tig mig mag soldagem

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Laboratório de Engenharia de Soldagem
Processos de Soldagem
TIG (GTAW)
Laboratório de Engenharia de Soldagem
 Características Gerais
TIG (GTAW)
Laboratório de Engenharia de Soldagem
TIG (GTAW)
 Características Gerais
Laboratório de Engenharia de Soldagem
 O Processo de Soldagem
 Manual
 Semi-automático
 Automático
 Com ou sem material de adição
 Insumos
 Gás
 Eletrodo de tungstênio
 Material de adição
TIG (GTAW)
Laboratório de Engenharia de Soldagem
 Equipamentos
TIG (GTAW)
Laboratório de Engenharia de Soldagem
TIG (GTAW)
 Equipamentos
Laboratório de Engenharia de Soldagem
TIG (GTAW)
 Abertura do arco
 Por contato
 Por pulso de alta tensão
 Por arco piloto
 Por alta freqüência
 Tipos de corrente e polaridade
 CC+ e CC-
 CA
 Corrente pulsada 
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TIG (GTAW)
 Tipos de corrente e polaridade
Laboratório de Engenharia de Soldagem
TIG (GTAW)
 Tipos de eletrodos
 Tungstênio puro
EWP
 Tungstênio com cério
EWCe-2
 Tungstênio com tório
EWTh-1 e Th-2
 Tungstênio com lantânio
EWLa-1
 Tungstênio com zircônio
EWZr-1
Norma de especificação: AWS 
A5.12-92
Estes elementos estão presentes 
na forma de óxidos
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TIG (GTAW)
 Geometria dos eletrodos
 Comprimento: 50; 75; 150; 175 mm
 Acabamento: polido
 Forma da ponta: retífica excêntrica
• Ângulo maior – maior penetração e menor largura
• Ângulo menor – menor penetração e maior largura 
 Diâmetros: 0,3 a 6,3 mm
 Considerar as dimensões do bocal
Laboratório de Engenharia de Soldagem
TIG (GTAW)
 Materiais de adição
 Varetas de 0,6 a 6,0 mm
 Mesma composição química do material de base
 Considerar as diferentes formas de alimentação do metal
Laboratório de Engenharia de Soldagem
TIG (GTAW)
 Especificação de material de adição
 Norma AWS A.5.18
 Código: ERXXY-ZZ
• E - eletrodo a arco elétrico
• R - indica que pode ser vareta ou eletrodo
• XX - resistência mínima à tração do MS em 1000 psi
• Y - indica o tipo de eletrodo
 S - sólido
 C - com recheio
• ZZ - indica a classe de análise química
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TIG (GTAW)
 Controles no equipamento GTAW
 Tipo e intensidade de corrente
 Alta freqüência
 Temporizadores para o fluxo de gás pré e pós 
soldagem
 Vazão do fluxo de gás
 Regulagens para a corrente pulsada
• Corrente de pico
• Corrente de base
• Tempo de pico
• Tempo de base
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TIG (GTAW)
 Gás de proteção
 ARGÔNIO (Ar)
• 1,3 vezes mais denso que o ar
• 10 vezes mais denso que o He
• Ei = 15,76 eV
• Baixa tensão do arco
• Mais barato que o He
• Boa ação de limpeza dos óxidos superficiais em CA
• Fácil abertura e manutenção do arco (estável e suave)
• Velocidades limitadas na soldagem automática (poros) 
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TIG (GTAW)
 Gás de proteção
 HÉLIO (He)
• 1/7 da densidade do ar
• Necessitam-se maiores vazões (1,3 a 3,0 x Ar)
• Ei = 24,59 eV
• Alta tensão do arco
• Maiores penetrações que o Ar
• Maiores velocidades de soldagem - menor ZTA
• Menor risco de porosidade na soldagem automática
• Mais caro que o Ar
Laboratório de Engenharia de Soldagem
TIG (GTAW)
 Gás de proteção
 He + Ar
• Soldagens automáticas
• Elevada penetração (He)
• Boa estabilidade do arco (Ar)
 Ar + H2 (2 a 35%)
• Aumenta a tensão do arco
• Aumenta em até 50% a velocidade de soldagem 
• Não se aplica em aços ao C-Mn e baixa-liga
• Aplicado em aços inoxidáveis e ligas a base de Ni
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TIG (GTAW)
