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Soldagem - Tig 5 Introdução Soldagem ao Arco Elétrico Pelo Processo TIG TIG é a abreviatura do termo inglês “Tungsten Inert Gas”. Tungstênio refere-se ao material do eletrodo. Gás inerte refere-se ao fato de que o gás de proteção é inerte, o que significa que ele não reage com a poça de fusão.. Uma outra denominação para o processo TIG é GTAW “Gas Tungsten Arc Welding”. O uso do termo GTAW é muito comum nos Estados Unidos, já na Alemanha o processo é chamado de WIG “Wolfran Inert Gas”. O processo TIG foi desenvolvido nos Estados Unidos durante os anos 40, começando a ser usado na indústria aeronáutica, onde uma boa parte das soldagens eram feitas em metais de difíceis soldagem, como magnésio, alumínio e suas ligas. Inicialmente usou-se o Hélio como gás de proteção. A soldagem era feita com corrente contínua com o eletrodo conectado ao pólo positivo. No desenvolvimento do processo, a corrente alternada começou a ser usada para soldar o alumínio e magnésio. O Argônio que era mais econômico e também um gás de proteção, de qualidade superior em certos aspectos, começou a substituir o Hélio. Um desenvolvimento posterior foi a introdução da unidade de alta freqüência, e no princípio dos anos 60, o TIG foi totalmente integrado como um processo de soldagem. A soldagem TIG é hoje amplamente usada nos Estados Unidos. A soldagem TIG manual é a mais utilizada devido a sua alta qualidade e versatilidade. Dessa forma o processo TIG continuará sendo importante processo de soldagem. Descrição do processo No processo TIG, o arco elétrico é utilizado para aquecer e fundir a vareta e a peça a ser soldada. O arco elétrico se estabelece entre o eletrodo e a peça. A poça de fusão e o eletrodo são protegidos por um gás de proteção que flui pelo bocal de gás. O eletrodo é posicionado, centralmente, dentro do bocal de gás. Soldagem - Tig 6 Áreas de aplicação A soldagem TIG é apropriada para todos os materiais soldáveis existentes, exceto o zinco. As maiores áreas de aplicação atualmente são as de soldagem de aços inoxidáveis e ligas resistentes ao calor, como ligas de alumínio e níquel. O método de soldagem TIG é aplicado nas soldagens diversos materiais existentes, assim como: Aços inoxidáveis, cobre, alumínio, titânio, níquel, monel, inconel, stilite aços ao carbono e materiais ligados. Oferecendo um material depositado de alta qualidade, sem emissões de respingos e excelente estabilidade de arco resultando-se na mais perfeita performance dos cordões, o que faz com que este processo seja aplicado em grande escala nas indústrias químicas, de energia nuclear e de aeronáves. Hoje, em sistema automatizado tem grande aplicação como TIG ORBITAL nas soldagens de tubos para trocadores de calor e caldeiras. Na área de cervejaria, em grande tanques e reservatório de aços inoxidáveis, usa-se uma técnica conhecida como dupla fusão, onde dois soldadores, um de cada lado da junta, normalmente em juntas de topo, com ou sem chanfro, um com arco aberto deposita material e conduz a poça de fusão, o outro com o arco aberto, sem depósito de material, mais ou menos 2 milímetros atrás do depositante e com uma intensidade de corrente 10% inferior, ajuda na fusão da raiz e ao mesmo tempo à protege das contaminações do ar atmosférico. Soldagem - Tig 7 Segurança e Higiene Em todos os setores relacionados com o trabalho, o profissional deve estar consciente de suas atividades como um todo, bem como dos riscos decorrentes da utilização dos equipamentos manuseados. É desejável, ainda, que possa adotar medidas capazes de minimizar acidentes, permitindo o desempenho do trabalho de forma segura e eficaz. Este módulo apresenta os perigos envolvidos na soldagem, descrevendo as principais medidas de segurança que devem ser adotadas no sentido de prevenir acidentes e como tratá-los, caso ocorram. Circuito Elétrico Danos provocados no ser humano pela corrente elétrica Os seguintes acidentes dependem da intensidade de corrente que atravessa o corpo humano e da duração da descarga: Choque elétrico; Morte por fibrilação; Parada cardíaca; Queimaduras e ferimentos. Soldagem - Tig 8 Locais de alta periculosidade do circuito de soldagem e da rede elétrica, no processo de soldagem TIG (Tungstênio Inerte Gás). 1 Ligação da rede 6 Tocha com botão de comando 2 Fonte de corrente 7 Eletrodo de tungstênio 3 Cabo obra com garra 8 Vareta para solda 4 Cabo de comando da tocha 9 Peça 5 Mangueira do gás de proteção Determinadas situações de perigo no circuito de soldagem são devido às partes submetidas à tensão que, por razões técnicas, não pode, ser isoladas. Dessa forma, pode acontecer de o soldador incorporar o circuito elétrico, acidentando-se seriamente. Para se proteger de tais riscos, é necessário usar o equipamento de proteção individual (EPI). Circuito de Soldagem Em um circuito de soldagem, a fonte de corrente, os condutores do circuito de soldagem e a peça devem formar uma unidade, de maneira que fiquem bem à vista do soldador. As ligações dos cabos do circuito de soldagem devem ser corretamente Soldagem - Tig 9 efetuadas. Pontes rolantes, carrinhos de transporte, objetos e ferramentas não devem fazer parte do circuito de soldagem. A ligação do cabo obra deve ser feita somente junto à peça que será soldada, em condutores contínuos e com bom contato elétrico. Isto porque, por exemplo, a passagem de corrente elétrica sobre pontos como roldanas, engrenagens, cabos de aço, corrente, mancais e trilhos de ponte rolante ou guindastes formam pontos de contato elétrico, produzindo aquecimento, carbonização e perda de energia. Pontos críticos do circuito de soldagem Pontos críticos São pontos que conduzem à perda de energia que danificam peças de guindastes (pontes rolantes) e estruturas. Periculosidade com corrente elétrica Na soldagem a arco elétrico, existe risco de acidentes de natureza elétrica em: Ambientes confinados com paredes que podem conduzir a corrente elétrica; Ambiente confinado entre e/ou sobre equipamentos, objetos, ou partes elétricas Ambientes úmidos ou quentes. 1 – Mancal 2 – Mancal, cabo de aço, cabo terra do motor. 3 – Cabo de aço e roldana. 