Tecnologia de Processo de Soldagem e Corte III

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T I G 
 
1. Generalidades 
 
A idéia de se utilizar um fluxo gasoso para a proteção do eletrodo e da poça de fusão 
da influência do ar atmosférico, durante a soldagem, bem antiga . 
Zerener tentou soldar com auxílio de 2 eletrodos de carbono, protegidos por um fluxo 
de hidrogênio. Langmuir criou o processo a hidrogênio atômico (arco estabelecido entre dois 
eletrodos de tungstênio, protegidos, arco e eletrodos, por um fluxo de hidrogênio). 
Em 1.926, Hobart e Devers patentearam um processo no qual havia um único eletrodo, 
protegido por fluxo gasoso, mas tal processo não se desenvolveu em virtude do elevado 
custo do hélio na época. 
Em 1.942, a Northrop Aircraft Corporation estudou, desenvolveu e utilizou um 
processo com eletrodo de tungstênio protegido por hélio, para soldar, em aviões, assentos 
dos pilotos, construídos em liga de magnésio. 
Usava-se corrente contínua, já que, com corrente alternada havia dificuldade em 
reacender o arco a cada alternância. Em 1.944 tal dificuldade foi vencida com a utilização da 
superposição de uma corrente de alta freqüência à corrente alternada. 
No processo de soldagem TIG, a fusão do metal é produzida pelo calor de um arco 
gerado entre um eletrodo de tungstênio (dito "não consumível") e a peça. Esse processo usa 
geralmente um único eletrodo, podendo no entanto, ser utilizado com eletrodos múltiplos, 
sendo a proteção do eletrodo e da poça de fusão, garantidas por um gás inerte (ou mistura de 
gases inertes). 
As figuras abaixo mostram a posição relativa dos componentes na realização da 
soldagem TIG (tocha, arco, eletrodo de tungstênio, gás de proteção e metal de adição) e os 
equipamentos básicos que compõem a instalação (fonte de gás, fonte de corrente e tocha). 
 
2. Princípio de operação 
 
O eletrodo de tungstênio (puro ou ligado), a zona de solda e o metal de adição (se 
houver) são protegidos da atmosfera por um fluxo gasoso introduzido através da tocha, 
sendo o arco elétrico obtido pela passagem da corrente na coluna de gás inerte ionizada. 
A espessura do metal base e a forma da junta determinam a necessidade ou não do 
metal de adição, sendo que quando exigido, deve ser depositado à frente da poça de fusão, 
sempre protegido pelo fluxo gasoso. 
 
 
 
 
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A seleção da posição de soldagem é determinada pela mobilidade do operador, 
utilização de ferramentas de fixação e custos. O menor tempo de soldagem e o menor custo 
são obtidos para soldas em posição plana, condição que proporciona máxima penetração e 
maior razão de deposição, visto o grande volume de metal fundido que é possível ser 
trabalhado nessa posição. 
 
3. Vantagens e limitações 
 
3.1. Vantagens 
 
Dentre as principais vantagens do processo TIG pode-se citar: 
- solda a maior parte dos metais (aços alta e baixa liga, inox austeníticos, alumínio e 
ligas, magnésio e ligas, cobre, bronze ao fósforo e ao estanho, latão, níquel, cobre-níquel, 
ligas fusíveis a alta temperatura, zircônio, titânio, etc.). 
- suprime o emprego de fluxo: grande vantagem, pois não há risco de corrosão, nem 
perda de tempo com operações de limpeza. 
- ausência de escória para ser removida (economia de tempo) e impossibilidade de 
inclusão da mesma. 
- soldas de alta qualidade. 
- pequeno desgaste do eletrodo. 
- controle de energia na solda. 
- banho de fusão calmo. 
- fácil aprendizado. 
 
3.2. Limitações 
 
O processo também apresenta limitações: 
- processo lento, se comparado com aqueles que fazem uso de eletrodos 
consumíveis. 
- custo final de solda elevado, em razão do custo do equipamento, dos gases e do 
eletrodo. 
- eventual contaminação do banho por partículas de tungstênio, que podem se 
desprender do eletrodo. 
- impossibilidade de uso em locais abertos, com correntes de vento. 
- grande emissão de raios ultravioleta. 
 
