Aula 01 Soldagem

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Professor
Allan Da Silva Maia
Disciplina
PROCESSOS DE SOLDAGEM
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HISTÓRICO
CLASSIFICAÇÃO
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Definição de soldagem
Operação que visa obter a união de duas ou mais peças, assegurando na junta a continuidade das propriedades físicas e químicas necessárias ao seu desempenho.
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Projetos de uniões simplificadas 
Redução do peso da estrutura soldada em relação ao peso de estruturas rebitadas e parafusadas 
Obtenção de estruturas estanques 
Eficiência mecânica da junta
Importância
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Vantagem
Podemos unir dois materiais parafusando, rebitando e colando.
Porém, a grande vantagem da soldagem é a possibilidade de obter uma união em que os materiais têm uma continuidade não só na aparência externa, mas também nas suas características e propriedades mecânicas e químicas, relacionadas à sua estrutura interna.
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Soldabilidade
A capacidade de um material ser soldado nas condições de fabricação impostas por uma estrutura específica projetada de forma adequada e de se comportar adequadamente em serviço
A maioria das ligas metálicas são soldáveis, mas, certamente, algumas são muito mais difíceis de serem soldadas por um dado processo que outros
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O principal fator que afeta a soldabilidade dos materiais é a sua composição química.
Outro fator importante é a capacidade de formar a série contínua de soluções sólidas entre um metal e outro.
Assim, devemos saber como as diferentes ligas metálicas se comportam diante dos diversos processos de soldagem.
Soldabilidade – fatores que afetam
Se o material a ser soldado exigir muitos cuidados, tais como:
Controle de temperatura de aquecimento e de interpasse, ou tratamento térmico após a soldagem, por exemplo, dizemos que o material tem baixa soldabilidade.
Por outro lado, se o material exigir poucos cuidados, dizemos que o material tem boa soldabilidade.
Soldabilidade – Alta ou baixa?
Soldabilidade
Antes da década de 1880, a soldagem era realizada apenas na forja do ferreiro. 
Desde então a marcha da industrialização e duas guerras mundiais influenciaram o rápido desenvolvimento da soldagem moderna. 
Os métodos de soldagem básicos – soldagem por resistência, soldagem a gás e soldagem a arco – foram todos inventados antes da Primeira Guerra Mundial.
Definição de soldagem
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A primeira patente de um processo de soldagem, obtida na Inglaterra por Nikolas Bernados e Stanislav Olszewsky em 1885, foi baseada em um arco elétrico estabelecido entre um eletrodo de carvão e a peça a ser soldada
Por volta de 1890, N. G. Slavianoff, na Rússia, e Charles Coffin, nos Estados Unidos, desenvolveram independentemente a soldagem a arco com eletrodo metálico nu
Histórico
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Histórico
Sistema para soldagem a arco com eletrodo de carvão de acordo com a patente de Bernados.
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Histórico
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Em 1907, Oscar Kjellberg (Suécia) patenteia o processo de soldagem a arco com eletrodo revestido
Em sua forma original, este revestimento era constituído de uma camada de cal, cuja função era unicamente estabilizar o arco
Histórico
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Histórico
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Histórico
Breve histórico da soldagem
Préhistoria – idade media
Soldagem por forjamentoImportância estratégica
1809
Arco elétrico
1885
1º Patente Inglesa
1890
Eletrodo Nu
1907
Eletrodo Revestido
1926
Processo de soldagem TIG
1948
MIG
1953
MAG
1954
ARAME TUBULAR
1957
PLASMA
1960
LASER
Atualmente são mais de 50 processos usados industrialmente
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Histórico
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Histórico
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Histórico
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Arco elétrico
Um arco elétrico pode ser definido como um feixe de descargas elétricas formadas entre dois eletrodos e mantidas pela formação de um meio condutor gasoso chamado plasma
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Arco elétrico
A expressão soldagem a arco elétrico se aplica a um grande número de processos de soldagem que utilizam o arco elétrico como fonte de calor 
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Classificação
Soldagem por fusão
A soldagem por fusão inclui a maioria dos processos mais versáteis usados atualmente.
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Classificação
23
Classificação
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Soldagem por pressão ou deformação
Este primeiro grupo inclui os processos de soldagem por ultra-som, por fricção, por forjamento, por resistência elétrica, por difusão, por explosão, entre outros
Os processos de soldagem por resistência, apresentam características intermediárias entre os processos de soldagem por fusão e por deformação
Classificação
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Classificação
(a) Soldagem por pontos
(b) Soldagem por costura. Para unir duas chapas de 0,8mm de espessura, trabalha-se com uma corrente de aproximadamente 1500A e uma força de 300kg.
O aquecimento das peças a serem unidas facilita a ligação entre as partes.
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Classificação
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Brasagem (fases sólida-líquida)
processo no qual as partes são unidas por meio de uma liga metálica de baixo ponto de fusão, não havendo fusão do metal base 
Como consequência, o processo é realizado a uma temperatura na qual as peças sendo unidas não sofrem nenhuma fusão
Classificação
28
classificação
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PROCESSOS DE SOLDAGEM
Arco elétrico = fusão por corrente elétrica entre os metais
MMA - Manual metal adition (Solda elétrica)
MIG - Metal Inert Gas
MAG - Metal Active Gas ( consumo)
TIG - Tungstênio Inert Gas
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PROCESSOS DE SOLDAGEM
Maçarico = chama
Oxiacetilênica ( temp. - acetileno+O2 ou ar ) :
Solda (adição de metal com fusão)
Oxicorte (corte de chapa por oxidação)
GLP ( temp. - butano/propano +O2 ou ar ) : 
Solda 
Brasagem:
Fusão de metal ou ligas com baixo PF:
“Solda” de componentes eletrônicos com liga de Pb-Sn 
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PROCESSOS DE SOLDAGEM
Maçarico = chama
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ELETRODO
REVESTIDO
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DEFINIÇÃO
É um processo de soldagem por fusão a arco elétrico que utiliza um eletrodo consumível, no qual o calor necessário para a soldagem provem da energia liberada pelo arco formado entre a peça a ser soldada e o referido eletrodo
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PROCESSOS DE SOLDAGEM
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O eletrodo consiste em um arame de material com propriedades mecânicas, físicas e químicas compatíveis com as do metal base a ser soldado coberto com um revestimento fundente.