4 – Cabo de aço ou corrente Soldagem - Tig 10 Trabalho de solda em ambiente confinado entre, junto e/ou sobre partes que podem conduzir a corrente elétrica. Medidas de segurança No trabalho de soldagem com elevado risco de acidente de natureza elétrica, o soldador deve proteger o piso com material isolante e usar equipamento de proteção individual que não permita a passagem da corrente elétrica. Neste caso, a fonte de corrente elétrica deve permanecer sempre do lado de fora. Primeiros Socorros Obs.: não devem substituir os cuidados médicos, porém muitas vezes é necessária a utilização dos primeiros socorros. Medidas imediatas no local do acidente Ferimentos: Desinfetar e cobrir a ferida. No caso de sangramento forte, colocar e pressionar a atadura contra o ferimento. Não remover os feridos. Olhos: Cegueira momentânea: utilizar o colírio adequado. Lesões: Cobrir ambos os olhos; Ataque por ácido: lavar com muita água. Não utilizar água boricada. Soldagem - Tig 11 Queimaduras: Lavar com água fria a parte afetada até que a dor passe. Utilizar material esterilizado para atar a ferida. Não utilizar cremes contra queimaduras. Intoxicação com gases ou fumaça: Transferir o acidentado para local arejado. No caso de intoxicação por gases nítricos, carregar o acidentado, não permitindo que este caminhe por conta própria, até o médico. Acidentes devido à corrente elétrica:Desligar com cuidado a fonte, uma vez que não seja possível retirar o acidentado do local da ocorrência. Parada cardíaca e respiratória: Tomar medidas para a reativação do sistema respiratório e cardíaco até a chegada do médico. No caso de acidentes, os primeiros socorros são dados geralmente por pessoas leigas, por isso, ao final dos primeiros socorros, deve-se levar o doente para cuidados médicos imediatamente. Perigos de radiações do arco elétrico Radiações Emitidas Pelo Arco Elétrico. O arco elétrico emite radiações visíveis e invisíveis resultante da grande concentração de energia em forma de luz nos momentos de soldagens. Soldagem - Tig 12 Estes raios, conhecidos como infravermelho e ultravioleta, são nocíveis a saúde e provocam danos na pele e nos olhos enquanto os ultravioletas são quimicamente ativos ocasionando acidentes oculares como cegueira momentânea e futura conjuntivite, os infravermelhos secam completamente certas células líquidas do globo ocular causando complicações no cristalino levando a longo prazo a uma catarata profissional. Na pele, o efeito causado é idêntico ao ocasionado pelos raios solares e mesmo a uma exposição por mais rápida que seja sem o uso de equipamentos de proteção ocasiona queimaduras na pele e cegueira momentânea. Raios ultravioletas São quimicamente ativos e podem ocasionar acidentes oculares, como cegueira momentânea, e principalmente conjuntivite. Raios infravermelhos Secam completamente certas células líquidas do globo ocular, causando complicações no cristalino, levando a longo prazo a uma catarata profissional. Na pele, o efeito causado é idêntico ao ocasionado pelos raios solares. Geralmente, uma exposição, mesmo sendo rápida a estes raios, podem provocar conjuntivite, que se manifesta algumas horas após a exposição. Arco elétrico O arco elétrico emite radiações visíveis e também invisíveis, como as radiações infravermelhas e ultravioletas. Todas podem causar queimaduras na pele, bem como danos aos olhos. O soldador deve proteger-se destes perigos com equipamentos de proteção individual. Soldagem - Tig 13 Proteção dos olhos das radiações Os olhos devem ser cuidadosamente protegidos contra os efeitos danosos do arco elétrico. Para isso, utiliza-se o filtro de proteção (norma DIN 4647). Os níveis de caracterização de segurança para a soldagem a arco elétrico são os seguintes: Escala progressiva do nível de segurança Nível de segurança Referencia do fabricante Classe de qualidade ótica Norma de ensaio Soldagem - Tig 14 Substâncias Poluentes Liberadas Durante a Soldagem Em virtude das elevadas temperaturas na região do arco elétrico, ocorrem a queima e a volatilização de certa quantidade de consumível, fluxo e camadas protetoras do metal de base que podem conter substâncias poluentes. Para garantir proteção contra substâncias poluentes na soldagem, é necessária proteção adequada. Alguns solventes podem ser decompostos pela radiação emitida pelo arco elétrico e liberar fumos prejudiciais à saúde. Gases de proteção Os gases de proteção para soldagem TIG não são tóxicos, mas podem deslocar o ar atmosférico do ambiente. Não se pode esquecer que: a maioria dos gases de proteção são mais pesados do que o ar. Soldagem - Tig 15 Soldagens em ambientes fechados Situações inadequadas: Soldagem - Tig 16 Situações adequadas: Soldagens em locais confinados Soldagem - Tig 17 Riscos Devido aos gases, fumaça, vapores, misturas explosivas, corrente elétricas e raios. Precauções Contra riscos de intoxicação, incêndio e explosão. Medidas: Antes do trabalho Instalar exaustão; preparar piso isolante; posicionar a fonte de corrente fora do local de trabalho; iluminação e máquinas elétricas de no máximo 42 V. Durante o trabalho Renovação de ar, trabalhar sempre sob permanente Atenção. Após o trabalho Afastar os equipamentos de solda. Soldagem - Tig 18 Organização do posto de soldagem O posto de soldagem deve estar organizado, com suas ferramentas dispostas em locais seguros para receber a peça a ser soldada. (1) Fixador regulável para fixação da peça (2) Exaustão para retirar gases, fumaça e vapores (3) Bancada de solda para apoiar a peça (4) Paredes de proteção para proteção contra o arco elétrico (as paredes devem ser pintadas com tinta fosca que não reflita o arco elétrico (5) Ferramentas tenaz de ferreiro, escova de aço e picadeira (6) Banco (7) Local de fixação do cabo obra (8) Cortina Soldagem - Tig 19 Equipamento de Proteção Individual (EPI) Vestimenta própria para soldador: (1) Avental de raspa de couro (2) Manga de raspa de couro (3) Luvas de raspa de couro (4) Polainas de couro (perneira) (5) Sapatos de segurança (6) Touca de proteção (7) Máscara de solda (8) Óculos de segurança (9) Gola de raspa de couro Obs.: não usar material sintético. Soldagem - Tig 20 Cilindro de Argônio Volume do cilindro 50 l Pressão interna 200 bar Quantidade de argônio 10.000 l Controle do conteúdo pressão x volume Cor de identificação (ABNT) - marrom Ligações: do regulador ao cilindro porca com rosca direita da mangueira ao regulador porca com rosca direita Obs.: o gás argônio é normalmente fornecido em cilindros de 6,8 m³ ou 10 m³, sob pressão que varia desde 155 até 185 atm (kgf/cm²). Soldagem - Tig 21 Manipulação correta dos cilindros de Gás Soldagem - Tig 22 Gases Em geral, os gases utilizados na soldagem e cortes são armazenados em diferentes estados, em cilindros de alta pressão. No caso de construção de cilindros para armazenar gases, deve-se seguir as exigências impostas por normas. 13 EXERCÍCIOS Assinale com ( X ) a alternativa correta em cada uma das questões apresentadas a seguir: 1 O que não deve ser usado para ventilar um posto de soldagem ? a) ( ) ventilador; b) ( ) exaustão; c) ( ) oxigênio; d) ( ) ar comprimido. 