4. Variantes 
 
Além da soldagem TIG manual e automática, existem outras variantes, como: 
- arame preaquecido: usado em soldagem automática, quando o metal de adição é 
aquecido pela passagem de corrente elétrica, antes de ser introduzido na poça de fusão. É, 
possível com isto, uma taxa de deposição três vezes superior àquela obtida com fio na 
temperatura ambiente. Tal prática não é empregada para metais não ferrosos, pois geralmente 
têm baixa resistividade elétrica, dissipando pouca energia por efeito Joule. 
- eletrodos múltiplos: várias tochas são dispostas em linha, sendo esta variante muito 
usada na soldagem longitudinal de tubos, em linhas de produção automatizadas, quando se 
deseja grandes cadências de produção. 
- recinto ou câmara isolada: trata-se de uma câmara preenchida totalmente com gás 
inerte, no interior da qual são dispostas as peças a serem soldadas. Tais recintos são 
geralmente utilizados para a soldagem de metais extremamente reativos como, por exemplo, o 
titânio. 
 
5. Comportamento do arco elétrico em corrente contínua (eletrodo de tungstênio e 
peça) 
 
5.1. Polaridade direta 
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Conforme visto em "Características do arco elétrico", havendo uma diferença de 
potencial entre anôdo e catôdo, uma atmosfera ionizável e uma distância eletrodo-peça 
adequada, é possível a existência de um arco elétrico, que nada mais é que uma grande 
massa de elétrons, proveniente do catôdo (polo negativo) e que caminha na direção do anôdo. 
O choque desses elétrons com o gás libera elétrons suplementares, que produzirão novos 
choques, liberando mais elétrons e permitindo a continuidade do arco. 
Para que o arco continue a existir e se mantenha estável, torna-se imprescindível que 
a zona catódica seja mantida a uma temperatura suficientemente elevada. Se a zona catódica 
estiver fria, o arco salta de um ponto a outro, com um ruído característico. Se, ao contrário, a 
zona catódica estiver a uma temperatura elevada, função da densidade de corrente, o arco é 
estável, com boa penetração e o cordão tem pequena largura. 
O eletrodo não recebe o fluxo de elétrons e em conseqüência não há o risco de fusão 
ou desagregação do mesmo. 
A alta emissividade do tungstênio, associada à alta temperatura da superfície 
catódica, é responsável pela baixa tensão de arco. 
 
5.2. Polaridade inversa 
 
Da mesma maneira que em polaridade direta, o arco é estabelecido; o fluxo de 
elétrons parte da peça, deslocando-se em direção ao anôdo (eletrodo de tungstênio). 
Em virtude da maior área de emissão de elétrons, o cordão ‚ largo e de pequena 
penetração. Em razão do choque dos elétrons com o eletrodo, a temperatura do mesmo é 
bastante elevada, sendo necessário escolher um eletrodo de maior diâmetro, se for mantido o 
mesmo valor da corrente usada na polaridade direta. 
Em contrapartida, os íons positivos que se chocam contra a peça (catôdo, neste caso) 
quebram a camada de óxido, que por vezes recobre a superfície. 
 
Corrente Corrente Contínua Corrente Contínua Corrente Alternada 
Polaridade Polaridade Direta Polaridade Inversa 
 
 
 
 
Ação de 
limpeza 
Não Sim Sim a cada meio ciclo 
Balanço 
térmico 
70% peça-30% eletrodo 30% peça-70% eletrodo 50% paça-50% eletrodo 
Penetração Estreita e profunda Larga e raza Média 
Comporta
mento do 
eletrodo 
Excelente – 400 A para 
eletrodo 3 mm 
Ruim – 120 A para 
eletrodo 3 mm 
Boa 225 A para eletrodo 3 
mm 
 