ELETRODO
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ELETRODO
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ELETRODO
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Os eletrodos revestidos são constituídos de uma alma metálica rodeada de um revestimento composto de matérias orgânicas e/ou minerais, de dosagens bem definidas
REVESTIMENTO
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Proteger o arco contra o Oxigênio e Nitrogênio do ar
Reduzir a velocidade de solidificação
Facilitar a abertura e estabilizar o arco
Introduzir elementos de liga no material depositado e desoxidar o metal de solda
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Facilitar a soldagem nas diversas posições de trabalho
Servir de guia às gotas em fusão em direção ao banho
Constituir-se em isolante elétrico na soldagem em chanfros estreitos ou de difícil acesso
FUNÇÕES DO REVESTIMENTO
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Em função de sua formulação química e do caráter da escória, os revestimentos dos eletrodos podem ser classificados em diferentes tipos:
revestimento oxidante
revestimento básico
revestimento ácido
revestimento rutílico
revestimento celulósico
TIPOS DE REVESTIMENTO
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TIPOS DE REVESTIMENTO
Revestimento Oxidante 
Este revestimento é constituído principalmente de óxido de Ferro e Manganês 
produz uma escória oxidante, abundante e de fácil destacabilidade 
apresentam uma baixa penetração
Atualmente, a utilização desta forma de revestimento está em decréscimo 
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Revestimento Ácido 
Este revestimento é constituído principalmente de óxido de Ferro, Manganês e sílica 
Produz uma escória ácida, abundante e porosa e também de fácil remoção 
Apresenta penetração média e alta taxa de fusão 
TIPOS DE REVESTIMENTO
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Revestimento rutílico
consumível de uso geral;
 revestimento apresenta até 50% de rutilo (TiO2);
 média penetração;
 escória de rápida solidificação, facilmente destacável;
requer ressecagem a uma temperatura relativamente baixa, para
que o metal de solda não apresente porosidades grosseiras.
TIPOS DE REVESTIMENTO
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Revestimento celulósico
elevada produção de gases resultantes da combustão dos materiais orgânicos (principalmente a celulose);
não devem ser ressecados;
 a atmosfera redutora formada protege o metal fundido;
alta penetração;
 pouca escória, facilmente destacável;
 muito utilizado em tubulações na progressão descendente;
TIPOS DE REVESTIMENTO
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TIPOS DE REVESTIMENTO
Revestimento Básico 
Este revestimento contém grandes quantidades de carbonatos (de Cálcio ou outro material) e fluorita 
A penetração é média e o cordão apresenta boas propriedades mecânicas 
Este é o revestimento mais higroscópico de todos 
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EQUIPAMENTOS
O equipamento de soldagem consiste na fonte de energia, no porta eletrodos, terminal terra e nos cabos e conexões
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EQUIPAMENTOS
Porta eletrodos
Os porta-eletrodos servem para a fixação e energização do eletrodo 
É fundamental a correta fixação e boa isolação dos cabos para que os riscos de choque sejam minimizados 
O porta-eletrodos (ou tenaz) conecta o cabo de solda e conduz a corrente de soldagem até o eletrodo
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EQUIPAMENTOS
Porta eletrodos
Os porta-eletrodos servem para a fixação e energização do eletrodo 
O porta-eletrodos (ou tenaz) conecta o cabo de solda e conduz a corrente de soldagem até o eletrodo
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EQUIPAMENTOS
Terminal Terra
O terminal terra conecta o cabo terra à peça
Fazendo parte do circuito de soldagem, o terminal terra deve ser capaz de suportar correntes de soldagem sem superaquecer devido à resistência elétrica
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EQUIPAMENTOS
Cabos de Solda
Os cabos transportam a corrente elétrica da fonte de energia para possibilitar a Soldagem.
cabo de soldagem
cabo de retorno
O diâmetro do cabo deve ser suficiente para conduzir a corrente elétrica com um mínimo de queda de tensão (perdas)
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EQUIPAMENTOS
Cabos de Solda
Os diâmetros dos cabos dependem basicamente dos seguintes aspectos: 
Corrente de soldagem 
Ciclo de trabalho do equipamento 
comprimento total dos cabos do circuito 
fadiga do operador 
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Corrente de soldagem
Ciclo de trabalho
Diâmetro do cabo (mm) em função de seu comprimento (m)
(A)
(%)
0-15
15-30
30-46
46-61
61-76
100
20
4
5
6
6.5
7.5
180
20-30
5
5
6
6.5
7.5
200
60
6.5
6.5
6.5
7.5
8
200
50
6
6
6.5
7.5
8
250
30
6
6
6.5
7.5
8
300
60
8
8
8
9
10
400
60
9
9
9
10
12
500
60
9
9
9
10
12
600
60
9
9
9
12
2 X 10
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EQUIPAMENTOS
Fontes de Energia
A corrente de soldagem determina a quantidade de calor proveniente do arco elétrico e, desde que ele permaneça relativamente constante, os cordões de solda serão uniformes em tamanho e em forma
corrente alternada (CA) 
corrente contínua (CC)
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EQUIPAMENTOS
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Equipamentos
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EFEITOS DA POLARIDADE
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EQUIPAMENTOS
Outros Equipamentos
As ferramentas de limpeza são a picadeira, a escova de aço e a lixadeira
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SELEÇÃO DO ELETRODO
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SELEÇÃO DO ELETRODO
Qual é o melhor eletrodo para determinado trabalho?
Quais as posições de trabalho?
Quais as exigências que este eletrodo tem que atender?
