fundiçao e soldagem

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SOLDAGEM TIG
Disciplina: Fundição e Soldagem
Princípios do processo de soldagem TIG
A soldagem com eletrodo não consumível (de
tungstênio) sob atmosfera inerte (Gas Tungsten Arc
Welding – GTAW em EUA ou Tungsten Inert Gas –
TIG em Europa) é um processo no qual a união de
peças metálicas é produzida pelo aquecimento e
fusão desta através de um arco elétrico estabelecido
entre a peça e o eletrodo, não consumível, de
tungstênio.
Técnica de soldagem: 
Manual ou Automática 
(orbital ou linear).
A proteção do eletrodo (contra a oxidação) e da poça de fusão (contra a
contaminação atmosférica) é feita por um gás inerte, geralmente argônio, hélio ou
uma mistura destes. A adição de metal de enchimento pode ser ou não feita.
É aplicado à maioria dos
metais e suas ligas, numa
ampla faixa de espessura
(incluindo soldas dissimilares).
Juntas e espessuras típicas utilizadas na 
soldagem TIG
3 mm
8 mm
Junta em ângulo
Junta de topo
Soldagem por um lado
Soldagem por ambos os lados
Junta de topo
Soldagem por um lado
Soldagem por ambos os lados
Junta em aresta
Soldagem com duas abas
Soldagem com uma aba
Junta em aresta
Soldagem com duas abas
Soldagem com uma aba
Junta sobreposta 
Soldagem por costura 
Soldagem por filete
Junta sobreposta 
Soldagem por costura 
Soldagem por filete
1
2
34 5
6
4
Onde:
1 – eletrodo.
2 – bocal (pelo qual sai gás 
de proteção).
3 – material de adição.
4 – material de base.
5 – arco.
6 – poça de fusão (liquida).
7 – cordão de solda.
7
Arco TIG
Exemplo
Relação entre tensão e comprimento de arco
✓ Fonte de energia;
✓ Tocha (com eletrodo de tungstênio);
✓ Fonte de gás de proteção com regulador de vazão;
✓ Ignitor de alta frequência para a abertura de arco (opcional);
✓ Alimentador de arame;
✓ Cabos de soldagem.
Equipamentos:
Característica estática da fonte (CEF) de energia é do tipo Corrente Constante
(CC ou CA).
Equipamentos. Fonte de energia
Compr. 
de arco
1
2
U
I
U0
Ponto de trabalho para o arco longo (2) 
e o arco curto (1) 
U1 a
U2 a
2
1
I2 s ≈ I1 s
Característica estática mais adequada para a 
soldagem TIG (a corrente é mais constante)
Nota: Graças a CEF do tipo Corrente Constante, as fontes para TIG,
usualmente podem ser usadas para a soldagem com eletrodos revestidos.
Equipamentos: Painéis do controle (mais 
simples) das fontes de energia
Uma fonte mais simples. Mas mesmo
assim, esta fonte permite regular a
corrente do curto-circuito (na soldagem
ER) e oferece a função HotStart (para a
soldagem ER)
Uma fonte mais avançada. Oferece a
regulagem dos muitos parâmetros
tanto na soldagem TIG, como na
soldagem ER.
Equipamentos: Painéis do controle (mais 
sofisticados) das fontes de energia
Uma fonte da corrente continua e
pulsada.
Uma fonte da corrente continua,
pulsada e alternada. Alem de mais,
oferece “Dynamic Oxide Control” -
D.O.C. System.
Manuais: eletrodo e cabo em ângulo de 90º a 120º; com interruptor para início da 
soldagem, corrente e vazão de gás;
Automáticas: retas para montagem em suportes 
posicionadores.
As tochas podem ser refrigeradas a água ou a gás. As tochas refrigeradas a água 
geralmente são mais leves, mas são menos silenciosas; o cabo de corrente nelas é 
geralmente embutido no conduite de refrigeração.
Tipos de tocha para soldagem TIG
Tocha TIG refrigerada pelo 
gás de proteção
Tocha TIG refrigerada 
a água
Tipos de tocha para soldagem TIG
Projeto de tocha para soldagem TIG
Pinça Anel de retençãoPorta pinçaBocal
Corpo 
da tocha
Corpo do “gas lens” Anel isolador
Capa do 
eletrodo curto 
Capa do 
eletrodo 
longo 
A porta pinça e a pinça (em pares em função do diâmetro do eletrodo) são feitas de 
liga de cobre.
Tocha para soldagem TIG. Bocais
Os aspectos mais importantes nos bocais são suas dimensões e perfis. Os bocais 
são produzidos em diversos comprimentos, sendo que os mais longos provêm um 
fluxo mais firme e menos turbulento. Os bocais devem ser largos o suficiente para 
prover cobertura da área de soldagem pelo gás e devem estar de acordo com o 
volume e a densidade necessária do gás no processo. 
Função do bocal é de direcionar o gás em regime laminar. 
Os bocais são produzidos em diversos comprimentos, 
sendo que os mais longos provêm um fluxo mais firme e 
menos turbulento. Os mais usados são os cerâmicos 
(mais baratos porém quebradiços). Os de metal 
refrigerados a água são para altas correntes, vida longa.
Outro recurso utilizado na melhoria do fluxo são “gas lens”, que asseguram um fluxo
laminar do gás de proteção, através de sua estrutura porosa que é fixada ao redor
do eletrodo. Desta forma, elas permitem ao operador trabalhar com a extremidade
da tocha a uma maior distância da peça, auxiliando na visualização e facilitando o
trabalho em locais de difícil acesso para a tocha, como cantos. A ponta do eletrodo
pode sair do bocal em 5 – 6 diâmetros do eletrodo (enquanto na tocha sem a lente
de gás ela não sai em mais que 2 – 3 diâmetros)
Tocha TIG. Bocais
Dispositivos para proteção gasosa adicional 
Com um “trailer”
Sem o “trailer”
Tipos de tocha para soldagem TIG
Tocha TIG mecanizada 
Tocha TIG a mais simples (com a 
válvula de gás no corpo da tocha)
Apesar de não serem fundidos para fazer parte do cordão de solda, os eletrodos 
utilizados na soldagem TIG sofrem desgaste, sendo, por isso, enquadrados como 
consumíveis do processo . 
Fornecidas com 150 a 175 mm de comprimento de tungstênio puro ou com 
pequenas adições de óxidos de tório (denominado tória), de zircônio (zircônia), de 
lantânio (lantânia), de cério (céria), ou ainda de outras terras raras. 
Designação
ANSI/AWS 
A5.12
Composição
(impurezas totais  0,10 %) Cor de 
identificação
Aditivo Óxido tungstênio
EWTh-2 ThO2: 1,70 - 2,20 % Balanço Vermelha
EWLa-1.5 La2O3: 1,30 - 1,70 % Balanço Dourada
EWP  99,95 % Verde
EWLa-1 La2O3: 0,80 - 1,20 % Balanço Preta
EWZr-1 ZrO2: 0,15 - 0,40 % Balanço Marrom
EWCe-2 CeO2: 1,80 - 2,20 % Balanço Alaranjada
EWLa-2 La2O3: 1,80 - 2,20 % Balanço Azul
EWTh-1 ThO2: 0,80 - 1,20 % Balanço Amarela
Consumíveis do processo TIG. Eletrodos. 
Consumíveis do processo TIG. Eletrodos. 
Faixas de corrente
Polaridade direta (eletrodo negativo), aplicada em aços ao carbono e inoxidáveis,
os eletrodos dopados com tória, lantânia ou céria são recomendados justamente
pela capacidade de manter a ponta afiada em ângulo. Facilita a abertura de arco e
confere maior estabilidade à soldagem.
Corrente alternada, aplicada em alumínio e ligas similares, maior aquecimento da
ponta do eletrodo. No eletrodo de tungstênio puro, a ponta do eletrodo se funde,
ficando com uma forma abaulada.
Diâmetro do 
eletrodo (e do 
bocal) em mm
Corrente de soldagem (A)
CA CC
W WTh W/WTh (CC+) W/WTh (CC-)
0,5 (6,4)
1,0 (6,4)
1,6 (9,5)
2,4 (9,5)
3,2 (12,5)
4,0 (12,5)
4,8 (16,0)
6,4 (19,0)
-
10 – 40
30 – 70
70 – 100
100 – 150
150 – 225
200 – 300
275 – 400
-
15 – 60
60 – 100
100 – 160
140 – 220
200 – 275
250 – 400
300 – 500
–
–
10 – 20
15 – 30
25 – 40
40 – 55
55 – 90
80 – 125
5 – 35
30 – 100
70 – 150
150 – 225
200 – 275
250 – 350
300 – 500
400 – 650
Identificação: W – Eletrodo de tungstênio; WTh – Eletrodo de tungstênio toriado
Afiação do eletrodo - facilita a emissão de
elétrons por Efeito Termiônico (além da ponta
facilitar o aquecimento por ter menos volume, há
o efeito emissivo das “pontas”) e por garantir um
arco estável.
Uma forma de manter a ponta do eletrodo afiada
durante a soldagem é por meio da seleção
correta do tipo de eletrodo.
Consumíveis do processo TIG. 
Afiação do eletrodo