 
6. Comportamento do arco elétrico em corrente alternada 
 
A corrente alternada é aquela obtida na rede de distribuição, tendo a forma senoidal, 
com uma freqüência de 60 ciclos por segundo. 
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Pode-se dizer que a corrente alternada é a composição da corrente contínua 
polaridade direta e inversa. 
A curva da tensão ao passar pelo valor zero, começa a crescer, até chegar a um ponto 
de máximo; começa então a decrescer, volta a zero e passa a crescer negativamente. Se 
houver uma corrente em fase, o comportamentoda corrente será igual ao da tensão. 
A corrente alternada é usada para a soldagem de ligas leves e para melhor 
compreensão dos fenômenos envolvidos, serão analisados os comportamentos de arcos 
estabelecidos entre dois eletrodos de carbono e entre um eletrodo de tungstênio e uma peça 
em alumínio. 
 
6.1. Caso de dois eletrodos iguais (eletrodos de carbono) 
 
Um arco estabelecido entre dois eletrodos de carbono (logo, de mesma emissividade 
termo eletrônica) com corrente alternada, apresenta-se da forma descrita a seguir: estando a 
fonte sem qualquer carga aplicada, a curva de tensão secundária se comporta exatamente 
como a curva do primário, ou seja, acompanha a rede de fornecimento. Ao ser estabelecido o 
arco, existe uma "diferença de potencial mínima" para abertura e conseqüente aparecimento 
do arco (função da temperatura e da emissividade do eletrodo). Sendo atingido o potencial 
mínimo para abertura, o arco é estabelecido, havendo uma queda na tensão original (tensão 
em vazio) para um valor que é o da tensão de arco. A corrente sobe rapidamente, indicando a 
existência de arco. 
A tensão permanece constante, na tensão de arco e a corrente cresce, até passar por 
um máximo; em seguida começa a decrescer. A partir do momento que a tensão da máquina 
fica menor que a tensão de arco, este se apaga, fazendo com que a corrente caia a zero. 
Volta-se a caminhar sobre a curva de tensão da máquina (que é proporcional à da 
rede), que cai a zero, tendo início então, uma nova alternância. 
A tensão começa a crescer negativamente e atingido o potencial mínimo de abertura, 
o arco é novamente estabelecido. A tensão cai ao valor da tensão de arco e o ciclo se repete, 
já que os eletrodos são iguais e tem a mesma emissividade. 
 
 
 
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6.2. Caso teórico de eletrodo de tungstênio e peça de alumínio 
 
Diferentemente do caso anterior, quando os eletrodos eram iguais e portanto de 
mesma emissividade, agora as emissividades são diferentes, sendo a do tungstênio maior 
que a do alumínio, o que modificará totalmente o comportamento do arco com relação ao 
caso anterior. 
Na primeira alternância o eletrodo de tungstênio é negativo e a peça positiva. O fluxo 
de elétrons nesse caso, partirá do eletrodo para bombardear a peça. 
A tensão está em zero e começa a subir até chegar ao valor da tensão mínima para 
abertura de arco. Atingido este valor, aparece o arco. A tensão cai ao valor da tensão de arco 
e a corrente sobe bruscamente, continuando a crescer até atingir seu máximo; a seguir 
começa a diminuir, enquanto a tensão permanece num valor constante (igual à tensão de 
arco). 
Quando a tensão fornecida pela fonte fica menor que a tensão do arco, este se apaga. 
A corrente cai a zero e a tensão observada é a tensão da fonte, que vai diminuindo, até chegar 
a zero. 
A tensão se inverte e a peça passa a ser polo negativo, enquanto o eletrodo passa a 
ser positivo. O catôdo é o alumínio, que tem emissividade menor que o tungstênio, 
demandando pois, uma maior tensão mínima para abertura de arco. 
Na troca de polaridade nota-se ter havido um tempo de arco apagado. 
Algumas observações podem ser feitas: 
a - É necessário uma temperatura elevada do catôdo para haver emissão 
termoeletrônica. 
b - necessita-se de uma tensão em vazio maior que a tensão de arco para que haja 
passagem de corrente. 
c - o fluxo gasoso resfria o catôdo o que é ‚ desfavorável ao reacendimento do arco. 
d - tanto o eletrodo como a peça são diferentes quanto à natureza, forma e 
temperatura. 
 