2 Que conseqüência acarreta a não fixação adequada do cabo obra no local da soldagem ? a) ( ) o sopro magnético no arco elétrico é grande; b) ( ) a velocidade do arame é pequena; c) ( ) a direção do arco é muito grande; d) ( ) produz aquecimento nos pontos de contato elétrico. Soldagem - Tig 23 Questionário: 1 - Qual o objeto que não pertence à proteção individual do soldador ? a) ( ) touca de proteção; b) ( ) casaco de proteção; c) ( ) luvas de cano longo; d) ( ) uniforme normal. 2 - Que filtro se deve usar na soldagem a arco elétrico ? a) ( ) nº 6; b) ( ) nº 5; c) ( ) nº 4; d) ( ) nº 12. 3 - Que tipo de radiação não ocorre na soldagem a arco elétrico ? a) ( ) ultravioleta; b) ( ) raios X; c) ( ) raios luminosos; d) ( ) infravermelho. 4 - Qual dos gases abaixo não é usado na soldagem ? a) ( ) hélio; b) ( ) argônio; c) ( ) CO2; d) ( ) xenônio. 5 - A manipulação correta do cilindro deve ser feita da seguinte forma: a) ( ) de cabeça para baixo; b) ( ) no carrinho deitado; c) ( ) no carrinho na posição vertical, com capacete de segurança; d)( ) rolando. Soldagem - Tig 24 Eletricidade Aplicada na Soldagem Embora o profissional da área de soldagem não necessite conhecer eletrotécnica profundamente, alguns conceitos básicos são fundamentais no manuseio dos equipamentos de soldagem TIG. Este módulo apresenta os termos técnicos indispensáveis à compreensão da eletrotécnica utilizada na soldagem a arco elétrico no processo TIG, identificando os tipos de corrente de alimentação da rede elétrica e as curvas características do arco elétrico. Efeitos da corrente elétrica Efeito térmico: Efeito magnético: Efeito químico Soldagem - Tig 25 Circuito Circuito hidráulico A força motriz do fluxo hidráulico pode ser obtida por meio de pressão da bomba. O volume circulante é o fluxo no tubo condutor. Ele cresce com o aumento da pressão. O estreitamento obtido por meio de um registro de água e todas as outras resistências relativas à tubulação reduzem o fluxo de água, aumentando a pressão. Comparação: Circuito elétrico A força motriz da corrente elétrica é obtida sob a forma de tensão (V), por meio da fonte de corrente.A corrente elétrica é obtida por movimento de elétrons no condutor elétrico. A intensidade da corrente (I), em ampére, é equivalente a um determinado número de elétrons por segundo. Ela cresce com o aumento de tensão. A resistência elétrica (R), em Ohm, é obtida por meio de um condutor elétrico com baixo valor de condutividade elétrica, por exemplo, o arco elétrico. Todos os tipos de resistência elétrica provocam uma queda na intensidade de corrente. Soldagem - Tig 26 Grandeza no circuito Intensidade da corrente = Tensão Resistência I = V R Circuito de soldagem O arco elétrico é a principal resistência neste tipo de circuito, após determinarmos os valores da corrente de soldagem e da tensão do arco elétrico. Nos cabos de solda se encontram resistências de valores muito pequenos. Tipos de Corrente para soldagem Corrente contínua (CC = DC) Corrente alternada (CA = AC~) Soldagem - Tig 27 Corrente alternada trifásica (CA (3)~) Corrente Contínua e Alternada Corrente contínua É uma corrente elétrica que flui no mesmo sentido e normalmente com a mesma força. Para alguns tipos de soldagem a arco elétrico, somente a corrente contínua pode ser usada. Nota: a corrente contínua não é praticamente usada no consumo público. Corrente alternada É uma corrente elétrica que alterna permanentemente sua direção e força. Sua direção muda 120 vezes por segundo; isso significa 60 períodos (ou ciclos) por segundo, chamados tecnicamente de 60 Hz (Hertz). Nota: a corrente alternada é largamente usada para o consumo público; e a voltagem usada nas residências é de 127 ou 220 volts. Corrente alternada trifásica É uma corrente elétrica formada por três ondas defasadas de corrente alternada de 60 Hz. A corrente alternada trifásica é usada principalmente no abastecimento de rede elétrica onde são ligados aparelhos de grande consumo de energia, por exemplo, máquina de solda. Soldagem - Tig 28 Princípio da corrente alternada retificada Corrente alternada Corrente alternada para corrente contínua Princípio da corrente alternada trifásica Corrente alternada trifásica para corrente contínua Quanto menor for a ondulação da corrente de soldagem, melhores as condições durante a soldagem. Soldagem - Tig 29 Curvas características do arco elétrico 6.1 Lei de Ohm V = R x I ou Exemplo para R = 0,2 Toma-se um determinado valor para a resistência R (0,2 no caso) e, variando a intensidade da corrente (I), calcula-se a tensão (V). V = R x I V = 0,2 x 100 = 20 volt V = 0,2 x 200 = 40 volt V = 0,2 x 300 = 60 volt Diagrama V I No diagrama, a linha da resistência apresenta-se como uma linha reta. Considerando-se a resistência do arco elétrico, essa reta é a curva característica do arco elétrico. Tensão de circuito aberto e tensão de trabalho (Circuito fechado) Circuito aberto (Máquina de soldagem funcionando, porém, o processo de soldagem não foi iniciado) Soldagem - Tig 30 Curto circuito (momento de abertura do arco) Durante a soldagem Comprimento do arco elétrico e tensão de trabalho A voltagem do arco é determinada pelo seu comprimento, que varia normalmente em torno de uma vez e meia o diâmetro do eletrodo de tungstênio. Este comprimento do arco pode variar para aplicações específicas e, particularmente, de acordo com a preferência do soldador. Quanto maior o comprimento do arco, maior a dissipação de calor para a atmosfera, diminuindo a penetração. Alargando o cordão de solda e aumentando a tensão de trabalho. Soldagem - Tig 31 Quanto à tensão de trabalho Comprimento de arco elétrico normal: Quanto à penetração e a largura do cordão Comprimento de arco elétrico longo Comprimento de arco elétrico curto Soldagem - Tig 32 Curvas características das fontes de soldagem Curva tombante (corrente constante) Em soldagem manual a arco elétrico (eletrodo revestido e TIG), as curvas características apresentam-se com acentuada inclinação. Considera-se a seguinte vantagem: Tanto para arcos elétricos curtos, quanto para longos, a variação da intensidade da corrente é pequena. Curva de tensão constante Soldagem - Tig 33 Em processos de soldagem automáticos ou semi-automáticos (MIG/MAG e arco submerso), a curva característica da fonte de corrente apresenta-se com pequena inclinação (valor de tensão quase constante). Considera-se a seguinte vantagem: A variação da intensidade da corrente para arcos elétricos longos ou curtos é grande. Assim, os aparelhos de soldagem têm condições de reajustar automaticamente (regulagem interna) o comprimento do