 TIG pulsado
 Utiliza menor energia de soldagem
 Melhora o controle da geometria do cordão de solda
 Aumenta a espessura que pode ser soldada
 Promove auto-limpeza do eletrodo
 Aumenta a tolerância admitida nos parâmetros
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TIG (GTAW)
 TIG pulsado
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TIG (GTAW)
 Vantagens
 Soldas de boa qualidade livres de defeitos (baixo 
hidrogênio)
 Não apresenta salpicagem
 Com ou sem material de adição
 Excelente controle no passe de raiz
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TIG (GTAW)
 Vantagens
 Produz soldas autógenas com elevadas velocidades
 Fontes de energia relativamente baratas
 Controle preciso das variáveis de soldagem
 Solda grande variedade de metais e ligas
 Permite controle independente do arco e do metal de 
adição
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TIG (GTAW)
 Desvantagens
 Menores taxas de deposição (0,2 a 2,0 Kg/h)
 Exige maior habilidade do soldador
 Anti-econômico para espessuras acima de 10 mm
 Dificuldade de proteção em ambientes expostos
 Risco de contaminação por inclusão de tungstênio
 Não há efeito metalúrgico
 Técnicas recomendadas
 Projeção do eletrodo além do bocal < d
 Comprimento do arco < 1,5 d
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TIG (GTAW)
 Materiais
 Aços ao C-Mn e baixa-liga
 Aços inoxidáveis
 Aços refratários
 Alumínio e ligas
 Magnésio e ligas
 Cobre e ligas
 Níquel e ligas
 Titânio e ligas
 Zircônio e ligas
 Ferro fundido
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Processos de Soldagem
MIG/MAG
Laboratório de Engenharia de Soldagem
 Características Gerais
MIG/MAG
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 O Processo
 Semi-automático e automático
 Taxa de deposição: 1 a 8 kg/h
 Espessuras soldadas: > 2,0 mm
 Eletrodos: de 0,8 a 1,6 mm de diâmetro
 Emprega gases de proteção
 Fonte do tipo tensão constante e corrente 
constante
 Soldagem em CC+ e raramente CC- e CA
MIG/MAG
Laboratório de Engenharia de Soldagem
 Equipamentos
MIG/MAG
Laboratório de Engenharia de Soldagem
 Equipamentos
 Fonte de energia
• Tensão constante
• Corrente constante
 Sistema de alimentação do arame
 Pistola de soldagem
 Suprimento de gás de proteção
• Gás inerte - MIG
• Gás ativo - MAG
MIG/MAG
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MIG/MAG
 Equipamento de Soldagem
 Tocha
• Refrigeradas ao ar ou a água
• Curvas ou retas
• Tubos de contato
• cobre e ligas
• 0.13 a 0.25 mm -> 
diâmetro do eletrodo
Laboratório de Engenharia de Soldagem
MIG/MAG
 Equipamento de Soldagem
 Tocha
• Bocal
• Depende da corrente e do acesso à junta
• Conduíte 
• Prevenir o amassamento do eletrodo
• Diâmetros proporcionais aos dos eletrodos
• Para arames duros (aço e Cu) - conduíte de aço
• Para arames moles (Al e Mg) - conduíte de nylon
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MIG/MAG
 Fontes de Soldagem - CC
 Corrente constante
 Corrente ajustada na fonte
 Tensão depende da Va e do comprimento do eletrodo 
para uma dada condição
 Corrente de curto-circuito limitada (longo tcc)
 Mais empregada para goticular e pulsada
 O curto-circuito dificulta o controle externo
 Alimentador com velocidade variável
 Sensores automáticos de voltagem permitem o uso de 
alimentadores com velocidades constantes (a corrente 
varia com a tensão)
Laboratório de Engenharia de Soldagem
MIG/MAG
 Fontes de Soldagem - CC
 Tensão constante
• A tensão é ajustada na fonte
• A corrente, para uma dada condição, é função do 
comprimento do eletrodo e da velocidade de 
alimentação do arame
