soldagem tig * processos e materiais

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GTAW
PROCESSO TIG
Prof. Dr. Aldemi Coelho Lima
PROCESSO TIG
É UM PROCESSO DE SOLDAGEM:
• Por fusão
• A arco elétrico
• Com eletrodo não consumível
• Proteção gasosa (gás inerte)
GTAW : Gas Tungstein Arc Welding
TIG : Tungstein Inert Gas
PROCESSO TIG
EQUIPAMENTO:
PROCESSO TIG
Foi desenvolvido visando a soldagem de alumínio e aço 
inoxidável
VANTAGENS:
•Excelente controle do calor cedido à peça;
•Energia de soldagem concentrada, minimizando a ZTA;
•Eficiente proteção contra a contaminação atmosférica;
•Pode-se soldar sem metal de adição;
•Não existe reação entre o metal e o gás;
•Não produz escória;
•Ótima visibilidade da poça de fusão;
•Baixa produção de fumos;
•Arco de soldagem bastante suave;
PROCESSO TIG
DESVANTAGENS:
• Alto custo do equipamento;
• Produtividade muito baixa (0,2 a 1,5 
kg/h);
• A operação é geralmente manual;
• Não é fácil soldar em locais de difícil 
acesso;
• Sensível à soldagem na presença de 
correntes de ar;
• Apresenta risco de inclusão de 
tungstênio.
PROCESSO TIG
APLICAÇÕES:
Devido ao alto custo, e aproveitando as suas 
características, o processo TIG é mais 
utilizado para:
• Soldagem de aço inoxidável;
• Soldagem de alumínio, magnésio e 
titânio;
• Soldagem de materiais de difícil 
soldabilidade;
• Soldagem de chapas finas;
• Soldagem de tubos;
• Soldagem de passes de raiz;
• Peças leves ou de elevada precisão;
• Peças de indústria aeroespacial. 
PROCESSO TIG
 GASES: 
 
São utilizados apenas gases inertes:
• Argônio; 
• Hélio; 
• Misturas argônio-hélio; 
• Mistura argônio-hélio-hidrogênio (soldar aço inoxidável); 
• Mistura argônio-hélio-nitrogênio (soldar cobre e ligas); 
• Pré-purga: vazão de gás inerte alguns segundos antes da 
abertura do arco; 
• Pós-purga: fluxo de gás inerte, com a tocha ainda sobre a poça 
de fusão, por uns 30 segundos após a interrupção do arco de 
soldagem. 
PROCESSO TIG
 GASES: 
PROCESSO TIG
 ELETRODOS 
• os eletrodos não são consumíveis , isto é, 
não entram na composição da poça de 
fusão. 
• A sua função é abrir e manter o arco 
elétrico, além de conduzir a corrente 
elétrica. 
• São varetas sinterizadas que têm o papel 
de servir como um dos terminais do arco 
que irá gerar o calor para o processo. 
• Ao aproximar-se da sua temperatura de 
fusão (3410oC), o tungstênio torna-se 
termiônico, como uma fonte de elétrons
PROCESSO TIG
TIPOS DE ELETRODOS 
1. Eletrodos de Tungstênio Puro
2. Eletrodos Ligados
Zirconados
Torinados
C erinados
Lantanados
PROCESSO TIG
 ELETRODOS DE TUNGSTÊNIO PURO
• Os eletrodos de tungstênio puro (EWP) possuem, no mínimo, 
99,5% de tungstênio e tem uma capacidade de corrente inferior 
aos eletrodos ligados. 
• São muito utilizados em soldagem com CA, pois mantém uma 
extremidade limpa e arredondada, que provê boa estabilidade ao 
arco neste processo; 
• Recomendado para a soldagem de materiais com menor ponto de 
fusão, como o alumínio e ligas, magnésio, latão e bronze; 
• Identificado pela ponta verde; 
• Mais baratos que os demais. 
PROCESSO TIG
 ELETRODOS TORINADOS
 