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SELEÇÃO DO ELETRODO
A AWS - American Welding Society criou um padrão para a identificação dos eletrodos revestidos que é aceito, ou pelo menos conhecido, em quase todo o mundo 
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Protetor auricular
TABELA ESPECIFICAÇÕES AWS PARA ELETRODOS REVESTIDOS
REF. AWS
Eletrodos para:
A 5.1
Aços ao Carbono
A 5.3
Alumínio e suas ligas
A 5.4
Aços inoxidáveis
A 5.5
Aços baixa liga
A 5.6
Cobre e suas ligas
A 5.11
Níquel e suas ligas
A 5.13
Revestimento (alma sólida)
A 5.15
Ferros fundidos
A 5.21
revestimento (alma tubular com carbonetos de Tungstênio
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SELEÇÃO DO ELETRODO
Tipo do metal de base
A soldagem de aços carbono ou aços de baixo carbono (teor de carbono inferior a 0,30%) com eletrodos revestidos de alma de aço doce não apresenta problemas na medida em que a resistência à tração do metal de solda normalmente excede a resistência à tração do metal de base.
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SELEÇÃO DO ELETRODO
Posição de soldagem 
a posição de soldagem determinará se será empregado um eletrodo para soldagem em todas as posições ou outro para posições plana e horizontal.
Equipamento disponível 
 a escolha do eletrodo dependerá dos equipamentos CA ou CC disponíveis.
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SELEÇÃO DO ELETRODO
Espessura da chapa 
 durante a soldagem de chapas finas devem ser empregados eletrodos de baixa penetração.
Custos da soldagem 
os principais fatores que afetam os custos da soldagem são a mão de obra, a taxa de deposição, a eficiência de deposição e o custo dos eletrodos.
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SELEÇÃO DO ELETRODO
AWS 5.1 Eletrodos para aço ao carbono
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SELEÇÃO DO ELETRODO
E XX (X) Y Z 
Eletrodo Revestido
E XX (X) Y Z
Indica resistência do material a tração X1000 psi
E6013
E7018
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SLEÇÃO DO ELETRODO
E XX (X) Y Z 
Número que indica a posição de soldagem
1 = Todas as posições de soldagem
2 = Posição plana e horizontal
3 = Posição somente plana
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SELEÇÃO DO ELETRODO
E XX (X) Y Z 
Número que indica tipo de revestimento e corrente
Xx10 rev. Celulósico (sódio) cc+
Xx20 rev. Ácido cc-
Xxy1 rev. Celulósico(potássio)cc+ ca
Xxy2 rev. Rutílico (sódio) cc- ca
Xxy3 rev. Rutílico (potássio) cc- cc+ ca
Xxy4 rev. Rutílico (pó de ferro) cc- cc+ ca
Xxy5 rev. Básico (sódio) cc+
Xxy6 rev. Básico (potássio) cc+ ca
Xxy7 rev. Ácido (pó de ferro) cc- ca
Xxy8 rev. Básico (pó de ferro) cc+ ca
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SELEÇÃO DO ELETRODO
Verifique o metal de base a ser soldado
Aço carbono, aço inox, aço liga, ferro fundido, alumínio, magnésio, níquel, cobre, etc.
Verifique a composição química do metal de base
Aço comum: teor de carbono (baixo, doce, médio ou alto teor)
Verifique as propriedades mecânicas do metal de base e do metal de adição
Limite de resistência, dureza, limite de escoamento, alongamento, ensaio de impacto
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SELEÇÃO DO ELETRODO
Verifique a espessura do material a ser soldado
Diâmetro do eletrodo
Verifique as características da fonte de energia
Tipo de corrente
Faixa de amperagem
Fator de trabalho
Verifique a posição de soldagem
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SELEÇÃO DO ELETRODO
Tipo de corrente (CA/AC ou CC/DC)
Definida pela escolha do eletrodo
Ajustada em função da espessura do material
Polaridade
Definida pela escolha do eletrodo
Ajustada em função da espessura do material
Valor da amperagem
Diâmetro e tipo do eletrodo
Espessura da peça a ser soldada
Tipo de corrente e polaridade
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MANUTENÇÃO DOS ELETRODOS
Caso não sejam tomados os adequados cuidados no armazenamento e manuseio, os eletrodos revestidos podem se danificar
Parte ou todo o revestimento pode se danificar, principalmente nos casos de dobra ou choque do eletrodo 
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A umidade em excesso no revestimento dos eletrodos (principalmente os básicos), é de uma forma geral, prejudicial a soldagem 
Ela pode levar a instabilidade do arco,
formação de respingos e porosidades principalmente no início do cordão e a fragilização e fissuração pelo Hidrogênio 
O período máximo que se recomenda para que um eletrodo permaneça fora da estufa é duas horas 
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MANUTENÇÃO DOS ELETRODOS
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MANUTENÇÃO DOS ELETRODOS
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MANUTENÇÃO DOS ELETRODOS
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CONSERVAÇÃO
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RESSECAGEM
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SEGURANÇA
NA
SOLDAGEM
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Capacetes ou mascara
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classificação
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Radiação do arco
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Radiação do arco
88
gorro
89
Óculos de segurança
90
avental
91
mangote
92
perneiras
93
Botas de segurança
94
Filtro ou lente
95
Terminologia
96
Terminologia
97
Junta
Região entre duas peças que serão unidas
terminologia
98
Chanfro
Corte efetuado na junta para possibilitar/facilitar a soldagem em toda a sua espessura. 
terminologia
99
Chanfro
Corte efetuado na junta para possibilitar/facilitar a soldagem em toda a sua espessura. 
terminologia
100
Raiz Passe: 
Região mais profunda de uma junta soldada 
que corresponde ao 1º passe região mais 
propensas a descontinuidades na soldagem. 
Face: 
Superfície oposta a raiz da solda. 
Camada: 
Conjuntos de passes realizados em uma
mesma altura em um chanfro.
Reforço: 
Altura máxima alcançada pelo excesso de 
metal de adição medido a partir da superfície do metal a ser soldado.
Margem: 
Linha de encontro entre a face da solda 
e a superfície do metal de base. 
terminologia
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terminologia
102
terminologia
103
terminologia
104
terminologia
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Posição de soldagem
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Posição de soldagem
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Posição de soldagem
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EFEITOS TÉRMICOS
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Efeitos da soldagem
A microestrutura é afetada pela soldagem por causa de seus efeitos térmicos ou mecânicos, ou ambos, mas as alterações ficam confinadas à região da solda.