 
 
6.3. Caso real de eletrodo de tungstênio e peça de alumínio 
 
O gás ionizado conduz os elétrons, que partem do pólo negativo e se encaminham ao 
pólo positivo. A velocidade de movimentação dos elétrons é muito alta, produzindo grandes 
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quantidades de calor quando do choque com o eletrodo positivo. Como já visto, os elétrons 
que partem do pólo negativo, ao se chocarem com as moléculas da atmosfera gasosa, 
produzem a liberação de um elétron da última camada, gerando então um íon positivo. Os 
íons positivos se movem na direção oposta, ou seja, do pólo negativo. 
Na soldagem TIG, enquanto o eletrodo é negativo, há uma transferência de 80% do 
calor útil para a peça. Os outros 20% são aplicados sobre o eletrodo, energia esta suficiente 
para mantê-lo como boa fonte emissora de elétrons, sem no entanto deteriorá-lo. 
Por outro lado, metais com baixo ponto de ebulição exigem uma elevada temperatura 
para que haja emissão termoiônica suficiente para manter o arco. Quando o alumínio passa a 
ser pólo negativo, os elétrons liberados nas colisões moleculares não são suficientes para 
manter a atmosfera ionizada, não fornecendo condições para a passagem da corrente; é 
necessário que exista uma fonte suplementar de elétrons, que pode ser uma camada de 
óxidos ou uma superfície contaminada. Quando as mesmas tem suas temperaturas elevadas, 
passam a ter emissividade maior que o alumínio, tornando-se pontos de concentração de 
arco. Se os íons positivos se chocarem contra a superfície onde exista uma camada de óxido, 
a camada é removida, como se estivesse sendo limpa por um jato de areia. O arco então se 
desloca para outro ponto de ocorrência de óxidos e a limpeza prossegue continuamente. O 
fluxo gasoso, inerte, protege área fundida do ataque oxigênio do ar atmosférico, mantendo a 
superfície isenta de óxidos. 
Quando o eletrodo é negativo, a tensão de arco é da ordem de 15 V (sob atmosfera de 
argônio); o eletrodo não é bombardeado, mas em compensação não é possível quebrar a 
camada de óxido (alumina, no caso do alumínio). 
Quando o eletrodo é positivo, a tensão de arco é maior (21 V sob argônio); o eletrodo 
é bombardeado (tendo sua vida útil diminuída em função da maior temperatura) e a camada de 
alumina é quebrada, conforme visto anteriormente. 
Os fenômenos se alternam, permitindo ao eletrodo a operação numa temperatura de 
equilíbrio e ao mesmo tempo a remoção da camada de alumina. 
Em condições normais, para que haja estabilidade de arco, é necessário que a tensão 
em vazio do circuito se situe ao redor de 180 V no caso de atmosfera de argônio e de 380 V em 
atmosfera de hélio, para que possa haver a aceleração dos elétrons no instante que o arco 
deve reacender. 
Tensões dessa ordem no entanto, não podem ser usadas, salvo com aumento das 
condições de segurança do equipamento, o que tornaria seu custo muito elevado. 
À medida que a tensão em vazio é diminuída, dada a diferença de emissividades, o 
arco é mais dissimétrico e as amplitudes de tensão são desiguais, ocorrendo quatro 
fenômenos paralelos: 
a - a dissimetria se torna mais e mais sensível (conforme diagrama abaixo), circulando 
nos condutores uma componente de corrente contínua, desfavorável à decapagem eletrônica 
do banho. 
b - o arco se torna instável. 
c - os óxidos formados produzem superfícies defeituosas e inclusões, além de 
condições operatórias desfavoráveis. 
d - a componente da corrente contínua satura os circuitos magnéticos do 
transformador, piorando ainda mais a dissimetria do arco. 
Para anular esses efeitos faz-se uso de artifícios, como baterias de acumuladores, 
resistências assimétricas, condensadores em série, ondas de corrente retangulares e 
reatâncias variáveis, elevada tensão em vazio, estabilizadores de arco e fontes de alta 
freqüência. 
 