(2-3) 
0,2-0,3 mm
CC

2 
CA
R=0,75 
Formatos de ponta utilizados para eletrodos de tungstênio
(reparem o ângulo de afiação vs a corrente)
Consumíveis do processo TIG. 
Afiação do eletrodo
Afiação correta
Afiação incorreta
Marcas 
deixadas pela 
afiação correta
Marcas deixadas 
pela afiação 
incorreta
Coletor 
de póConsumíveis do processo TIG. 
Afiação do eletrodo
Ângulo da 
Ponta do 
Eletrodo
Exemplos de afiadores de eletrodo
Alimentação do metal de adição
A alimentação pode ser manual (varetas) ou contínua (arames). Se contínua, necessita 
de sistemas convencional de soldagem MIG/MAG ou um equipamento específico para 
este caso (com guias para o arame). 
Alimentação contínua com a “caneta alimentadora”:
Caneta alimentadoraCaneta alimentadora
Processo TIG. Gases de proteção e de purga 
(resumido)
Ar e He são os mais comuns. He transfere mais calor (mas é mais caro). A vazão de 
He deve ser maior pois este é menos denso. O He dificulta a abertura do arco.
Argônio Hélio
Baixa tensão de arco (pois o potencial de 
ionização é menor; o gradiente de tensão na 
coluna do arco ≈ 0,6 V/mm)
Elevada tensão de arco (pois o potencial de 
ionização é maior)
Menor penetração Maior penetração (pois favorece à maior geração 
e transferência de calor para a peça)
Adequado à soldagem de chapas finas Adequado à soldagem de grandes espessuras e 
materiais de condutividade térmica elevada
Soldagem manual devida ao pequeno gradiente 
de tensão na coluna do arco
Soldagem automática
Maior ação de limpeza Menor ação de limpeza
Arco mais estável Arco menos estável
Fácil abertura do arco Dificuldade na abertura do arco
Utilizado em CC e CA Geralmente CCEN
Custo reduzido Custo elevado
Vazão para proteção pequena Vazão para proteção maior que a de argônio
Maior resistência à corrente de ar lateral Menor resistência à corrente de vento