 As alterações metalúrgicas na região local do metal de base (chamada de zona termicamente afetada) podem ter um profundo efeito no desempenho em serviço de uma junta soldada. 
Fluxo de calor
O calor influencia diretamente:
– nas transformações metalúrgicas e 
– nos fenômenos mecânicos que ocorrem na zona de solda.
Esses efeitos são consequência:
– dos ciclos térmicos e 
– das temperaturas
Fluxo de calor
113
Fluxo de calor
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Ciclos térmicos e repartição térmica
Efeitos da soldagem
Assim, para que uma soldagem ocorra de forma a 
atender as características desejadas é necessário 
se controlar variáveis tais como:
Calor fornecido na região da solda.
Temperatura alcançada na região da solda.
Fusão.
Metais adicionados na região da solda.
Gases que entram em contato com a solda.
Elementos químicos adicionados à poça de fusão.
Solidificação.
Velocidade de resfriamento
Solidificação de junta soldada
A martensita forma-se realmente durante o resfriamento da solda e da zona termicamente afetada.
RESFRIAMENTO FORA DAS CONDIÇÕES DE EQUILÍBRIO
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Zonas de uma junta soldada
Zona fundida (ZF): Constituída pelo metal de solda, que é a soma da parte fundida do metal de base e do metal de adição;
Zona termicamente afetada (ZTA): Região do metal de base que tem sua estrutura e/ou suas propriedades alteradas pelo calor de soldagem
Zonas de uma junta soldada
Zona fundida
Zona afetada pelo calor
Metal de base
Zonas de uma junta soldada
Metal de base(Chapa)
(Tratamento termomecânico)
Solidificação
(Micro-segregação)
Tratamento térmico
(Transformação de fase)
Efeitos da soldagem
A microestrutura é afetada pela soldagem por causa de seus efeitos térmicos ou mecânicos, ou ambos, mas as alterações ficam confinadas à região da solda.
 As alterações metalúrgicas na região local do metal de base (chamada de zona termicamente afetada) podem ter um profundo efeito no desempenho em serviço de uma junta soldada. 
Fluxo de calor
O fluxo de calor na soldagem pode ser dividido, de maneira simplificada, em duas etapas básicas:
Fornecimento de calor à junta
Dissipação deste calor pela peça 
Fluxo de calor
Fatores que influencia a dissipação do calor pela peça
Geometria da junta;
Espessura da junta;
Energia de soldagem e temperatura inicial.
Fluxo de calor
Causam variações dimensionais e alterações microestruturais localizadas que podem resultar em efeitos indesejáveis, tais como:
Tensões residuais e distorção;
Deterioração de propriedades mecânicas (dutilidade, tenacidade, resistência mecânica, etc);
Formação de trincas;
Deterioração de propriedades físicas, químicas, etc.
Pré aquecimento
Objetivo principal
Reduzir a velocidade de resfriamento
Efeito
Evita formação de uma microestrutura frágil (Martensita)
Aumenta a difusão do hidrogênio
Diminuem as tensões de contração
Alto grau de restrição - aumenta as tensões se o pré aquecimento for localizado, aumentando a possibilidade de fissuração
Desvantagem de aumentar a extensão da ZAT
Pré-aquecimento
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Temperatura de pré-aquecimento
Efeitos térmicos
caracterizada por um aquecimento localizado das peças, permanecendo o restante destas em temperaturas muito inferiores.
As regiões aquecidas tendem a se dilatar, mas esta dilatação é restringida pelas partes adjacentes submetidas a temperaturas menores, o que resulta em tensões internas que tendem a apresentar mudanças permanentes de forma e de dimensões
Efeitos térmicos
Tensões residuais não são visíveis 
diretamente, mas afetam o comportamento da junta soldada em diferentes aspectos
Levando à formação de trincas 
Mudanças na resposta à fadiga
À tendência à fratura frágil 
à corrosão
Efeitos térmicos
Tensões residuais são aquelas que permanecem na peça quando todas as suas solicitações externas são removidas.
Peças submetidas a diferentes processamentos térmicos ou mecânicos 
Fundição
Soldagem
Laminação
Forjamento
Usinagem
Dobramento
Têmpera
Etc.
Efeitos térmicos
Uma das principais causas de seu aparecimento é a ocorrência de deformações plásticas não uniformes
Tensões Residuais em Soldas:
Se um objeto for aquecido e resfriado de modo uniforme e não existirem restrições às suas variações dimensionais, estas não resultam em efeitos mecânicos importantes no objeto, isto é, após o ciclo térmico, o objeto não deverá apresentar nem tensões residuais nem distorções.
Efeitos térmicos
Efeitos térmicos
caracterizada por
Efeitos térmicos
caracterizada por
Efeitos térmicos
Este estado de tensão tende a dificultar a deformação plástica da região da solda 
podendo favorecer o desenvolvimento de rupturas localizadas (trincas).
A distribuição de tensões residuais em um componente soldado é afetada por 
diversos fatores
Efeitos térmicos
caracterizada por
Efeitos térmicos
caracterizada por
Trinca a Frio por Hidrogênio
Normalmente ocorre na zona Afetada Termicamente
Descontinuidade
Qualquer interrupção da estrutura típica (ou esperada) de uma junta soldada. Pode-se considerar, como descontinuidade, a falta de homogeneidade de características físicas, mecânicas ou metalúrgicas do material ou da solda.
Defeito = descontinuidade que atingiu um valor (ou porcentagem) acima do permitido por norma e precisa ser reparado.
Descontinuidade
Classificação das descontinuidades
Dimensionais
Distorções
Dimensões incorretas da solda
Perfil incorreto da solda
Estruturais
Porosidade
Inclusões de escória
Falta de fusão
Falta de penetração
Mordedura
trincas
Propriedades inadequadas
Propriedades mecânicas
Propriedades químicas
Descontinuidade
Descontinuidades
dimensionais
Distorções – alterações nas dimensões devido a deformações plásticas ocasionadas pelo aquecimento não uniforme e localizados durante a soldagem.