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6.3.1. Bateria de acumuladores 
 
Instalada em série no circuito, se opõe à circulação da componente contínua uma 
solução pouco cômoda, pois exige o ajuste da força eletromotriz (f.e.m.) para cada condição 
de soldagem. 
 
6.3.2. Condensadores em série 
 
A função da bateria de condensadores é se opor à componente da corrente contínua. 
Quando o eletrodo é negativo e a corrente passa da peça para o eletrodo, os 
condensadores se carregam, estando a carga positiva ligadaao eletrodo. No semi-período 
seguinte (eletrodo positivo) a tensão em vazio do circuito será aumentada, melhorando a 
estabilidade do arco. 
 
6.3.3. Alta frequência 
 
Uma descarga de alta tensão (2.000 a 4.000 V) e de alta frequência é superposta à 
corrente de soldagem. É necessário que as primeiras amplitudes sejam coincidentes com os 
instantes de reabertura do arco. 
 
7. Abertura do arco em TIG 
 
No caso de soldagem, seja em CA ou CC e na falta dos dispositivos descritos a 
seguir, o arco só pode ser obtido através de curto circuito. No caso de soldagem de metais 
pesados (ou seja, corrente contínua) deve-se fazer a abertura sobre uma plaqueta de cobre, 
colocada ao lado da junta e a seguir levar o arco ao ponto desejado. Se houver risco de 
poluição por cobre, usa-se uma chapa de mesmo material que o da base. 
A mesma coisa deve ser feita quando se solda ligas leves (corrente alternada), não 
sendo possível nesse caso, o contato do eletrodo de tungstênio com o alumínio, o que 
provoca poluição do banho. 
Quando a soldagem é automática, usa-se dispositivos de abertura a distância, como 
alta frequência e arco piloto. 
 
 7.1. Alta frequência 
 
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A alta frequência faz uso de tensões de 2.000 a 4.000 V, possibilitando a abertura de 
um arco, quando os polos submetidos a essa diferença de potencial são aproximados. Ocorre 
uma ionização da atmosfera envolvente, que facilita a abertura do arco. 
O aparelho ‚ composto por um circuito oscilante, colocado em paralelo entre a tocha e 
a peça, atingindo-se frequências de 1 a 2 MHz. 
O inconveniente do uso de fontes de alta frequência reside no fato de provocar 
perturbações nas ondas de rádio. 
Um bom procedimento é ligá-lo somente para a abertura do arco, tirando-a do circuito 
logo após a abertura. 
 
7.2. Arco piloto 
 
Muito usado em corrente contínua, o arco piloto ‚ um arco auxiliar estabelecido entre 
um eletrodo principal e um auxiliar, aberto inicialmente por alta frequência. Estando este arco 
aberto, a ponta do eletrodo principal está aquecida. Por aproximação da peça e auxiliado pelo 
fluxo gasoso, já ionizado, o arco é aberto. 
 
8. Composição de um posto TIG 
 
Os postos de soldagem TIG podem ser classificados como compostos, isto é, um 
conjunto de equipamentos com funções individuais reunidos, ou monoblocos, com todos os 
equipamentos no mesmo gabinete. 
 
8.1. Compostos 
 
8.1.1. Fonte de gás 
 
Os gases de proteção, puros ou misturados, são transportados e estocados em fase 
gasosa, em cilindros, a uma pressão de 150 ou 200 bar (volumes de 7,5 e 10 m3) e quando em 
fase líquida em baixas temperaturas, em tanques criogênicos. 
O armazenamento em fase gasosa ‚ preferido quando se deseja mobilidade. Pode-se 
também centralizar uma série de cilindros, para atendimento de grandes consumos ou para 
casos de consumo irregular. 
O armazenamento em tanques é‚ justificado quando os volumes a consumir são 
grandes. 
 