arco, anteriormente ajustado para um certo valor. Curva controlada eletronicamente (corrente constante) As fontes de corrente controladas eletronicamente oferecem curvas tombantes, com várias características que diante das modificações de comprimento do arco, mantém praticamente constante a intensidade de corrente. Todas as fontes de corrente para soldagem TIG podem também ser utilizadas para soldagem com eletrodo revestido. Soldagem - Tig 34 ARCO ELÉTRICO Arco elétrico com corrente contínua Na soldagem com corrente contínua, o eletrodo é ligado ao pólo negativo. Se o eletrodo é ligado ao pólo positivo, sua extremidade será destruída pelo forte aquecimento. Todos os metais, com exceção do alumínio e suas ligas, podem ser soldados com corrente contínua. Arco elétrico com corrente alternada Na corrente alternada, o arco elétrico é extinto a cada troca de polaridade, onde a tensão é nula. Por isso, a cada início de uma meia onda, deve haver um reacendimento do arco elétrico sem contato entre o eletrodo e a peça, por meio de pulsos de alta tensão ou de alta freqüência. Soldagem - Tig 35 ABERTURA DO ARCO ELÉTRICO Para que possa existir um arco elétrico, o espaço entre o eletrodo e a peça deve ser capaz de conduzir a corrente elétrica. Isto é conseguido pelo aumento da temperatura no início da formação do arco elétrico, tornando o gás de proteção um condutor elétrico. Abertura do arco elétrico mediante o contato do eletrodo com a peça Com esse método é possível que ocorram inclusões de tungstênio no metal de solda, assim como aderência do metal base ao eletrodo, resultando em instabilidade no arcoelétrico. Com o uso de uma chapa apêndice de cobre, para a abertura do arco, evitam- se as inclusões de tungstênio. Este método de acendimento do arco só é possível com o uso de corrente contínua. Abertura do arco por meio de pulsos de alta tensão e pulsos de alta freqüência Com este método de abertura do arco, evitam-se as desvantagens do método anterior. Este método permite, ainda, a soldagem com corrente contínua ou alternada. Soldagem - Tig 36 FUNÇÃO DOS CONDENSADORES DE FILTRAGEM Na soldagem TIG do alumínio, com corrente alternada, ocorre o efeito de retificação da corrente, e isso significa que as ondas de corrente alternada são formadas com intensidades diferentes. Formação das meia ondas desiguais (positiva e negativa) A meia onda negativa é formada com maior intensidade. O arco elétrico falha e o efeito de limpeza do óxido é insuficiente. Em alguns equipamentos de soldagem TIG, os condensadores de filtragem podem ser regulados em estágios. a) ( ) Por meio da aplicação dos condensadores de filtragem, o efeito de retificação da corrente é compensado. Soldagem - Tig 37 PROCESSO TIG COM CORRENTE PULSADA A corrente de soldagem pulsada se alterna ordenadamente entre uma corrente de base, que geralmente não ultrapassa a 60% da corrente média de soldagem e uma corrente pulsada com impulsos de corrente geralmente 40% mais alto que os valores médios de corrente utilizada. Na regulagem desta corrente se utiliza uma freqüência entre 0,5 a 10 Hz e impulsos de corrente de duração prolongada (<3 Hz). Um arco elétrico decorrente da ação desses impulsos funde o metal de base e o metal de adição. Entre os impulsos de corrente, atua a corrente de base, facilitando a solidificação da poça de fusão. Parâmetros necessários para uma boa regulagem da corrente pulsada: Corrente de impulsos; Tempo e freqüência da corrente de impulsos; Corrente de base; Tempo e freqüência da corrente de base. A penetração da solda é influenciada principalmente pela freqüência e pela intensidade dos impulsos de corrente. A freqüência dos impulsos de corrente depende das propriedades do metal de base e a intensidade dos impulsos depende da espessura. A velocidade de soldagem e a freqüência dos impulsos, devem ser proporcionais, quanto maior a velocidade de soldagem, maior deve ser a freqüência dos impulsos. Uma freqüência de 2 a 3 impulsos por segundo é recomendado para soldagem manual, pois proporciona uma boa condição para se conseguir um cordão de solda com uma boa penetração e um bom aspecto visual. Soldagem - Tig 38 Vantagens da corrente pulsada Diminui a introdução de calor e com isso minimiza as deformações; Melhora a penetração e a uniformidade do cordão de solda; Inibe a formação de poros e a formação de trincas a quente; Boa estabilidade do arco elétrico em correntes de baixa intensidade. Desvantagens da corrente pulsada Necessita grande habilidade do soldador; Em alguns casos, há perda de produtividade; Equipamentos mais caros. EXERCÍCIOS Assinale com um ( X ) a alternativa correta em cada uma das questões apresentadas a seguir: 1 Volt é a unidade elétrica para: a) ( ) tensão; b) ( ) corrente; c) ( ) resistência; d) ( ) potência. 2 Como se representa a lei de Ohm ? a) ( ) I = R.V; b) ( ) V = R / I; c) ( ) I = V / R; d) ( ) R = V.I. 3 Que tipo de curva característica de fonte de corrente tem a máquina para soldar com o processo de soldagem TIG ? a) ( ) curva ascendente; b) ( ) curva tombante; c) ( ) curva constante; d) ( ) curva plana. Soldagem - Tig 39 4 Que acontece com a corrente e a tensão, quando durante a soldagem pelo processo TIG se encurta o comprimento do arco ? a) ( ) a corrente aumenta e a tensão diminui; b) ( ) a tensão aumenta e a corrente falta; c) ( ) a tensão aumenta e a corrente também; d) ( ) a tensão falta e a corrente também. 5 Na soldagem TIG com corrente contínua, onde deve-se ligar a tocha ? a) ( ) no pólo da corrente alternada; b) ( ) no pólo negativo; c) ( ) no pólo positivo; d) ( ) no pólo trifásico. 6 Qual o recurso necessário para abertura e manutenção do arco elétrico em corrente alternada com o processo TIG ? a) ( ) ignitor de alta freqüência; b) ( ) bobina de reatância; c) ( ) válvula magnética do gás de proteção; d) ( ) fusível de proteção. 7 Qual dos metais de base, abaixo relacionados, é soldado com corrente alternada no processo TIG ? a) ( ) aço carbono; b) ( ) aço inoxidável; c) ( ) alumínio; d) ( ) cobre. 