 Causa: soldagem em excesso, soldagem em juntas livres, seleção incorreta do chanfro e da sequencia de soldagem.
Como evitar: diminuir a quantidade de calor e metal depositado, utilização de dispositivos de fixação, martelamento entre passes, escolha correta do chanfro e da sequencia de soldagem
Descontinuidades dimensionais
Dimensões incorretas – Dimensões fora das tolerâncias configuram defeitos de soldagem, pois não atendem as especificações de resistência mecânica e à tração.
Descontinuidades dimensionais
Perfil incorretas – Variações geométricas bruscas que agem como concentradores de tensão, facilitam o aprisionamento de escória e leva a acumulo de resíduos.
Causa: manipulação incorreta do eletrodo, parâmetros de soldagem incorretos e instabilidade no processo
Descontinuidades dimensionais
Formato incorreto – posicionamento inadequado ou problemas de distorção podem levar a juntas com formato incorreto.
Descontinuidades dimensionais
Descontinuidade estruturais
Porosidade – formada pela evolução de gases, na parte posterior da poça de fusão, durante a solidificação da solda. 
Descontinuidade
 Causa: umidade ou contaminação de óleo, graxas, ferrugens, etc. corrente ou tensão de soldagem excessiva, correntes de ar durante a soldagem.
energia de soldagem baixa;
consumível (diâmetro excessivo para a geometria do chanfro; umidade no revestimento do consumível; metal de adição contaminado);
metal de base inadequado (teor elevado de carbono ou oxigênio residual; teor de enxofre elevado no aço);
procedimento de soldagem incorreto (arco instável; mistura gasosa inadequada; pré-aquecimento ausente ou com temperatura insuficiente; tensão do arco excessiva; superfície da chapa contaminada; corrente de ar na lateral).
Descontinuidade
Descontinuidade
Inclusões de escória – termo que descreve partículas de óxido e outros sólidos não metálicos aprisionados entre passes de solda ou entre a solda e o metal de base. 
Descontinuidade
Causa: manipulação incorreta do eletrodo e remoção parcial da escória entre passes de solda.
 Fatores que influenciam na ocorrência
energia de soldagem (corrente de soldagem baixa para eletrodos com escória bastante viscosa);
consumível (diâmetro excessivo para a geometria do chanfro; consumível com escória muito viscosa; consumível em má condição);
Descontinuidade
Causa: manipulação incorreta do eletrodo e remoção parcial da escória entre passes de solda.
projeto da junta inadequado (tipo do chanfro, ângulo do chanfro; abertura da raiz)
metal de base com teores elevados de silício, manganês e alumínio.
procedimento de soldagem incorreto (arco instável; ângulo de trabalho; ângulo de ataque do arco elétrico; acabamento do cordão convexo; reforço excessivo; não remoção da escória.
Descontinuidade
Falta de fusão – Ausência de união por fusão entre passes adjacentes de solda ou entre a solda e o metal de base.
Descontinuidade
 Causa: energia de soldagem insuficiente para fundir a região do chanfro onde está sendo realizado o cordão, falta de limpeza e manipulação incorreta do eletrodo.
Fatores que influenciam na ocorrência: 
energia de soldagem baixa;
consumível (diâmetro excessivo para a geometria do chanfro ou com pouca penetração) aliado a um projeto da junta inadequado 
procedimento de soldagem incorreto (posição de soldagem; desalinhamento entre as partes; chapa contaminada (óleo, graxa, pintura ou oxidação superficial); escória do passe anterior; falta de goivagem do passe de raiz)
Descontinuidade
Falta de penetração – termo que descreve a falha em se fundir e encher completamente a raiz da junta.
Descontinuidade
Causa: manipulação incorreta do eletrodo, junta mal projetada, corrente insuficiente, velocidade muito alta e diâmetro de eletrodo muito grande.
Fatores que influenciam na ocorrência: 
energia de soldagem baixa;
consumível (diâmetro excessivo para a geometria do chanfro ou com pouca penetração);
projeto da junta inadequado (tipo do chanfro; ângulo do chanfro; abertura de raiz).
procedimento de soldagem incorreto (posição de soldagem; desalinhamento entre as partes; chapa contaminada (óleo, graxa, pintura ou oxidação superficial); escória do passe anterior; 
Descontinuidade
Descontinuidade
Mordedura – reentrância agudas formadas pela ação do calor do arco. Atua como concentrador de tensão
Causa: manipulação incorreta do eletrodo, comprimento excessivo do arco, corrente ou velocidades de soldagem muito elevadas. 
DESCONTINUIDADES
Defeitos de cratera - Se a fonte de calor for repentinamente removida, a poça fundida solidifica com um vazio que é denominado cratera.
A cratera está sujeita a conter trincas de solidificação na forma de estrela. 
Descontinuidade
Trinca – são consideradas, em geral, as descontinuidades mais graves em uma junta soldada por serem fortes concentradores de tensão.
Descontinuidade
Causa: atuação de tensões de tração (tensões transientes, residuais ou externas) sobre um material incapaz de resistir devido a problemas de fragilização.