8.1.2. Válvulas debimétricas 
 
As válvulas debimétricas tem a função de diminuir a pressão do gás, daquela de 
armazenagem para aquela de uso. 
São providas de um manômetro e de um fluxómetro, este com a função de indicar a 
vazão do gás. 
Os fluxômetros podem ser do tipo esfera, onde o fluxo gasoso exerce-lhe uma 
pressão, deslocando-a numa escala graduada, ou do tipo palheta, mais sofisticada, onde o 
fluxo de gás passa por uma turbina, cujo eixo se encontra ligado a um mecanismo de 
relojoaria. São mais sofisticadas e precisas, logo de custo mais elevado e portanto menos 
utilizadas. 
 
8.1.3. Economizador de gás 
 
O economizador de gás ‚ um aparelho que permite interromper o fluxo gasoso, 
quando o equipamento está em repouso, sem a existência de arco. 
O sistema mais difundido é o da eletroválvula, comandada pelo microrruptor colocado 
na tocha e funcionando juntamente com a abertura e fechamento do arco. 
 
8.1.4. Fonte de corrente 
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O mesmo equipamento usado em soldagem com eletrodos revestidos pode também 
ser usado na soldagem TIG. 
Deve-se ressaltar, no entanto, que as correntes em jogo no processo TIG são maiores 
que para eletrodo revestido, em função dos menores valores de tensão de arco para aquele 
processo; como consequência, as regulagens para um mesmo fator de utilização variam de 
um processo a outro, sendo maiores nas fontes usadas para TIG. Esse fato é ‚ muito 
importante e além dele, há o fato dos tempos mortos em TIG serem muito menores, 
implicando em maior aquecimento do equipamento. O usuário deve ter consciência dessas 
circunstâncias para evitar queima do equipamento. 
 
8.1.5. Tocha 
 
A tocha contém o eletrodo e permite ao operador dirigir o arco. Além de manter o 
eletrodo, tem a finalidade de transferir a corrente elétrica do cabo ao eletrodo e assegurar o 
escoamento do gás. Dependendo da corrente máxima suportada, pode ter resfriamento 
natural ou a água. 
 
 
8.1.5.1. Resfriamento natural 
 
São usadas para correntes até 130/150 A, com ciclo de trabalho 100%, sendo 
compostas por um corpo em material isolante, pinça porta-eletrodo, circuito de gás, bocal 
direcionador de gás, junção elétrica, etc. 
São tochas pequenas e leves. 
 
8.1.5.2. Refrigeração a água 
 
São usadas para correntes até 500 A (limite prático do processo TIG) e além dos 
elementos descritos acima, possui circuitos de circulação de água de refrigeração. 
São convenientes para trabalhos pesados devido à sua grande robustez. 
 
8.1.6. Eletrodos 
 
Os eletrodos transferem a corrente elétrica do cabo para a peça, através do arco 
elétrico. 
 
8.1.6.1. Tipos de eletrodos 
 
Os tipos de eletrodos são os seguintes: 
- eletrodos em tungstênio puro: obtidos por sinterização, com pureza de 99,7%. Tem 
uma temperatura de fusão da ordem de 3.380 ºC. Não são resistentes à contaminação, nem 
tampouco suportam altas correntes. São, entretanto, relativamente baratos e usados para 
soldagem em corrente contínua polaridade direta de metais pesados, quando se deseja 
apontá-los para obtenção de arco concentrado. 
- eletrodos em tungstênio com 2% de tório: são mais emissivos e suportam maiores 
densidades de corrente que os de tungstênio puro. Proporcionam boa estabilidade de arco, 
sendo também mais duradouros. Para a mesma densidade de corrente, não se aquecem tanto 
quanto os de tungstênio puro. 
- eletrodos em tungstênio com 0,5% de zircônio: são usados em corrente alternada, 
sendo considerados intermediários aos de W puro e W-Th. Tem a vantagem de, em caso de 
poluição do banho, apresentar massas mais dispersas e menores que as de tungstênio com 
tório. Não são utilizados no Brasil. 
- eletrodos em tungstênio com faixa de tungstênio e tório: possuem uma faixa de 
tungstênio toriado paralela ao eixo longitudinal do eletrodo, sendo usados em soldagem 
automática, quando combinam a estabilidade do W puro e a capacidade de suportar grandes 
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correntes do W-Th. Como não podem ser apontados (a faixa lateral de tungstênio com tório 
seria retirada) são usados somente em corrente alternada. 
 