8 Quais são as vantagens do processo TIG com corrente pulsada ? a) ( ) equipamento mais caro e pouco sofisticado; b) ( ) pouca produtividade e necessita de grande habilidade do soldador; c) ( ) diminui a introdução de calor, a formação de poros e trincas a quente; d) ( ) boa estabilidade do arco somente em altas correntes. Soldagem - Tig 40 Equipamentos de Soldagem Um dos equipamentos mais importantes utilizados por soldadores é a fonte de corrente. Ela é a responsável pelo fornecimento adequado de energia elétrica a todo sistema de solda. O soldador deve, portanto, conhecer bem os parâmetros envolvidos no processo, a fim de interpretá-los corretamente. O módulo “Equipamentos de Soldagem” auxiliará a identificação, no quadro de características elétricas das máquinas, dos principais valores de corrente utilizados, bem como a manutenção necessária às máquinas e respectivos acessórios utilizados na soldagem. FONTES DE CORRENTE PARA SOLDAGEM Tipos Transformador corrente alternada (CA) Retificador produz corrente contínua (CC) Gerador corrente contínua (CC) Características gerais: Tensão de soldagem baixa (aproximadamente de 10 a 40 V); Corrente de soldagem alta (aproximadamente de 30 a 450 A); Corrente de soldagem regulável; Proteção contra curto circuito; Pequena instabilidade da corrente elétrica e do arco durante a soldagem. Princípios de funcionamento do transformador O transformador produz corrente alternada. Símbolo do equipamento: 2 Soldagem - Tig 41 REGULAGEM DA CORRENTE DE SOLDAGEM NO TRANSFORMADOR DE SOLDA Regulagem pelo interruptor gradual Por meio de um interruptor gradual, altera-se o número de espiras no primário e com isso a relação entre o primário e o secundário modifica-se. Regulagem por meio do núcleo de dispersão Mediante o movimento do núcleo de dispersão, para dentro ou para fora, altera-se o fluxo magnético no secundário para mais ou menos. Soldagem - Tig 42 PRINCÍPIO DO RETIFICADOR DE SOLDA O elemento retificador (diodo) possibilita a passagem da corrente elétrica somente em uma direção. Pode ser compreendido como uma válvula elétrica de retenção. O retificador de solda produz corrente contínua. Símbolo do equipamento: Soldagem - Tig 43 PRINCÍPIO DO GERADOR A chave estrela-triângulo tem dois estágios para funcionar o gerador: liga-se o primeiro estágio e espera-se até o motor estabilizar a rotação, então liga-se o segundo estágio. O gerador pode ser também com motor a gasolina, a diesel ou a álcool. O gerador produz corrente contínua. Símbolo do equipamento: QUADRO DE CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS DE LIGAÇÃO DE MÁQUINAS DE SOLDA Soldagem - Tig 44 SINOPSE COMPARATIVA DE DIFERENTES TIPOS DE CONSTRUÇÃO DE MÁQUINAS DE SOLDASoldagem - Tig 45 ESQUEMA DE UM EQUIPAMENTO DE SOLDAGEM TIG Fonte de corrente e equipamentos de comando: 1. Ligação na rede; 2. Fonte de corrente com sistema de refrigeração interno; Gás de proteção: 3. Cilindro de gás de proteção; 4. Válvula reguladora de pressão com medidor de vazão; Multicabo: 5. Cabo de comando da pistola; 6. Mangueira de condução do gás; 7. Cabo condutor de corrente; Pistola: 8. Pistola com botão de comando; Ligação com a peça: 9. Cabo obra com garra; 10. Vareta; 11. Eletrodo. Soldagem - Tig 46 ESQUEMA DE FUNCIONAMENTO DE UM TRANSFORMADOR PARA SOLDAGEM TIG 1. Transformador (monofásico ou trifásico): Transforma a corrente da rede em corrente de soldagem; Diminui a tensão da rede para uma tensão de soldagem; Aumenta a corrente da rede para uma corrente de soldagem. 2. Gerador de pulsos de alta freqüência: Para a abertura do arco elétrico sem contato entre o eletrodo e a peça. 3. Bobina de reatância e condensador de proteção: Proteger as bobinas do transformador dos pulsos de alta tensão. 4. Condensador de filtragem: Eliminam o efeito de retificação da corrente, que pode ocorrer na soldagem com corrente alternada. 5. Válvula magnética do gás de proteção (solenóide): Abre e fecha eletromagneticamente a vazão do gás de proteção. 6. Unidade de comando: Liga e desliga a corrente de soldagem; Regula a intensidade da corrente; Comanda a válvula magnética do gás de proteção com pré e pós fluxo regulável; Regula os condensadores de filtragem. Soldagem - Tig 47 ESQUEMA DE FUNCIONAMENTO DE UM RETIFICADOR PARA SOLDAGEM TIG 1. Transformador (monofásico ou trifásico): Diminui a tensão da rede para uma tensão de soldagem; Aumenta a corrente da rede para uma corrente de soldagem. 2. Retificador: Transforma corrente alternada ou corrente trifásica em corrente contínua. 3. Ventilador de refrigeração: Refrigera o retificador e o transformador. 4. Gerador de pulso de alta tensão ou de pulso de alta freqüência: Para abertura do arco elétrico sem contato entre o eletrodo e a peça. 5. Válvula magnética do gás de proteção (solenóide): Abre e fecha eletromagneticamente a vazão do gás de proteção. 6. Interruptor de comando do sistema de refrigeração: Aciona o sistema de refrigeração à água. 7. Unidade de comando: Liga e desliga a corrente de soldagem; Regula a intensidade da corrente; Comanda a válvula magnética do gás de proteção com pré e pós fluxo regulável; Regula os condensadores de filtragem. Soldagem - Tig 48 EXIGÊNCIAS PARA ACESSÓRIOS DE SOLDAGEM E MANUTEÇÃO Utilizar o grampo o mais próximo possível do local de soldagem. Utilizar o cabo obra diretamente no local de soldagem e nunca em tubulação, pontes rolantes ou em barras longas. Soldagem - Tig 49 TIPOS DE CICLOS DE TRABALHO NA SOLDAGEM Duração de um ciclo de trabalho A duração de um ciclo de trabalho na soldagem pode ser ilimitada quando se trabalha em 100%. Ciclo de trabalho em 60% Isso significa que no total de 5 minutos pode-se soldar durante 3 minutos apenas. A corrente de soldagem pode ser maior do que no caso em que se trabalha com 100%. Fator operacional: arco aberto x 100 % = 3 x 100 = 60% ciclo 5 Trabalho em 35% Isso significa que no total de 5 minutos pode-se soldar durante 1 minuto e 45 segundos apenas. A corrente de soldagem pode ser maior do que no caso em que se trabalha com 60%. Soldagem - Tig 50 TOCHA TIG REFRIGERADA À ÁGUA Soldagem - Tig 51 DIFUSORES DE GÁS PARA TOCHA TIG O difusor de gás é uma peça cilíndrica de metal, responsável pela distribuição do gás de proteção e pode ser encontrado em dois tipos; convencional ou gás lens. Tipo convencional: O gás de proteção é distribuído através de quatro furos de pequeno diâmetro. Tipo gás lens: O gás de proteção é distribuído uniformemente através de fios e de telas de aço inox em malhas bem finas. Vantagens Tipo convencional: Mais barato, fácil adaptação aos vários tipos de bocal de um mesmo fabricante. Tipo gás lens: Proporciona um fluxo uniforme do gás de proteção; Redução de até 40% no consumo de gás de proteção; Proteção da poça de fusão, mesmo com a ponta do tungstênio projetada até 15 mm para fora do local; Melhor visão da área da solda em espaços limitados; Redução no risco de poros, mesmo em condições não ideais. Soldagem - Tig 52 BOCAL TIPO GÁS LENS PARA TOCHA TIG Os bocais de gás são disponíveis em vários tamanhos e formatos diferentes, para atender às mais variadas geometrias das juntas a serem soldadas. Freqüentemente são fabricadas de material cerâmico, um exemplo é a alumina, que é um isolante elétrico, que suporta