Soldagem TIG: Fundamentos, Equipamentos e Aplicações

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE 
PERNAMBUCO – CAMPUS RECIFE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TRABALHO ESCRITO DE SOLDAGEM – PROCESSO TIG 
 
 
 
 
 
 
 
Grupo: José VÍtor Ximenes de Barros 
 Lucas Ferreira de Souza 
 Pedro Henrique da Silva Andrade 
 Willams Barbosa dos Santos 
 
 
 
 
 
 
Recife – 2019 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
Fundamentos.......................................................................................................03 
Equipamentos......................................................................................................04 
Consumíveis........................................................................................................05 
 Gases de proteção.....................................................................................05 
 Metal de adição..........................................................................................05 
 Eletrodo......................................................................................................06 
Técnica operatória...............................................................................................07 
Preparação do Material.............................................................................07 
Processo de Soldagem.............................................................................07 
Aplicações.................................................................................................08 
Efeito de Limpeza......................................................................................08 
Velocidade e Vazão...................................................................................08 
Aplicações industriais 
 
Fundamentos 
 
Soldagem ​TIG​(​T​ungsten ​I​nert ​G​ás) ​é um processo de soldagem a arco 
elétrico cujo objetivo é a obtenção da união de peças metálicas por meio do 
aquecimento e fusão dos materiais a partir da ação de um eletrodo de tungstênio e 
com proteção de gases inertes, podendo ter ou não o acréscimo de um metal de 
adição. 
Os gases inertes que constituem o processo de soldagem TIG têm a função 
de proteger a poça de fusão contra contaminantes presentes na atmosfera, 
garantindo a qualidade e uniformidade do cordão de solda. O argônio, o hélio, ou até 
a mistura dos gases são exemplos de proteções gasosas da soldagem TIG. 
A soldagem TIG trata-se de um processo que surgiu da necessidade de 
processos eficientes de soldagem para materiais difíceis, como o alumínio e 
magnésio, principalmente na indústria aeroespacial e de aviação. Em contrapartida, 
os custos dos equipamentos são relativamente altos, além de uma produtividade 
consideravelmente baixa, proporcionando um baixo custo-benefício em relação a 
outros processos como o eletrodo revestido. Dessa forma, esse processo é aplicado 
onde há a necessidade de produzir um bom cordão de solda, desconsiderando o 
custo da operação. 
O fato de o eletrodo não ser consumível, promove a possibilidade de realizar 
soldas em chapas finas com uma maior facilidade. Além disso, a ausência de 
reações do metal com o gás ou com a escória facilita a visibilidade que o soldador 
terá do trabalho realizado. O arco elétrico TIG é bastante estável e produz soldas de 
boa aparência e acabamento. A operação é fundamentalmente manual e em 
qualquer posição, apesar do processo poder ser mecanizado. 
 
Equipamentos 
 
Fundamental para a realizar do processo de soldagem GTAW ou TIG, o cuidado e 
manuseio do material e indispensável e para tal tarefa, é preciso conhecer os 
componentes, a saber a fonte de energia onde está libera a corrente que chega até 
o cabo, e perpassa para o eletrodo e assim, ocorre o processo de soldagem. O 
bocal possui variação de tamanho devido a espessura do eletrodo, ambos são 
determinados de acordo com sua finalidade. 
Semelhantemente no processo de resfriamento do bocal, pode-se utilizar a água 
(desmineralizada) ou líquido recomendado pelo fabricante, o reservatório de água 
deve este de acordo com a norma e a vazão com a aplicação correta. Para 
refrigeração a ar, é somente usado para peças finas. 
E necessário cuidado com estes equipamentos, pois, possuem um custo 
relativamente caro, saber usar de forma correta é fundamental a exemplo, a 
colocação do eletrodo na pinça que pode determinar junto com a habilidade do 
soldador uma solda boa ou não conforme a distância da extremidade do eletrodo em 
relação ao bocal. Outro fator é o ambiente de trabalho que altera a forma de 
utilização do cilindro de gás de proteção, pois, em locais de ventilação torna-se difícil 
manter a proteção somado com a velocidade de solda e posição. 
 