• Alimentador com velocidade constante
• Controle interno (velocidade de fusão)
• Equipamento mais simples e barato
• Maisempregada para arames finos (< 1,2 mm)
Laboratório de Engenharia de Soldagem
MIG/MAG
 Fontes de Soldagem - CC
 Indutância
• Controla a velocidade com que ocorre a variação da 
corrente - resposta dinâmica
• Ajustável em fontes para curto-circuito
• Facilita a abertura do arco em spray
 Alimentador de arame
 Motor de CC comandado pela fonte
 Com velocidade constante (mas ajustável)
 Com velocidade variável (controle externo)
Laboratório de Engenharia de Soldagem
MIG/MAG
 Consumíveis
 Eletrodos
• Sólidos (mais comuns) ou tubulares 
(pós metálicos + estabilizadores do 
arco)
• Composição similar à do metal base
• Existem perdas e adição de elementos 
usados como desoxidantes
• Diâmetros de 0,8 a 1,6 mm
• Eletrodos para aços são revestidos de 
cobre
Laboratório de Engenharia de Soldagem
MIG/MAG
 Algumas Normas de Especificação (AWS)
 Aços ao C A5.18
 Aços baixa-liga A5.28
 Ligas de alumínio A5.10
 Ligas de cobre A5.7
 Magnésio A5.19
 Ligas de níquel A5.14
 Titânio A5.16
 Aços inox série 300 e 400 A5.9
Laboratório de Engenharia de Soldagem
MIG/MAG
 Classificação para aços C-Mn e baixa-liga
 ER XXY-ZZ
 ER indica que se trata de eletrodo ou vareta
 XX(X) indica a resistência mínima em 1000 psi
 Y indica se é arame sólido (S) ou tubular (T)
 ZZ indica a classe de composição química
 Exemplos
• E70S-1 e E70S-3 (baixo carbono)
• E70S-1B (aço baixa-liga)
Laboratório de Engenharia de Soldagem
MIG/MAG
 Gases
 Meio ionizante e protetor
 O tipo e a vazão do gás afeta
• As características do arco
• O modo de transferência
• A penetração e o perfil do cordão de solda
• A velocidade de soldagem
• A presença de mordeduras
• As propriedades mecânicas da solda
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MIG/MAG
 Gases Empregados
 Argônio
 Hélio
 Misturas de argônio e hélio
 Adições de CO2 e oxigênio ao Ar e ao He
 Argônio - oxigênio - CO2
 Argônio - hélio - CO2
 Argônio - hélio-CO2 - oxigênio
 CO2 puro
Laboratório de Engenharia de Soldagem
 Gases Empregados
 Argônio
• Inerte;
• Boa estabilidade do arco;
• Densidade maior que o ar;
• Baixo potencial de ionização;
• Proteção eficiente.
MIG/MAG
Laboratório de Engenharia de Soldagem
 Gases Empregados
 Hélio
• Inerte;
• Densidade mais baixa que o ar;
• Alto potencial de ionização;
• Maior tensão;
• Alta velocidade de soldagem;
• Maior penetração da solda.
MIG/MAG
Laboratório de Engenharia de Soldagem
 Gases Empregados
 CO2 puro
• Ativo nas condições de soldagem;
• Menor estabilidade do arco;
• Elevada quantidade de respingos;
• Alta condutividade térmica;
• Baixo custo;
• Aplicado para transferência por curto-circuito. 
MIG/MAG
Laboratório de Engenharia de Soldagem
 Gases Empregados
 Oxigênio
• Constituinte de misturas para melhorar a estabilidade do 
arco e diminuir a tensão superficial. 
 Misturas de argônio/hélio/CO2/oxigênio
• Combinação das características individuais com 
proporções dependentes das aplicações. 
MIG/MAG
Laboratório de Engenharia de Soldagem
 Gases Empregados
 Efeito dos gases sobre a geometria da solda 
MIG/MAG
Laboratório de Engenharia de Soldagem
 Gases
MIG/MAG
MATERIAL GÁS PROTEÇÃO OBSERVAÇÕES
Alumínio e 
suas ligas
Argônio
Argônio+Hélio
O mais usado produz um arco estável com 
transferência goticular.
Quando se adiciona o Hélio, aumenta-se a energia do 
processo; usado para grandes espessuras.
Cobre e suas 
ligas
Argônio
Argônio+Hélio
CO2
argônio+CO2
Boa transferência goticular; em geral é necessário 
preaquecimento para espessuras superiores a 6,5 
mm.