altas temperaturas e é um material leve, porém quebradiço, principalmente quando aquecido. O diâmetro do bocal é muito importante, deve ser grande o suficiente para dar proteção adequada à poça de fusão e às vezes à zona afetada pelo calor. Como ponto de partida, o diâmetro interno do bocal de gás deve ser proporcional a 4 vezes o diâmetro do eletrodo. Para metais de base mais sensíveis à contaminação atmosférica, como o titânio, zircônio, inconel e outros, o bocal de gás deve ser usado juntamente com a proteção adicional de cerca de 75 mm de comprimento. (ver fig. 01 e 02). Soldagem - Tig 53 INDICAÇÃO E REGULAGEM DE PRESSÃO E VAZÃO DO GÁS DE PROTEÇÃO Com manômetro: Com fluxômetro: A redução da pressão é de ajuste constante; a passagem do gás sofrerá alterações por ação da válvula reguladora (3). O fluxo de gás elevará o flutuador dentro do indicador de vazão (de formato cônico / vertical) a uma posição que indicará a vazão de gás correspondente. Soldagem - Tig 54 EXERCÍCIOS Assinale com um ( X ) a alternativa correta em cada uma das questões apresentadas a seguir: 1 Que característica precisa ter, normalmente, uma fonte de corrente para soldagem ? a) ( ) baixa corrente de soldagem e alta tensão de soldagem; b) ( ) alta corrente de soldagem e baixa tensão de soldagem; c) ( ) baixa corrente de soldagem e baixa tensão de soldagem; d) ( ) alta corrente de soldagem e alta tensão de soldagem. 2 Como funciona o retificador de diodos na produção de corrente contínua ? a) ( ) possibilitando a passagem de corrente somente em uma direção; b) ( ) possibilitando a passagem de corrente em várias direções; c) ( ) produzindo corrente alternada; d) ( ) produzindo corrente trifásica. 3 Qual o símbolo de equipamento representa um retificador? a) ( ) b) ( ) c) ( ) d) ( ) 4 Qual o símbolo de equipamento representa um gerador ? a) ( ) b) ( ) c) ( ) d) ( ) Soldagem - Tig 55 5 Em qual dos ciclos de trabalho de soldagem abaixo relacionados, se devem usar menores correntes de soldagem ? a) ( ) 15%; b) ( ) 35%; c) ( ) 60%; d) ( ) 100%. 6 Como se deve fazer a conexão do cabo obra com a peça ? a) ( ) através de arames grossos; b) ( ) soldar o grampo na peça de trabalho; c) ( ) fixar o grampo fortemente na peça de trabalho; d) ( ) através de correntes de aço. 7 Com que se deve fazer a limpeza interna das náquinas ? a) ( ) com ar comprimido seco; b) ( ) com oxigênio seco; c) ( ) com hidrogênio; d) ( ) com acetileno. 8 Qual o equipamento de soldagem TIG que permite a abertura do arco elétrico sem contato entre o eletrodo e a peça ? a) ( ) retificador; b) ( ) condensador de filtragem; c) ( ) gerador depulsos de alta freqüência; d) ( ) bobina de reatância. 9 Qual a função da unidade de comando em um transformador-retificador para soldagem TIG ? a) ( ) transformar corrente alternada em contínua; b) ( ) proteger o transformador dos pulsos de alta tensão; c) ( ) produzir os pulsos de alta tensão; d) ( ) comandar a válvula magnética do gás de proteção. 10 Tochas refrigeradas a água são obrigatórias a partir de qual corrente de soldagem? a) ( ) 70 A; b) ( ) 120 A; c) ( ) 160 A; d) ( ) 250 A. Soldagem - Tig 56 Qual o programa de corrente de soldagem utilizado para evitar grandes crateras com trincas de contração ? b) ( ) c) ( ) d) ( ) Soldagem - Tig 57 Metais de Bases e Consumíveis Durante os processos de soldagem, o profissional da área lidará com vários materiais distintos, que possuem características próprias e influenciarão nos resultados finais do trabalho executado. Exemplo desse fato é o teor de carbono atuando diretamente sobre as propriedades mecânicas do metal de base. Este módulo procurará orientá-lo no sentido de apresentar a influência térmica, teor de carbono e elementos de liga na soldagem, descrevendo também a classificação das varetas utilizadas na soldagem TIG, a classificação dos elementos do tungstênio, os gases de proteção e sistema de abastecimento para gases de proteção. CLASSIFICAÇÃO DE VARETA PARA SOLDAGEM TIG EM AÇO CARBONO COMUM, SEGUNDO A NORMA AWS A 5.18-79 Soldagem - Tig 58 ESPECIFICAÇÃO DE VARETAS PARA SOLDAGEM EM AÇO CARBONO, PELO PROCESSO TIG, SEGUNDO A NORMA AWS A 5.18-81 Composição química da vareta em % Observação: Soldagem - Tig 59 CLASSIFICAÇÃO DE VARETAS PARA O PROCESSO TIG SEGUNDO A NORMA AWS, EXEMPLO: ER 70 S-3 Tipos de materiais soldáveis pelo processo TIG Na tabela, os materiais que podem ou não ser soldados pelo processo TIG e o tipo de corrente a ser utilizada, sendo que: 1 = operação excelente, 2 = boa operação e NR = não recomendado Soldagem - Tig 60 ESCOLHA DO METAL DE ADIÇÃO Uma maneira prática de escolher o metal de adição é através da consulta de tabelas. Na tabela abaixo são mostradas as adições usualmente recomendadas para a soldagem de aços inoxidáveis, dissimilares ou não. Outros consumíveis podem ser utilizados, além dos apresentados na tabela. Para um melhor detalhamento consultar manual do fabricante. Legenda: (A) suscetível a trinca de solidificação; (B) consumível à base de níquel é mais adequado para aplicações em temperaturas elevadas, exceto na presença de enxofre; (C) no caso de ser aceito um depósito completamente austenítico, pode-se utilizar 309 ou 310; (D) consumíveis de aço carbono podem ser empregados, desde que a peça seja pré aquecida e que haja um controle de hidrogênio. Para utilizar a tabela é só escolher os metais de base que serão soldados e encontrar a intersecção entre a respectiva linha e coluna da tabela. Por exemplo: deseja-se soldar um aço carbono (ASTM A-36) com um aço inox (AISI 316). A intersecção da linha “316” e da coluna “aço carbono” indicam a adição “309” como uma indicação para Soldagem - Tig 61 soldar estes dois materiais. A escolha pela tabela não leva em conta eventuais riscos de fragilização, que pode ocorrer durante a soldagem. A classificação do consumível depende do tipo de processo de soldagem. Assim, no caso da soldagem TIG, plasma ou MIG, a classificação correta seria ER 309, já para o eletrodo revestido seria E 309- 15 ou E 390-16; neste caso, os números 15 e 16 indicam características como tipo de revestimento e de posição de soldagem entre outras. Observação: ASTM: American Society for Testing and Materials. AISI: American Iron Steel Institute. ELETRODO DE TUNGSTÊNIO Existem 3 principais materiais de eletrodo para soldagem TIG. O eletrodo deve estabelecer um arco voltáico entre a peça e não deve se fundir. Na soldagem com CC, o eletrodo é conectado ao pólo negativo da fonte de energia, pois o aquecimento é menor. Composição química e classificação AWS: Exemplo de identificação: Soldagem - Tig 62 Nota: Os eletrodos de tungstênio não