Consumíveis 
Gases de proteção: 
São os gases que protegem a solda reagindo ou não com ela. Sendo no caso da 
solda TIG utilizado gases inertes, ou seja, não reagem com a solda, apenas 
protegem ela de contaminação. Os gases de proteção são de grande importância 
em toda operação, pois sem eles não seria possível soldar, porque além de proteger 
ele serve de ponte, para que a energia passe pelas suas moléculas, e formem o 
arco elétrico. É necessário que os gases tenham no mínimo 99,99% de pureza e 
teor de humidade devidamente controlado. Os principais gases utilizados atualmente 
são o argônio e o hélio. 
Características dos gases: 
1. Argônio: 
Melhor estabilidade do arco; 
Menor consumo; 
Menores tensões do arco; 
Menor custo; 
Maior facilidade na abertura do arco; 
Melhor efeito de limpeza dos óxidos na soldagem com corrente alternada. 
2. Hélio: 
Maior consumo; 
Maiores tensões de soldagem; 
Maior penetração do cordão de solda; 
Custo muito mais elevado; 
3. Misturas: 
A mistura de 80% de argônio por 20% de hélio reúnem as melhores características. 
Metal de adição: 
São arames ou varetas, que são utilizadas para adicionar mais material ao material 
de base, quando necessário. Seja para adicionar novas características físicas ao 
material de base, ou apenas reforçar, as já existentes. O metal de adição é 
escolhido de acordo com a aplicação. Modificando sua composição química para se 
adequar aos objetivos da operação. O diâmetro do arame varia entre 0,5 e 5 mm, 
em função da espessura das peças a unir. Para facilitar a escolha do metal de 
adição certo, existe catálogos dos fabricantes, que auxiliam a escolha. 
Eletrodo: 
Os eletrodos usados no processo TIG são constituídos basicamente de tungstênio, 
alguns totalmente, outros parcialmente. Pois pode-se fazer misturas adicionando 
elementos de liga, tória ou zircônia, que no final das contas juntamente com o 
diâmetro do eletrodo, determinam a capacidade de condução de corrente do 
eletrodo. Dentre os vários tipos de eletrodos, temos principalmente 3. Ponta verde: 
esse eletrodo é o chamado puro, pois contem cerca de 99,50% de tungstênio, além 
de que também é o mais barato, e é chamado de “comum”. Seu uso é indicado para 
alumínio e magnésio, além de que, ele tem uma excelente estabilidade de arco com 
AC (corrente alternada). O segundo é o Ponta vermelho, que é uma mistura 
contendo entre 1,7 e 2,2 de tório. Esse é o eletrodo mais comumente usado, por 
causa da excelente vida útil, ou seja, ele tem um baixo desgaste. Isso se deve a ele 
operar muito abaixo da temperaturade fusão. E ele é ideal para soldar aço carbono, 
aço inoxidável, níquel e titânio. Em terceiro e último da lista, fica o Ponta cinza, que 
contem entre 1,8 e 2,2% de Cério. Ele basicamente proporciona uma fácil abertura 
do arco, e é indicado para solda de tubos, chapas finas e titânio. Não é indicado pra 
altas amperagens. Outro aspecto importante do eletrodo, é a sua afiação, que pode 
ser feita por meios químicos ou mecânicos antes de iniciar a operação de soldagem. 
Sendo de grande importância para determinar a qualidade e repetibilidade da solda. 
 
 
Técnica Operacional 
 
● Preparação do Material 
Antes de realizar qualquer operação de soldagem é importante que a 
superfície a ser soldada esteja livre de contaminantes, como óleo, graxas, sujeiras e 
oxidações, para que não haja defeitos na solda, como descontinuidades, porosidade 
e mordeduras. 
 