50/50 ou 30 argônio/70 Hélio; reduz a temperatura de 
preaquecimento necessária.
Elevada energia térmica: problemas com salpicos e 
fumos.
80 argônio/20 N2: aquecimento superior ao argônio; 
problema dos salpicos.
Titânio e 
zircônio, e 
suas ligas
Argônio
Argônio+Hélio
Apropriado para goticular.
argônio+25%He; melhora a energia térmica; 
apropriado para goticular e para arco poulsado ou 
curto-circuito em todas as posições.
Laboratório de Engenharia de Soldagem
MIG/MAG
 Gases
MATERIAL GÁS PROTEÇÃO OBSERVAÇÕES
Aços 
inoxidáveis
argônio+O2
Argon+O2+CO2 
CO2
1-5 %O2; melhora a transferência goticular ou Arco 
Pulsado.
2 %O2+5 %CO2; melhora o processo por Curto-
Circuito ou Arco Pulsado. Deve ter-se em conta a 
introdução de carbono em aplicações críticas.
Pode ser usado onde não haja problemas de 
corrosão.
Aços ao 
carbono e de 
baixa liga
argônio+O2
CO2
argônio+O2+CO2
1-5 %O2 para boa transferência goticular onde a 
composição do cordão é crítica.
Usado no processo de Curto-Circuito, transferência 
globular ou goticular.
2 %O2+5 %CO2 facilita a soldagem goticular e 
pulsada.
2 %O2+20 %CO2 para soldagem goticular e por curto-
circuito de chapa fina.
Poucos salpicos.
argônio
argônio+Hélio
Mais usado em todos os tipos de transferência de 
metal.
15-20 %He melhora a energia térmica posta em jogo e 
as características de fusão.
Laboratório de Engenharia de Soldagem
 Vantagens
 Processo semi-automático e automático
 Aplicado para todos metais e ligas comerciais
 Grandes faixas de espessuras soldáveis
 Eletrodo alimentado continuamente
 Soldagem em todas as posições
 Elevadas taxas de deposição
 Diferentes tipos de transferência metálica 
MIG/MAG
Laboratório de Engenharia de Soldagem
 Vantagens
 Elevadas velocidades de soldagem
 Soldagens de longo comprimento
 Elevada penetração (goticular)
 Pouco trabalho de limpeza após a soldagem
 Mão-de-obra de fácil treinamento
 Diferentes combinações de:
• gases 
• parâmetros de soldagem
• características das fontes
MIG/MAG
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MIG/MAG
 Desvantagens
 Equipamento caro, complexo e pesado quando 
comparado ao ER.
 Difícil soldagem em ambientes expostos
 Limitação para uso em locais de difícil acesso
 Maiores níveis de radiação térmica
 Não apresenta efeito metalúrgico
 A tocha deve estar sempre muito próximo da junta 
(entre 10 e 20 mm) - proteção gasosa
Laboratório de Engenharia de Soldagem
MIG/MAG
 Variáveis do processo
 Corrente (velocidade de alimentação do arame)
 Polaridade
 Voltagem (comprimento do arco)
 Velocidade de soldagem
 Diâmetro e comprimento do eletrodo
 Composição química do eletrodo
 Ângulo de avanço do eletrodo em relação à peça
 Tipo e vazão do gás de proteção
 Posição da junta
 Composição química do material de base
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MIG/MAG
 Corrente de soldagem
 O aumento da corrente para as demais condições 
constantes causa
• Aumento da taxa de fusão
• Aumenta a penetração e a largura
 Velocidades de alimentação de 2 a 20 m/min
 Polaridade
 CC+ é mais comumente empregada
 CC- apresenta maior consumo e pouca penetração com 
arco instável
 CA recentemente empregada – ainda está sendo 
estudada
Laboratório de Engenharia de Soldagem
MIG/MAG
 Tensão
 Proporcional ao comprimento do arco
 Depende de:
• comprimento do eletrodo
• diâmetro do eletrodo
• corrente de soldagem
• gás de proteção
• tipo de junta
• tipo de eletrodo
• tipo de material de base
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MIG/MAG
 Comprimento do Eletrodo