são considerados consumíveis de soldagem, pois os mesmos, teoricamente não se consomem e não interferem no metal de solda depositado. PREPARAÇÃO DA EXTREMIDADE DO ELETRODO DE TUNGSTÊNIO Soldagem com corrente contínua (eletrodo no pólo negativo) 6.2 Soldagem com corrente alternada Em diâmetros iguais ou superiores a 1,6mm, o eletrodo é esmerilhado. Durante a soldagem, forma-se uma esfera (calota) na extremidade do eletrodo. Soldagem - Tig 63 Regulagem da corrente A correta regulagem da corrente é reconhecida pelo formato da extremidade do eletrodo. Observação: Se a extremidade do eletrodo for contaminada pelo contato com a poça de fusão ou com a vareta, então essa parte deverá ser eliminada, e o eletrodo deve ser reafiado. Soldagem - Tig 64 UTILIZAÇÃO DOS ELETRODOS Faixa de corrente recomendada de acordo com o diâmetro do eletrodo, o tipo de corrente e polaridade CA- CC. Nota: As faixas de utilização foram baseadas na aplicação do argônio como gás de proteção. Outros valores de corrente devem ser utilizados se for trocado o gás de proteção. Utilizando-se o hélio como gás de proteção, os valores de corrente devem ser menores. ** Estas combinações não são comumente usadas. Soldagem - Tig 65 CAMPO DE APLICAÇÃO DOS ELETRODOS DE TUNGSTÊNIO Soldagem - Tig 66 TABELAS PARA A SELEÇÃO DA CORRENTE DE SOLDAGEM Aço carbono e aço liga (corrente contínua; eletrodo no pólo negativo; junta de topo; posição plana) Observação: Na soldagem nas posições vertical ascendente e sobrecabeça, a corrente de soldagem é reduzida em cerca de 10 a 20% Alumínio (corrente alternada; junta de topo; posição plana) Cobre (corrente contínua; eletrodo no pólo negativo; junta de topo; posição plana) Soldagem - Tig 67 GASES DE PROTEÇÃO NORMA DIN 32526 Função dos gases de proteção Ionizar a zona de atuação do arco elétrico; Estabilizar o arco; Proteger a poça de fusão da influência do oxigênio e o hidrogênio do ar. 10.2 Distinção entre os gases de proteção Distingue-se: AGRUPAMENTO DOS GASES DE PROTEÇÃO CONFORME OS PROCESSOS DE SOLDAGEM PARA OS DIFERENTES TIPOS DE MATERIAIS (DIN 32526) Soldagem - Tig 68 CONSUMO E VAZÃO DO GÁS DE PROTEÇÃO ESCOLHA DO BOCAL A vazão do gás de proteção, assim como o seu consumo, são influenciados: Pelo tipo de material; Pela espessura do material. Soldagem em juntas O material de adição apresenta, na maioria dos casos, propriedades iguais às do metal de base. Por exemplo: tenacidade, resistência, deformação. Soldagem - Tig 69 CONSIDERAÇÕES SOBRE SOLDABILIDADE DOS AÇOS CARBONO COMUNS. SEGUNDO A AWS Dureza O valor de dureza de um aço depende do teor de carbono, assim como das velocidades de aquecimento e resfriamento durante a soldagem. A figura abaixo mostra a relação entre o teor de carbono e a dureza máxima dos aços. Observação: HRC Hardness Rockwell C cone de diamante com carga de 150 kgf. Aços carbono comuns e de baixa liga apresentam boa soldabilidade para teores de carbono até 0,22%. Soldagem - Tig 70 Tipos de Juntas conforme ASME TIPOS DE JUNTAS 17 ENSAIO DE TRAÇÃO 17.1 Conceitos gerais O ensaio de tração objetiva fornecer dados relativos à capacidade, de um sólido, de suportar solicitações quando aplicado a uma estrutura,determinando o comportamento das propriedades de resistência tais como, o limite de escoamento, o limite de resistência, etc. Soldagem - Tig 71 EXERCÍCIOS Assinale com um ( X ) a alternativa correta em cada uma das questões apresentadas a seguir: 1 Qual a propriedade do aço, cujo valor cresce com o aumento do teor de carbono ? a) ( ) capacidade de deformação; b) ( ) resistência à tração; c) ( ) tenacidade; d) ( ) soldabilidade. 2 O que significa o terceiro dígito na classificação da vareta de solda ER 70 S-2 ? a) ( ) composição química; b) ( ) posição de soldagem; c) ( ) resistência ao impacto; d) ( ) resistência à tração. 3 Qual a função do gás de proteção ? a) ( ) proteger o metal de solda de um superaquecimento; b) ( ) diminuir o sopro magnético; c) ( ) proteger a poça de fusão do ar atmosférico; d) ( ) controlar o resfriamento da peça. 4 Qual a diferença entre uma vareta ER 70 S-3 e ER 70 S-6 ? a) ( ) teor de carbono; b) ( ) composição química; c) ( ) teor de fósforo; d) ( ) teor de enxofre. 5 O que significa o dígito Th-2 na classificação AWS A5.12-69 EWTh-2 ? a) ( ) diâmetro do eletrodo; b) ( ) percentual de zircônio; c) ( ) percentual de tório; d) ( ) resistência mecânica do eletrodo. Soldagem - Tig 72 6 Qual é a preparação aplicada na extremidade do eletrodo de tungstênio, na soldagem com corrente contínua (eletrodo no pólo negativo) ? a) ( ) b) ( ) c) ( ) d) ( ) Soldagem - Tig 73 Descontinuidade na soldagem Um dos constantes cuidados do soldador no desempenho de suas atividades deve esta ligado à qualidade das soldas efetuadas. Muitas vezes, uma solda cuja aparência inspira confiança pode, na realidade, apresentar descontinuidade (falhas) que, por certo, comprometerão a integridade do conjunto onde está aplicada. O presente módulo tem a finalidade de apresentar algumas regras fundamentais para abertura do arco elétrico e de deposição do material de adição, bem como enunciar as principais causas de descontinuidade que podem ocorrer no cordão de solda pelo processo TIG. ABERTURA E MANUTENÇÃO DO ARCO ELÉTRICO Etapas de abertura do arco elétrico O local de abertura de arco deve ser fundido e preenchido pelo cordão de solda a fim de que não se torne suscetível à ocorrência de trincas. Pontos de abertura de arco ou pontos de solda Soldagem - Tig 74 Nos locais de abertura de arco ou pontos ocorre uma taxa de transmissão de calor muito elevada. Por isso, nesses locais há um endurecimento localizado. DESCONTINUIDADE EM JUNTAS SOLDADAS As descontinuidades mais comuns na soldagem TIG são: falta de fusão e falta de penetração; reforço excessivo; penetração excessiva deposição insuficiente; concavidade na raiz; mordedura; poros; inclusão metálica (tungstênio); inclusão de óxidos; trincas (de cratera). Algumas descontinuidades podem ser evitadas usando a técnica correta de soldagem. Soldagem - Tig 75 FALTA DE FUSÃO E FALTA DE PENETRAÇÃO Causas: Preparação do chanfro (tipo e dimensões). Condução da Pistola. Seqüência dos passos de solda. Corrente de soldagem. Face da Raiz excessiva. Abertura de raiz muito pequena. Soldagem - Tig 76 Reforço excessivo Causas: deposição excessiva do metal de adição; corrente de soldagem muito alta. Soldagem - Tig 77 Penetração excessiva Causas: abertura da raiz excessiva; corrente de soldagem muito alta. Deposição insuficiente Causas: deposição insuficiente do metal de adição; afastamento excessivo do eletrodo de tungstênio à poça de fusão (arco longo). Concavidade