8.1.6.2. Formas dos eletrodos de tungstênio 
 
A forma da ponta do eletrodo é importante na estabilidade do arco e na penetração do 
cordão, em função do efeito da constricção, que varia com o quadrado da corrente. Assim, se 
o arco partir de um eletrodo apontado (fig a), estará concentrado sobre uma pequena 
superfície da peça. 
Em corrente alternada a extremidade do eletrodo funde ligeiramente e toma a forma 
semi-esférica (fig b). Se houver o aparecimento de uma gota, o significado é uma densidade 
de corrente muito elevada (fig c). 
Se em CA usa-se eletrodo W-Th a forma semi-esférica dificilmente é atingida (fig d) e 
se a densidade de corrente for elevada, a forma da extremidade é totalmente irregular (fig e). 
Em corrente contínua os eletrodos W-Th devem ser apontados, principalmente 
quandoa densidade de corrente for baixa. Quanto mais apontados, maior a penetração. A 
altura da ponta deve ser aproximadamente igual a 1,5 vezes o diâmetro; se a ponta for feita ao 
esmeril, deve-se ter o cuidado de fazê-lo no sentido longitudinal do eletrodo, para que as 
estrias fiquem nesse sentido. Se a esmerilhagem for no sentido radial, as estrias também o 
serão e dificultarão a passagem da corrente, introduzindo instabilidade no arco. 
Se o apontamento for executado de forma correta e ainda assim houver instabilidade, 
tal pode ser devida a um polimento imperfeito do eletrodo. Um aumento da corrente permite a 
obtenção de uma superfície totalmente lisa. 
Em havendo dúvida quanto à composição do eletrodo, fazer um cordão de vinte 
centímetros com intensidade média de corrente, comparando-se a forma obtida com as 
mostradas a seguir. 
 
 
8.1.6.3. Correntes recomendadas para eletrodos 
 
As faixas de corrente para operação de eletrodos W puro e W-Th são dadas na tabela 
abaixo: 
 
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 CORRENTE ALTERNADA CORRENTE CONTÍNUA 
Diâmetro W W-Th W W-Th 
1,0 10 a 50 20 a 70 10 a 70 10 a 80 
1,6 40 a 80 50 a 100 50 a 100 50 a 120 
2,0 60 a 110 60 a 180 90 a 160 90 a 190 
3,0 90 a 180 150 a 270 140 a 260 170 a 300 
4,0 160 a 240 220 a 320 220 a 380 260 a 450 
5,0 200 a 340 300 a 400 350 a 550 400 a 650 
6,0 300 a 450 350 a 550 500 a 700 600 a 800 
7,0 400 a 600 500 a 700 
 
Observações: 
- não ultrapassar os limites recomendados. 
- proteger com argônio enquanto os eletrodos estiverem quentes. Deixar escoar gás 
antes de abrir o arco para evitar contaminação e oxidação pelo ar atmosférico. 
- nunca tocar o banho. 
- para abrir o arco, quando for o caso, usar placa de cobre. 
 
8.1.7. Bocal 
 
Os bocais tem a finalidade de canalizar o gás em torno do eletrodo e sobre o banho de 
fusão. 
São feitos em material refratário, devido às altas temperaturas atingidas e projetados 
de tal maneira que não provoquem turbulência do gás. 
Os de pyrex são transparentes e suportam correntes de até 100 A, enquanto os 
utilizados em correntes maiores são opacos, feitos em alumina sinterizada. 
Em tochas para soldagem automática, e só nestes casos, devido ao elevado peso, 
usa-se bocal em cobre, que tem a vantagem de melhor dissipar o calor. 
O diâmetro do bocal é‚ função da corrente utilizada na soldagem. Abaixo são dadas as 
correntes em função dos diâmetros de bocais mais comumente utilizados. 
 