Fatores que influenciam na ocorrência
energia de soldagem elevada; consumível especificado erroneamente (diâmetro excessivo);
teor de ferrita pequeno (menor que 2% para aços inoxidáveis);
metal de base com composição química incorreta (teores elevados de enxofre e fósforo);
Descontinuidade
Fatores que influenciam na ocorrência
projeto da junta inadequado (tipo do chanfro, ângulo do chanfro; abertura da raiz; restrição elevada da junta);
procedimento de soldagem incorreto (formato do cordão inadequado = cordão estreito e com grande penetração; falta de pré-aquecimento; deposição de cordões extensos e largos; técnica de soldagem que aumenta as tensões residuais; desalinhamento entre as partes; excesso de restrição na junta)
Descontinuidade
Descontinuidade
164
Trinca a Frio por Hidrogênio
Normalmente ocorre na zona Afetada Termicamente
Fragilização por hidrogênio
Fragilização por hidrogênio
Fatores que influenciam na ocorrência
energia de soldagem baixa;
consumível especificado erroneamente(diâmetro pequeno; consumível com teor de hidrogênio elevado);
projeto da junta inadequado (tipo do chanfro; ângulo do chanfro);
metal de base (teor muito elevado de carbono; espessura excessiva);
Fragilização por hidrogênio
Fatores que influenciam na ocorrência
procedimento de soldagem incorreto (ausência ou temperatura de pré-aquecimento insuficiente; ausência de controle da temperatura inter-passe; ausência de pós-aquecimento para aliviar as tensões e diminuir o teor de hidrogênio dissolvido no material; ausência de tratamento térmico pós-soldagem de alívio de tensões; goivagem do passe de raiz; superfície da chapa contaminada).
Descontinuidade
Descontinuidades e defeitos em uma junta topo-a-topo
(1b) Porosidade agrupada
(1d) Porosidade tipo “pipe” 
(2) Inclusão de escória
(3) Falta de fusão
(4) Falta de penetração
(5) Mordedura
(6) Deposição insuficiente
(7) Sobreposição
(8) Laminação
(9) Delaminação
(10) Dobra
(12a) Trinca longitudinal
(12b) Trinca transversal
(12c) Trinca na cratera
(12e) Trinca na margem
(12f) Trinca de raiz
(12g) Trinca na ZAC
Descontinuidade
Descontinuidades e defeitos em uma junta de canto em ângulo
(1b) Porosidade agrupada
(2) Inclusão de escória
(3) Falta de fusão
(4) Falta de penetração
(5) Mordedura
(6) Deposição insuficiente
(7) Sobreposição
(8) Laminação
(9) Delaminação
(10) Dobra
(11) Trinca lamelar
(12a) Trinca longitudinal
(12b) Trinca transversal
(12c) Trinca na cratera
(12e) Trinca na margem
(12f) Trinca de raiz
(12g) Trinca na ZAC
CORROSÃ0O
A corrosão atua provocando mudanças, não somente visuais nos materiais,
mas também em suas propriedades mecânicas e físicas. O corpo que sofre corrosão geralmente apresenta perda de material e de resistência.
CORROSÃO
CORROSÃO
galvânica;
 em frestas;
 por pites;
 intergranular;
por lixívia seletiva;
 erosão-corrosão
 corrosão sob tensão.
Em metais ela pode assumir uma das seguintes designações:
CORROSÃO
	São aqueles que deixam algum sinal na peça ou corpo de prova submetido ao ensaio, mesmo que estes não fiquem inutilizados:
Tração;
Compressão;
Cisalhamento;
Dobramento;
Flexão;
Embutimento;
Torção;
Dureza;
Fluência;
Fadiga;
Impacto.
Ensaios destrutivos 
São aqueles que após sua realização não deixam nenhuma marca ou sinal e, por consequência, nunca inutilizam a peça ou corpo de prova. 
Visual;
Partículas magnéticas;
Ultra-som;
Radiografia industrial;
Líquidos penetrantes;
Ensaios não destrutivos 
ESCOLHA DO ENSAIO
MIG/MAG
177
PROCESSOS DE SOLDAGEM
É um processo de soldagem em que o aquecimento é realizado por um arco elétrico estabelecido entre um eletrodo consumível sem revestimento, e a peça de trabalho. A proteção do arco e da região de solda contra a contaminação da atmosfera, é feita por um gás, ou uma mistura de gases.
Proteção gasosa feita por gás inerte (MIG) ou ativo (MAG)
Uso de eletrodo de metálico consumível alimentado automaticamente
178
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Indicada para a soldagem de todos os metais (aço carbono, aço inox, aço liga, alumínio, cobre, níquel, etc.) e em todas posições de soldagem
179
PROCESSOS DE SOLDAGEM
180
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Solda peças com espessura acima de 0,76mm
Ótimo acabamento (dispensa a limpeza)
Elevada produtividade (alta taxa de deposição) e baixo custo
Permite o preenchimento de grandes aberturas e vazios (reparos)
Exige menor habilidade do soldador
181
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Uso da polaridade reversa (eletrodo positivo). A polaridade direta raramente é utilizada
Faixa de corrente: 50 a 600A
Faixa de voltagem: 15 a 32V
Gases mais utilizados: argônio (inerte) e dióxido de carbono (ativo)
Alimentação contínua e em velocidade constante (ajustável) do eletrodo (arame)
182
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Vantagens
Aplica-se a materiais ferrosos e não ferrosos
Alta taxa de deposição do metal de adição em comparação com outros processos
O processo é de fácil automatização
O processo não apresenta escoria exceto com o uso de CO2
É aplicável em todas as posições de soldagem
Apresenta baixos níveis de hidrogênio 
183
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Desvantagens 
Apresenta investimentos iniciais com equipamentos mais caros
Grande sensibilidade a correntes de ar
Exige profissionais melhores treinados para operação dos equipamentos 
Apresenta custos maiores com gases de proteção
184
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Equipamento
Fonte de energia (transformador/retificador)
Alimentador do arame
Cilindro de gás com regulador
Tocha de soldagem (pistola) 
185
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Equipamento
186
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Equipamento
187
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Tocha
Sistema de refrigeração da tocha (água) para elevadas amperagens (>150A)
Bico de contato em cobre permitindo uso de arame sólido ou tubular
Diferentes modelos (reta ou curva) para diferentes aplicações
188
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Tocha
189