• Os eletrodos com óxido de tório, a tória, possuem 1% ou 2% desse material, sendo 
classificados respectivamente, como EWTh-1 e EWTh-2. 
• A tória incrementa a emissividade termiônica do tungstênio, permitindo a operação em :
• Correntes mais elevadas (aproximadamente 20% de acréscimo) sobre o EWP. 
• Os eletrodos torinados mantém um fino perfil da ponta durante a soldagem, o que é 
desejável na soldagem de aços. 
• São deficientes na soldagem em CA, pois tem dificuldade de manter a extremidade 
arredondada. 
• Principais características: 
• Identificado pela ponta vermelha (cônica); 
• Recomendado para a soldagem com corrente contínua; 
• Possui maior resistência às altas temperaturas; 
• Apresenta maior resistência à oxidação; 
• Utilizado na soldagem de aços carbono, aços inoxidáveis, aços ligados, titânio, cobre e 
ligas especiais que não provoquem o aparecimento de óxidos refratários. 
PROCESSO TIG
 ELETRODOS ZIRCONADOS
• Os eletrodos com óxido de zircônio (EWZr) têm características 
intermediárias para soldagem entre os eletrodos puros e os 
torinados. 
• São muito utilizados em soldagem CA pois combinam a 
estabilidade e ponta arredondada do eletrodo puro e a 
capacidade de corrente dos eletrodos torinados; 
• Possuem resistência à contaminação mais alta que os eletrodos 
puros; 
• Mesmas aplicações do eletrodo de tungstênio puro, porém com 
melhor desempenho; 
• Identificação pela cor de ponta marrom. 
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 ELETRODOS CERINADOS
• Os eletrodos com óxido de cério (EWCe-2), a céria, possuem 
características muito semelhantes aos torinados com a vantagem 
de não trabalhar com um elemento radioativo;
• Mesmas aplicações do eletrodo torinado (na soldagem de aços 
carbono, aços inoxidáveis, aços ligados, titânio, cobre e ligas 
especiais);
• Tem a vantagem de possibilitar melhor estabilidade do arco de 
soldagem e maior durabilidade; 
• Identificação pela cor de ponta laranja. 
• Estas mesmas características são mantidas nos eletrodos com 
óxido de lantânio (ponta preta). 
PROCESSO TIG
 ELETRODOS NÃO ESPECIFICADOS
• Os eletrodos que não se classifiquem nas designações 
anteriores são classificados como EWG;
• Contém quantidade não especificada de uma adição 
não especificada ou uma combinação de óxidos.
• São identificados pela coloração de ponta cinza. 
PROCESSO TIG
APONTAMENTO DO ELETRODO:
 
Arredondamento - é realizado pela abertura de uma arco 
em um bloco de cobre refrigerado a água, utilizando 
CA ou DCEP. 
Esmerilhamento - Para permitir uma maior estabilidade 
do arco, as pontas cônicas dos eletrodos devem ser 
obtidas a partir do esmerilhamento, com o eletrodo 
perpendicular ao eixo do rebolo. O rebolo deve ser 
exclusivo para esta operação, para eliminar a 
possibilidade de contaminação do eletrodo. 
 Afiação química - Consiste em mergulhar a ponta do 
tungstênio em rubro em um recipiente contendo 
nitrato de sódio, provocando uma erosão uniforme em 
torno da circunferência e da extremidade do eletrodo. 
PROCESSO TIG
 MÉTODOS DE INICIAÇÃO DO ARCO
São usadas diversas técnicas para se evitar a contaminação 
da peça com o eletrodo e a consequente danificação da 
sua ponta:
• Toque do eletrodo na peça;
• Fonte de alta freqüência;
• Partida pulsada;
• Arco piloto.
PROCESSO TIG
 MÉTODOS DE INICIAÇÃO DO ARCO
 
1. Toque do eletrodo na peça: 
• O método mais simples de iniciação do arco;
• apesar de extremamente simples, não é recomendado, pois ao 
tocar a peça o eletrodo pode contaminá-la e danificar-se. 
2. Fonte de alta freqüência: 
• a utilização de uma fonte de alta freqüência, que fornece uma 
alta tensão (2 a 4 kV) com alta freqüência (350 Khz a 5 MHz) em 
série ao circuito de soldagem, para ionizar o gás e permitir a 
abertura do arco. 
• Este método tem o inconveniente de gerar grande quantidade de 
distúrbios para a rede de alimentação elétrica. 
PROCESSO TIG
 Ignitor de alta freqüência (350 Khz a 5 MHz) 
 