● Processo de Soldagem 
 Antes de abrir o arco é necessário iniciar a vazão do gás, protegendo o início 
da solda de contaminação pelo ar, após determinado tempo, deve-se abrir o 
arco-elétrico utilizando-se um ignitor de alta frequência. Após abrir o arco, o 
operador deve mantê-lo parado por determinado tempo, para a formação da poça de 
fusão, até atingir o tamanho adequado. Em seguida o operador realizará o 
movimento de translação e, se necessário, o movimento de tecimento. 
Em chapas com maiores espessuras, será necessário o uso de metal de 
adição, que deverá ser colocado à frente da tocha, com uma inclinação de 
aproximadamente 15 graus em relação a superfície da chapa. Deve-se tomar o 
cuidado de manter a ponta aquecida da vareta dentro da nuvem protetora de gás 
inerte, para evitar contaminação. A adição de metal pode ser contínua ou 
intermitente. 
Ao terminar a solda, pode-se realizar a extinção do arco de duas maneiras. A 
primeira forma, é simplesmente afastar o eletrodo da peça, porém, esse modo não é 
recomendado, pois aumenta o risco de contaminação, a outra forma, é realizar a 
extinção do arco fora da junta soldada, assim, toda a solda receberá a proteção do 
gás inerte. 
Após a extinção do arco, deve-se manter a tocha em posição, para manter a 
proteção do gás. 
A posição da tocha em processos mecânicos é perpendicular à junta, mas em 
processos manuais, para facilitar a visualização do operado, a tocha pode ter uma 
pequena inclinação no sentido oposto do movimento de translação. 
A soldagem TIG pode ser realizada tanto em corrente contínua, quanto em 
corrente alternada. 
Na corrente contínua o ignitor precisa ser ligado apenas para abrir o arco. Na 
corrente alternada com fonte convencional, o arco precisa ser aberto à cada 
inversão, assim, o ignitor precisa permanecer ligado durante o processo. Já para o 
processo em corrente alternada com uma fonte eletrônica, as inversões ocorrem de 
maneira tão rápida que, em geral, não se torna necessário a reabertura do arco. 
 
 
Quanto à suas aplicações: 
● Corrente Contínua Direta (CC-): 70% do calor é depositado na peça, tem 
uma penetração estreita e profunda e são aplicadas em aços e aços 
inoxidáveis, cobre e em ligas resistentes ao calor 
● Corrente Contínua Inversa (CC+): 30% do calor é depositado na peça, tem 
uma penetração rasa e superficial e são aplicadas em chapas de alumínio e 
magnésio, para baixas correntes e pequenas espessuras 
● Corrente Alternada (CA): 50% do calor é depositado na peça tem 
penetração intermediária e são aplicadas em chapas de alumínio e magnésio 
com maiores correntes e espessuras. 
 
● Efeito de Limpeza 
No efeito de limpeza, ocorre a remoção da camada de óxido na superfície da 
peça através da ação do arco elétrico e ocorre com predominância no processo 
CC+, esse efeito é extremamente vantajoso para metais fortemente reativos, embora 
o balanço térmico é muito desfavorável, nesses casos, a corrente alternada pode ser 
mais vantajosa, uma vez que seu balanço térmico é melhor e que a cada semi-ciclo 
ocorre o efeito de limpeza. 
 
● Velocidade e Vazão 
A relação da velocidade de soldagem com a penetração, a largura e o 
esforço, é inversamente proporcional. Assim, altas velocidades podem desencadear 
em descontinuidades no cordão, como falta de fusão e de penetração, além de 
mordeduras. 
Além da velocidade, a vazão do gás inerte é altamente importante para a 
qualidade da solda, uma vez que baixas vazões oferecem proteção insuficiente, 
resultando em oxidação do cordão de solda, porosidades, entre outros problemas. E 
vazões elevadas, além de tornar o custo de operação muito alto, em certo ponto 
pode ficar turbulento gerando consequências semelhantes às geradas pela baixa 
vazão. 
A vazão ideal é obtida por testes, onde se utiliza primeiro uma vazão elevada, 
deve-se reduzir até o ponto que começar a formar oxidação, assim, uma vazão 
ligeiramente superior à esta.