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Tocha
190
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Medidores de pressão e reguladores de vazão
Regulador de pressão e medidor de vazão
Dispositivo acoplado ao cilindro com gases de referência que permite a verificação da pressão (conteúdo existente dentro do cilindro) e regula a saída dos gases em uma determinada unidade de tempo
 Fluxômetro de bocal
Dispositivo utilizado para aferir a vazão do gás 
191
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Fonte de Energia
Fonte composta de transformador e retificador, normalmente eletrônica
Fornece um valor ajustável de corrente elétrica (contínua) e uma tensão constante
Possui um ignitor para abertura e extinção do arco e controles para ajustagem do processo
Faixa de operação: 5 a 10A (mínima) e 200 a 500A (máxima)
Possui um alimentador de arame interno ou externo. A velocidade de alimentação do arame determinará o valor da corrente
192
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Máquina de Soldagem MIG/MAG B 450 
FATOR DE TRABALHO (%)
100% – 60% - 40%
400A - 430A - 450A
sem – 6min - 4min
intervalo intervalo intervalo
 4 min 6 min
MAQUINA DE SOLDA LAB-320
FATOR DE TRABALHO (%)
100% – 80% - 60%
250A - 280A - 320A
sem - 8min - 6min
intervalo intervalo intervalo
 2min 4min
193
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Consumíveis
Gás de proteção (inerte e ativo)
Inerte: Argônio, Hélio e Nitrogênio (puros ou em misturas)
Ativo: Dióxido de Carbono (puro ou em misturas), Oxigênio, Hidrogênio e Nitrogênio (em misturas) 
Arame-eletrodo
Arame metálico sem revestimento (Aço Carbono, Aço Inoxidável, Cobre, Alumínio, Níquel, Titânio e Magnésio)
Arame tubular metálico preenchido com fluxo não metálico (soldagem por arame tubular)
194
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Consumíveis
195
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Consumíveis
196
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Consumíveis
Norma AWS 70S-6 
197
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Consumíveis
Especificação
Materiais
AWS - A 5.10
Alumínio e suas ligas
AWS - A 5.7 
Cobre e suas ligas
AWS - A 5.9
Aço inóx e aços com alto Cr 
AWS - A 5.14
Níquel e suas ligas 
AWS - A 5.16
Titânio e suas ligas 
AWS - A 5.18
Aço Carbono e baixa liga 
AWS - A 5.19
Magnésio e suas ligas 
198
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Gases de proteção
Os gases afetam as características do arco, a transferência de metal, a qualidade e a metalurgia da solda, alguns parâmetros de soldagem (corrente, velocidade, junta, chanfro e posição)
A escolha do gás de proteção se dará em função de: metal de base, custo, disponibilidade, metal de adição, corrente de soldagem
199
TABELA - GASES E MISTURAS UTILIZADOS NA SOLDAGEM MIG MAG
Gás ou mistura
Comportamento químico
Aplicações
Argônio (Ar)
inerte
quase todos metais (- aço)
Hélio (He)
inerte
Al, Mg, Cu e suas ligas
Ar + 20 a 50 % He
inerte
ídem He (melhor que 100% He)
Nitrogênio (N2)
inerte
Cobre e suas ligas
Ar + 20 a 30 % N2
inerte
ídem N2 (melhor que 100% N2)
Ar + 1 a 2 % O2
ligeiram. oxidante
aços inóx e alg. ligas Cu
Ar + 3 a 5 % O2
oxidante
aços Carb. e alguns b. liga
CO2
oxidante
aços Carb. e alguns b. liga
Ar + 20 a 50 % CO2
oxidante
div. aços - transf. c. circ
Ar + CO2 + O2
oxidante
diversos aços
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Gases de proteção inativos
Argônio (Ar)
Melhor proteção, arco mais estável
Menor consumo e custo, solda mais limpa com AC
Utilizado preferencialmente em metais não ferrosos
Hélio (He)
Maior penetração e velocidade
Maior consumo e custo mais elevado
Utilizado em metais não ferrosos (preferencialmente Alumínio e Cobre) e peças de maior espessura
201
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Gases de proteção inativos
Característica
Argônio
Hélio
Condutividade térmica
Baixa
Elevada
Tensão do arco
Menor
Maior
Calor gerado no arco
Menor
Maior
Aplicações
Chapas finas
Metais de baixa condutividade térmica
Chapas grossas
Metais de elevada condutividade térmica
Penetração central
Maior que nas laterais
Menor
Largura do cordão
Mais estreito
Mais largo
Transferência metálica
Todos os tipos
Globular ou curto-circuito
Estabilidade do arco
Boa
instável
Velocidade de soldagem
Menor
Maior
Efeito de limpeza na soldagem de alumínio e suas ligas
Maior
Menor
Custo/volume de gás
Menor
Maior
Peso em relação ao ar
398% a mais
14% do ar
202
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Gases de proteção ativos
Gás carbônico ou dióxido de carbono (CO2)
Baixo custo, indicado para solda de metais ferrosos (aço carbono e inoxidável)
Arco mais estável e maior quantidade de calor produzida
Não permite a transferência por aerosol (spray)
Maior penetração da solda
Exige elementos desoxidantes (Silício e Manganês) na composição química do arame
203
PROCESSOS DE SOLDAGEM
204
PROCESSOS DE SOLDAGEM
205
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Tipos de corrente
Corrente contínua polaridade direta (-): Utilizada para soldagem de metais não ferrosos, sobretudo alumínio e magnésio
Corrente contínua polaridade reversa (+): utilizada para soldar aço, aço inoxidável, níquel, cobre, aço cromo-molibdênio
Corrente pulsada: utilizada para soldar chapas mais finas com transferência por aerosol e arames de maior diâmetro
206
Esquemas dos perfis e penetração dos cordões de solda em função dos gases utilizados 
207
TIG
208
PROCESSOS DE SOLDAGEM
A sigla TIG corresponde às iniciais das palavras inglesas "Tungsten Inert Gas", que indica uma soldagem com gás inerte e eletrodo de tungstênio 
209
PROCESSOS DE SOLDAGEM
A soldagem TIG pode ser utilizada em uniões que requeiram peças soldadas de altíssima qualidade e na soldagem de metais altamente sensíveis a oxidação (como p. ex.: titânio e alumínio).
 Seu uso mais frequente é em aços resistentes ao calor, aços inoxidáveis e alumínio. 
210
PROCESSOS DE SOLDAGEM
211
PROCESSOS DE SOLDAGEM
A proteção do eletrodo e da zona da solda é feita por um gás inerte, normalmente o argônio, ou mistura de gases inertes (Ar e He). 