na raiz Causas: deposição insuficiente do metal de adição; afastamento excessivo do eletrodo de tungstênio à raiz da junta. Mordedura Causas: corrente de soldagem muito alta; falta de sincronismo entre o movimento da pistola e a deposição do metal de adição; ângulo de soldagem incorreto. Soldagem - Tig 78 Poros Causas: Vazão insuficiente do gás de proteção. Vazão excessiva do gás de proteção provocando turbilhonamento do gás. Deslocamento da atmosfera protetora causada pela penetração do ar atmosférico. Causas: Bocal da pistola muito pequeno. Recomendação: Bocal da pistola 1,5 vez a largura da poça de fusão. Causas: Afastamento demasiado entre a pistola e a peça. Soldagem - Tig 79 Causas: Absorção do ar pela inclinação excessiva da pistola. Causas: Penetração da água nos condutores do gás de proteção devida a não vedação do sistema de refrigeração da pistola. Causas: Impurezas, graxa, óleo, camadas de proteção do metal de base (tintas) ou umidade na região do cordão de solda. Causas: Turbilhonamento do gás de proteção e absorção do ar pela utilização do bocal da pistola danificado. Soldagem - Tig 80 Inclusão metálica (inclusão de tungstênio) Observação: Inclusões de tungstênio agem como entalhes no cordão de solda, na superfície, podem produzir corrosão. Causas: Contato do eletrodo de tungstênio quente com a poça de fusão. Causas: Contato do eletrodo de tungstênio quente com a vareta. Soldagem - Tig 81 Causas: Sobrecarga no eletrodo de tungstênio com corrente contínua (pólo positivo ligado ao eletrodo). Causas: Sobrecarga no eletrodo de tungstênio com corrente alternada. Inclusão de óxidos na soldagem de alumínio e dos aços inoxidáveis Causas e soluções: Faces do chanfro oxidadas; vareta oxidada, limpeza inadequada entre passes. Retirada da vareta de solda aquecida da zona protegida pelo gás de proteção, durante o movimento de alimentação da vareta. Soldagem - Tig 82 Preparação inadequada da junta, com altura da face da raiz (nariz do chanfro) muito grande. Recomendação: Eliminar o canto vivo da chapa de alumínio do lado da raiz. Oxidação na raiz, especialmente em aços de baixa liga, inoxidáveis em titânio, etc. Falta de gás de purga (proteção da raiz). Observação: A camada de óxido tem um ponto de fusão que chega a ser superior a 2.000º C. Trincas transversais: Tensões longitudinais. Localização: Zona fundida e zona afetada termicamente, metal de base e zona de ligação. Trincas de cratera: Corrente de soldagem muito alta. Soldagem - Tig 83 Velocidade de soldagem muito pequena. Enchimento insuficiente da cratera. DETALHES DE FUNCIONAMENTO DO EQUIPAMENTO Equipamento: multicabo e cabo obra Causa: Rompimento do cabo devido a um dobramento excessivo. Conseqüência:Arco elétrico instável. Equipamento: grampo terra Causa: Mau contato. Conseqüência: Resistência elétrica alta e desigual, dificultando a abertura do arco e sua manutenção. Equipamento: multicabo, condutor de gás de proteção, condutor de água de refrigeração Causa: Esmagamento localizado; dobramento excessivo. Conseqüência: Soldagem - Tig 84 Vazão do gás de proteção reduzida, produzindo poros na solda. Refrigeraçãoda tocha insuficiente, danificando-a. Equipamento: condutor de água de refrigeração Causa: Impurezas no condutor de refrigeração de água. Conseqüência: Entupimento no condutor de água da pistola, provocando superaquecimento. (O problema, na maioria das vezes, só é detectado mais tarde, quando já predomina uma grande pressão no circuito). Equipamento: válvula de controle do gás de proteção (solenóide) Causa: Pré e pós fluxo não mantém a regulagem. Soldagem - Tig 85 Função alternada (válvula magnética (solenóide) falhando em seus Movimentos). Conseqüência: Gás de proteção insuficiente para o eletrodo e a peça de fusão, antes, durante e após a soldagem. A vazão correta do gás de proteção está representada pela ilustração. Equipamento: ventilador de refrigeração da fonte Causa: Sentido de rotação do ventilador incorreto. Com isso, o sentido da corrente de ar também é incorreto. Conseqüência: Ventilação insuficiente do equipamento do equipamento, provocando superaquecimento e danificando-o. Se o equipamento possui um relê de proteção, este desliga-se automaticamente. Soldagem - Tig 86 EXERCÍCIOS Assinale com um ( X ) a alternativa correta em cada uma das questões apresentadas a seguir: 1 Qual a descontinuidade que aparece no cordão de solda, durante a soldagem, se o eletrodo de tungstênio é tocado na poça de fusão ? a) ( ) poros; b) ( ) inclusão de tungstênio; c) ( ) inclusão de óxidos; d) ( ) falta de fusão. 2 Qual a causa da forma da ponta do eletrodo, apresentada a seguir ? a) ( ) não foi aplicado gás inerte; b) ( ) o eletrodo de tungstênio foi afiado de forma muito obtusa; c) ( ) o eletrodo de tungstênio estava com gordura; d) ( ) o eletrodo de tungstênio foi submetido a alta corrente de soldagem. 3 Durante uma soldagem TIG, o arco elétrico torna-se instável, falhando. Qual das opções abaixo pode ser a causa do problema ? a) ( ) a válvula magnética do gás de proteção está defeituosa; b) ( ) o condutor de água de refrigeração para a tocha está interrompida; c) ( ) o ventilador gira em sentido incorreto, provocando superaquecimento na fonte de corrente; d) ( ) o cabo condutor de corrente no multicabo está partido. Soldagem - Tig 87 4 Uma pistola refrigerada à água apresenta vazamento para o duto de gás de proteção. Qual a conseqüência na soldagem de arco ? a) ( ) poros na soldagem; b) ( ) endurecimento na zona de ligação da solda; c) ( ) inclusão de óxido na poça de fusão; d) ( ) o punho da pistola torna-se condutor elétrico. 5 Após o término da soldagem, forma-se sobre a extremidade do eletrodo de tungstênio uma camada de óxido. Qual a causa para que isso ocorra ? a) ( ) a refrigeração da tocha é insuficiente; b) ( ) o ventilador de refrigeração gira em sentido incorreto; c) ( ) a válvula magnética do gás de proteção está defeituosa, fechando somente com grande demora o fluxo do gás; d) ( ) o pós fluxo foi regulado para um tempo muito curto. 6 Como podem ser evitadas as crateras no fim do cordão ? a) ( ) soldar bem lentamente no final do cordão; b) ( ) soldar bem rapidamente no final do cordão; c) ( ) aumentar a corrente de soldagem no final do cordão; d) ( ) diminuir o comprimento do arco final do cordão. Soldagem - Tig 88 Referências CETEC de Solda Orlando Barbosa - SENAI Rio de Janeiro – Série Processo de Soldagem TIG. Coleção Tecnologia – Soldagem - SENAI São Paulo. FBTS – Fundação Brasileira de Tecnologia da Soldagem – Departamento de Cursos – Inspetor de Soldagem. GTZ – Deutsche Gesellschaft – für Technische Zusammenarbeit – GTZ (gmbh)