• É utilizado para possibilitar a abertura do arco de soldagem sem 
que para isso o eletrodo toque a peça, ocasionando 
principalmente inclusão de tungstênio. 
• Em corrente contínua, o próprio aparelho possui um dispositivo 
que interrompe a ação de centelhamento do ignitor após a 
abertura do arco; 
• Quando se solda com corrente alternada, para impedir a extinção 
do arco a cada inversão de polaridade, um transistor de alta 
potência gera um pico de tensão de 2 a 4 KV e o ignitor de alta 
freqüência permanece ligado durante toda a operação. 
PROCESSO TIG
 MÉTODOS DE INICIAÇÃO DO ARCO
 
3. Partida pulsada: 
• obtida através de pulsos de alta tensão que ionizam ogás e 
permitem a abertura do arco;
• trabalhando via de regra com corrente iguais às de soldagem. 
4. Arco piloto: 
• pode ser utilizado com fontes de CC, mantendo-se um arco entre 
o eletrodo e o bocal da tocha; 
• Esse arco piloto ioniza o gás necessário para estabelecer o arco;
• O arco piloto é alimentado por uma pequena fonte e é iniciado por 
alta freqüência. 
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 Limpeza catódica
• É a remoção da camada de óxidos da superfície do material sob a 
ação do arco;
• A limpeza catódica não ocorre em CC- (eletrodo negativo)
• Isso ocorre apenas quando se trabalha em CC+ (eletrodo positivo);
• A emissão de elétrons da peça (polo -) faz com que esses rompam 
com os óxidos, removendo a camada de óxidos do material ;
• Na maioria dos metais, como os aços, os óxidos tem ponto de fusão 
inferior ao do Metal de Base. São, portanto, fundidos ou 
decompostos pela ação do arco em CC- (eletrodo negativo);
• No alumínio, o ponto de fusão dos óxidos (2200oC) é superior ao MB 
(558oC);
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 Corrente e Polaridade TIG
• Os elétrons fluem do pólo negativo para o pólo positivo, 
provocando maior calor no pólo positivo.
Pólo “+” = Pólo mais quente (70% do calor do arco); 
Pólo “-” = Pólo mais frio (30% do calor do arco); 
CCPI ou CC+ = Mais calor no eletrodo;
CCPD ou CC- = Mais calor na peça;
CA = 50% do calor no eletrodo e na peça.
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 Corrente e Polaridade TIG
PROCESSO TIG
Soldagem TIG Aço Inoxidável
 DESTAQUES:
• O fluxo de elétrons desloca-se do pólo negativo para o positivo, 
provocando maior aquecimento no pólo positivo. 
• Em corrente contínua (CC):
• Em CC- (eletrodo negativo), ocorre maior aquecimento da peça;
• Em CC+ (eletrodo positivo) ocorre maior aquecimento do eletrodo, 
provocando danos ao mesmo;
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Soldagem TIG Aço Inoxidável
• Solda-se Aço Inox em CC-
– Nesse caso, o eletrodo (-) trabalha mais frio que a peça (+);
– Ocorre menos danos ao eletrodo;
– Os óxidos do material (+), com menor ponto de fusão são 
fundidos ou decomposto pelo calor do arco elétrico.
– Obtém-se uma solda de ótima qualidade
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Soldagem TIG de Alumínio
 DESTAQUES:
• O fluxo de elétrons desloca-se do pólo negativo para o positivo, 
provocando maior aquecimento no pólo positivo. 
• Em corrente contínua (CC):
• Em CC- (eletrodo negativo), ocorre maior aquecimento da peça, mas 
não remove a camada de óxidos
– Consequência: inclusão de óxidos na solda.
• Em CC+ (eletrodo positivo) ocorre a remoção da camada de óxidos 
(peça negativa), mas com maior aquecimento do eletrodo (positivo), 
provocando danos ao mesmo;
– Consequência: inclusão de tungstênio na solda.
• Portanto, a solda de alumínio com CC é problemática
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Soldagem TIG de alumínio
• Em corrente alternada (CA);
– ocorre alternância no sentido do fluxo de elétrons, com 
distribuição equivalente do calor do arco (50% na peça e 50% 
no eletrodo);
– Quando a peça está negativa ocorre a limpeza catódica;
– Mas ocorre apagamentos do arco na inversão da polaridade;
• Solda-se Alumínio com Corrente 
Alternada (CA) com transformador 
e indutor de alta freqüência, 
Conseguindo assim uma 
solda de excelente 
qualidade. 
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Seleção de Eletrodos TIG
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