Metal de adição pode ser utilizado ou não.
212
PROCESSOS DE SOLDAGEM
213
PROCESSOS DE SOLDAGEM
214
PROCESSOS DE SOLDAGEM
É considerada como um dos processos de soldagem a arco que permite um melhor controle das condições operacionais.
Permite a execução de soldas de alta qualidade e excelente acabamento, particularmente em juntas de pequena espessura (inferior a 10 mm e mais comumente entre 0,2 e 3 mm).
A soldagem GTAW é mais utilizada para aços ligados, aços inoxidáveis e ligas não ferrosas.
Um uso comum, para aços estruturais, é a execução de passes de raiz na soldagem de tubulações, com os outros passes sendo realizados com outro processo
215
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Fonte de energia (transformador/retificador)
Ignitor
Eletrodo não consumível de Tungstênio
Tocha de soldagem (pistola) 
216
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Gás de proteção
Mangueiras
Sistema de refrigeração da tocha (para elevadas amperagens, >150A)
Vareta de material de adição (material específico ou o próprio metal de base) 
217
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Fonte composta de transformador e retificador, normalmente eletrônica
Fornece um valor constante e ajustável de corrente elétrica
Trabalha com corrente contínua, alternada e pulsada
Possui um ignitor para abertura e extinção do arco e controles para ajustagem do processo
Faixa de operação: 5 a 10A (mínima) e 200 a 500A (máxima)
218
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Corrente alternada (TIG AC): Utilizada para soldagem de metais não ferrosos, sobretudo alumínio e magnésio
Corrente contínua (TIG DC): Polaridade direta (-) ou reversa (+). Utilizada para soldar aço, aço inoxidável, níquel, cobre, aço cromo-molibdênio
219
PROCESSOS DE SOLDAGEM
220
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Ponta verde (puro): é o eletrodo considerado o "comum" e também é o mais barato deles. Contém 99,50% de tungstênio. Forma pequena bola após o uso. Indicado para soldagem de alumínio e magnésio. Excelente estabilidade de arco com TIG AC. Não deve ser usado em TIG DC.
221
PROCESSOS DE SOLDAGEM
222
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Ponta vermelha (1,7 e 2,2% Tório): mais utilizado, preferidos por causa da excelente vida útil e facilidade de uso (abertura do arco e alta amperagem). Opera muito abaixo da temperatura de fusão (baixo desgaste e baixo risco de contaminação). Ideal para soldagem de aço carbono, aço inoxidável, níquel e titânio.
223
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Ponta cinza (1,80 e 2,20% Cério): melhor para TIG DC baixa amperagem ou TIG AC. Fácil abertura de arco indicado para solda de tubos, pequenas peças e chapas finas de aço carbono, aço inoxidável, titânio. Não é indicado para altas amperagens.
Outros: 
Ponta dourada e azul (Lantânio): versátil (TIG AC e DC), excelente para aço inoxidável (fonte pulsada).
Ponta marrom e branca (Zircônio): somente para TIG AC, usado para ferro, aço e aço inoxidável.
224
PROCESSOS DE SOLDAGEM
225
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Dispensada para eletrodos com diâmetro menor que 1,6 mm
Afiação do eletrodo
226
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Regulagem da corrente
227
PROCESSOS DE SOLDAGEM
228
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Gás de proteção
Argônio (Ar ou SG-A)
Melhor proteção, arco mais estável
Menor consumo e custo, solda mais limpa com AC
Hélio (He ou SG-He)
Maior penetração e velocidade
Maior consumo e custo mais elevado
Mistura de Argônio e Hélio (SG-AHe-XX)
229
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Gás de proteção
230
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Pode ser utilizado vareta (manual) ou arame (automatizada)
Normatizado pela AWS
Metal de adição
231
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Metal de adição, aço carbono
232
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Técnica de soldagem
Regulagens do equipamento (parâmetros de soldagem)
Preparação da peça (limpeza, chanfros, fixação, pré-aquecimento)
Vazão do gás e abertura do arco (contato ou centelha)
Movimentação da tocha (angulação e velocidade)
Posicionamento e movimentação da vareta de metal de adição (dentro da poça e da nuvem de gás)
Extinção do arco e fechamento do gás
Limpeza e acabamento
Posições de soldagem
233
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Regulagem do equipamento
Escolha, afiação e montagem do eletrodo (ponta verde, vermelha, etc.)
Escolha do gás de proteção (Ar, He, mistura) e conexão do cilindro e regulador de pressão
Escolha da vareta de solda
Regulagem da amperagem e tipo de corrente (AC, DC-, DC+ ou pulsada)
Seleção do modo de operação (2T ou 4T)
Seleção da forma de abertura do arco (centelha ou contato)
234
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Regulagem do equipamento
Seleção da rampa de corrente para extinção
Regulagem do tempo de pós-fluxo
235
Vantagens
Excelente controle da poça de fusão.
Permite soldagem sem o uso de metal de adição.
Permite mecanização e automação do processo.
Usado para soldar a maioria dos metais.
Produz soldas de alta qualidade e excelente acabamento.
Gera pouco ou nenhum respingo.
Exige pouca ou nenhuma limpeza após a soldagem.
Permite a soldagem em qualquer posição.
Menor aquecimento da peça soldada 
Baixa sensibilização à corrosão intergranular 
Ausência de respingos 
Pode ser automatizado 
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Limitações
Produtividade relativamente baixa.
Custo de consumíveis e equipamento é relativamente elevado.
Dificuldade de utilização em presença de corrente de ar.
Inadequado para soldagem de chapas de mais de 6 mm. 
Processo depende da habilidade do soldador, quando não automatizado 
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Aplicações
Soldagem de precisão ou de elevada qualidade.
Soldagem de peças de pequena espessura e tubulações de pequeno diâmetro.
Execução do passe de raiz em tubulações.
Soldagem de ligas especiais, não ferrosas e materiais exóticos.
PROCESSOS DE SOLDAGEM