 Afeta o consumo, a estabilidade do arco e a geometria 
do cordão de solda
 Varia de:
• 6 a 13 mm em curto-circuito
• 13 a 25 mm em outrostipos de transferência
Laboratório de Engenharia de Soldagem
MIG/MAG
Auto-regulagem do comprimento do arco
Laboratório de Engenharia de Soldagem
 Transferência metálica
 Curto-circuito
 Goticular
 Corrente pulsada
 Fatores que afetam a transferência metálica
 Tipo e intensidade de corrente
 Diâmetro, comprimento e composição do eletrodo
 Comprimento do arco (tensão)
 Gás de proteção
MIG/MAG
Laboratório de Engenharia de Soldagem
MIG/MAG
 Transferência por curto-circuito
 Baixa tensão do arco (13 a 23 V)
 Baixa corrente média (40 a 210 A)
 CO2 puro e Ar + CO2 com mais de 20% CO2
 Econômica devido ao gás de proteção
 Baixo aporte térmico - resfriamento rápido
 Soldagens de chapas finas, soldagens fora de posição 
plana e união de juntas com grandes folgas e pouca 
deformação
Laboratório de Engenharia de Soldagem
MIG/MAG
 Transferência por curto-circuito
 Eletrodos mais finos (de 0,6 a 0,8 mm) são mais 
adequados para chapas finas
 Não se aplica para alumínio (baixa resistência elétrica 
do eletrodo que não se aquece suficientemente 
durante os curtos-circuitos)
 Muita salpicagem e sem um bom acabamento
 Boa penetração com CO2 puro
 Taxa de transferência de 20 a 200 gotas/s
Laboratório de Engenharia de Soldagem
MIG/MAG
 Transferência por curto-circuito
0
50
100
150
200
0
10
20
30
40
50
0 10 20
Ua(V)
t 
(ms)
Ua
Iw(A)
Iw
Laboratório de Engenharia de Soldagem
MIG/MAG
 Transferência goticular
 Elevadas tensões do arco (24 a 40 V)
 Elevadas correntes de soldagem (acima de 200 A)
 A corrente de transição depende do diâmetro, do 
comprimento e da composição química do eletrodo e 
do gás de proteção
 Em metais não ferrosos emprega-se gás inerte
 Em metais ferrosos empregam-se adições de até 5% 
de O2 e/ou até 20% de CO2 para facilitar a 
transferência e aumentar a estabilidade do arco 
Laboratório de Engenharia de Soldagem
MIG/MAG
 Transferência goticular
 A corrente de transição 
depende do diâmetro, do 
comprimento e da 
composição química do 
eletrodo e do gás de 
proteção
Laboratório de Engenharia de Soldagem
MIG/MAG
 Transferência goticular
 São mais usados arames de 0,8 a 1,6 mm
 Maior estabilidade consegue-se com gotas de 
diâmetro equivalentes ao do eletrodo
 Alta taxa de deposição
 Pouca salpicagem
 Mais apropriada para chapas mais espessas
 Difícil soldagem fora de posição plana (elevada fluidez 
e volume da poça), exceto para alumínio
Laboratório de Engenharia de Soldagem
MIG/MAG
 Transferência com corrente pulsada
 Corrente de pico acima da corrente de transição
 Gotas pouco maiores que o diâmetro do eletrodo
 Transferência de uma gota por pulso
 Corrente média baixa
 Permite soldagem fora de posição
 Chapas finas, especialmente de Al onde a 
transferência por curto-circuito é difícil
 A freqüência e amplitude dos pulsos controlam o nível 
de energia do arco e a taxa de fusão
Laboratório de Engenharia de Soldagem
0
50
100
150
200
250
16
20
24
28
32
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
(V)
(A)
t (ms)
Ua
Ip
tp tb
Im
Ib
20 25 31 32 33 34 35 36 50 56 58 59 60 61 62 63 66 
67 70 80
Itr=220 А
MIG/MAG
 Transferência com corrente pulsada
Laboratório de Engenharia de Soldagem
MIG/MAG
 Defeitos mais comuns
Laboratório de Engenharia de Soldagem
MIG/MAG
 Defeitos mais comuns
Laboratório de Engenharia de Soldagem
MIG/MAG
 Defeitos mais comuns
Laboratório de Engenharia de Soldagem
MIG/MAG
 Defeitos mais comuns