
▪ O óxido de tório tem a propriedade de aumentar a emissão de
elétrons, facilitando a abertura e a estabilidade do arco e
permitindo maiores correntes de soldagem. São os mais indicados
para a soldagem de aços inoxidáveis e cobre. É utilizado em
corrente contínua.
SOLDAGEM TIG - CONSUMÍVEIS
SOLDAGEM TIG - CONSUMÍVEIS
➢ Uma das finalidades
dos elementos de liga do
eletrodo é aumentar a
capacidade de emissão
de elétrons.
➢ Classificação AWS A 5.12 - Valores máximos de cada elemento químico 
no eletrodo:
→ Observação: A designação EWG indica uma classificação em que o
elemento de liga não é especificado.
➢ Gases: Os gases usados na soldagem TIG são inertes (argônio, hélio
ou misturas destes).
➢ Comparando a soldagem com argônio e com hélio tem-se as seguintes
características:
SOLDAGEM TIG - CONSUMÍVEIS
➢ O hélio requer altas tensões de soldagem, o que demanda maior
energia para uma mesma corrente utilizada do que o argônio; apresenta
custo alto, mas, em contrapartida, possibilita maior velocidade de
soldagem, principalmente na soldagem automática de alumínio e suas
ligas.
➢ Qualquer que seja o gás de proteção, sua pureza deve ser de 99,99%.
➢ A soldagem com mistura de gases de proteção apresenta
características intermediárias, dependendo da proporção. Por exemplo,
misturas 80%Ar-20%He reúnem as melhores características da
soldagem com cada um desses gases isoladamente.
➢ A seleção do gás de proteção é feita principalmente em função do tipo
de metal que se quer soldar e da espessura das peças a unir.
SOLDAGEM TIG - CONSUMÍVEIS
Argônio 
(marrom)
Hélio 
(laranja)Tamanho dos cilindros de gases.
➢ Metal de adição: o metal de adição para a soldagem TIG manual é
fornecido na forma de varetas com comprimento em torno de 1 m. Para a
soldagem TIGautomática, o metal é fornecido na forma de um fio enrolado
em bobinas com diferentes capacidades, dependendo do equipamento
usado.
➢ O diâmetro dos fios e varetas é padronizado e geralmente varia entre
0,5 e 5 mm, aproximadamente.
➢ Os metais de
adição são
classificados de
acordo com sua
composição química e
com as propriedades
mecânicas do metal
depositado.
Obs.: AWS: American
Welding Society
SOLDAGEM TIG - CONSUMÍVEIS
TÉCNICAS DE SOLDAGEM
➢ Soldagem manual sem metal de adição: Também chamada de
autógena.
→ Primeiramente aproxima-se a tocha em ângulo de 60° com a
horizontal, na direção oposta à soldagem, com uma distância
aproximada de 15 mm da ponta do eletrodo ao metal de
base.
→ Abaixa-se a tocha até uma distância ao redor de 5 mm para
abrir o arco elétrico, se houver dificuldade na abertura do arco,
abaixar mais o eletrodo em direção ao metal de base, porém
deve-se ter o cuidado de não tocar o metal de base para evitar
contaminação do cordão de solda e também do eletrodo.
→ Após a abertura do arco aumenta-se o ângulo para 75-80°
com a horizontal, formando-se então a poça de fusão. No início
as soldagem, pode-se fazer movimentos circulares para ajudar
na formação da poça de fusão.
SOLDAGEM TIG – TÉCNICAS DE SOLDAGEM
➢ Técnica para soldagem sem metal de adição no processo TIG:
Abertura do arco elétrico no processo TIG.
Técnica de soldagem sem adição no processo TIG.
➢ Soldagem manual com metal de adição: primeiramente aproxima-se a tocha
em ângulo de 60° da horizontal, na direção oposta à soldagem, com uma distância
de cerca de 15 mm da ponta do eletrodo ao metal de base. Em seguida abaixa-se a
tocha até uma distância ao redor de 5 mm para abrir o arco elétrico sem tocar o
metal de base.
→ Após a abertura do arco, espera-se que seja feita uma poça de fusão com
diâmetro aproximado de duas vezes o diâmetro do metal de adição antes de
mover a tocha. Durante a soldagem, a tocha deve ficar em um ângulo de 75 a
80° com a horizontal.
→ Adiciona-se o metal de adição com um ângulo entre 10 a 20° com a
horizontal. O metal de adição deve estar envolvido pela proteção gasosa,
porém não deve ficar embaixo do arco, nem tocar a poça de fusão ou o
eletrodo de tungstênio.
→ O metal de adição é utilizado na soldagem de chapas ou peças
relativamente espessas, preenchendo a folga (chanfro) entre as superfícies.
SOLDAGEM TIG – TÉCNICAS DE SOLDAGEM
➢ Técnica para soldagem com metal de adição no processo TIG:
SOLDAGEM TIG – TÉCNICAS DE SOLDAGEM
Vídeo 2: Soldagem TIG
(a) Afastamento para início 
da poça de fusão
(b e c) Introdução do metal de adição junto à poça de fusão
(d) Retirada do metal de 
adição
(e) Formação de outra poça de fusão
APLICAÇÕES
➢ É usado principalmente na soldagem de metais não ferrosos (tais
como, níquel, titânio, alumínio, magnésio, cobre, bronze (liga Cu-Sn) e
ouro) e aços inoxidáveis, na soldagem de peças de pequenas espessuras
(da ordem de 1 a 2 mm).
➢ As principais aplicações industriais da soldagem TIG são:
→ União de topo (costura) de tubos de aço inoxidável;
→ Soldagem de alumínio, magnésio e titânio, particularmente de
peças leves ou de precisão, como as usadas na indústria
aeroespacial;
→ Passe de raiz em tubulações de aço carbono e outros metais e
ligas.
SOLDAGEM TIG - APLICAÇÕES
➢ Materiais, gases de proteção e características:
DEFEITOS
➢ Defeitos gerados durante a soldagem pelo uso de técnica
incorreta:
O defeito mordedura acontece
quando a velocidade de
soldagem é muito alta. A
mordedura é um entalhe que fica
onde o metal de base fundido foi
arrastado para a solda e não
retornou devido à rápida
solidificação.
SOLDAGEM TIG - DEFEITOS
Vídeo 3: Soldagem TIG
BONS ESTUDOS!