Corrente (A) < 70 70 a 150 150 a 250 250 a 300 300 a 500 
Diâmetro (mm) 6 ou 9 9 ou 11 11 ou 13 13 ou 15 15 ou 18 
 
Certos bocais são munidos de um espalhador (lente de gás - gas lens), para evitar 
turbulência do gás, podendo-se manter com este dispositivo um comprimento de eletrodo de 
20 mm além do bocal, sem perder a proteção do gás, o que facilita soldagens em ângulo ou 
chanfros profundos. 
 
8.1.8. Feixe de cabos 
 
O feixe de cabos contém o cabo de comando para os equipamentos auxiliares 
(economizador de gás, por exemplo), tubulação de gás de proteção, tubulação de água de 
resfriamento (entrada e retorno) e o cabo de corrente elétrica. 
Geralmente o condutor elétrico, quando a tocha tem refrigeração a água, passa no 
interior da tubulação de retorno de água, podendo-se com isto, reduzir um pouco a sua seção. 
 
8.1.9. Unidade autônoma de refrigeração 
 
Se não houver fonte de água de refrigeração disponível é possível a instalação de 
uma unidade autônoma de resfriamento, composta de um radiador e uma bomba d'água, que 
circula o líquido refrigerante em circuito fechado. 
 
8.2. Monoblocos 
 
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 12 
 
Os equipamentos monobloco tem eletroválvula economizadora de gás, debímetro, 
fonte de alta freqüência e, por vezes, unidade de refrigeração agrupados num mesmo 
gabinete. 
Certos equipamentos contém funções programáveis, controladas por circuitos 
eletrônicos, como acionamento de gás para "limpeza" do bocal, corrente de pré-soldagem 
para pré-aquecimento da área a ser soldada, corrente de pós-aquecimento ou de 
amortecimento para evitar a formação de crateras de solidificação, etc. 
 
9. Critérios de escolha para um posto TIG 
 
Para a escolha de um posto de soldagem TIG, devem ser conhecidos alguns fatores, 
como por exemplo: 
- natureza do metal a ser soldado - tipo de corrente. 
- espessuras a soldar - valor da corrente. 
- características mecânicas exigidas da solda. 
 
10. Comportamento dos gases de proteção durante a soldagem 
 
Na soldagem TIG são usados gases inertes como o argônio e o hélio. Outros gases 
inertes como o neônio e o xenônio não são usados, salvo para aplicações de pesquisa, em 
virtude de seu elevado preço. Usa-se também gases ativos, como hidrogênio e nitrogênio. 
Apesar do uso limitado, o hidrogênio é adicionado ao argônio ou hélio, para soldagem 
automática de aço inox, enquanto o nitrogênio é misturado ao argônio para uso em cobre e 
suas ligas. 
 
10.1. Características dos gases 
 
10.1.1. Argônio 
 
Gás monoatômico, obtido a partir da liquefação do ar atmosférico, com pureza de 
99,99%. 
Pode ser fornecido tanto na forma gasosa como na forma líquida (temperatura de 
ebulição de -184 ºC ) sendo mais usado que o hélio, pelas seguintes razões: 
- baixa tensão de arco para dada corrente e dado comprimento de arco. 
- maior ação de limpeza na soldagem de alumínio ou magnésio, em corrente 
alternada. 
- menor custo. 
- menor fluxo para mesma qualidade de proteção. 
- maior resistência a correntes de vento. 
- partida de arco mais fácil. 
A menor tensão de arco é interessante em soldagem manual de pequenas espessuras 
ou em soldagem em posição (vertical ou sobrecabeça), quando existe tendência à fusão 
exagerada do metal de base ou difícil controle do banho. 
 
10.1.2. Hélio 
 
É o mais leve gás monoatômico, sendo obtido a partir de gás natural e purificado até 
99,99%. A exemplo do argônio, pode ser fornecido na forma gasosa ou líquida (no Brasil só 
uma empresa o fornece na forma líquida. 
Dada a maior condutividade térmica, tem uma maior tensão de arco que o argônio, 
fornecendo com isso maior calor à peça. Assim, o arco em atmosfera de hélio é preferido na 
soldagem de metais com alta condutividade térmica, como o cobre, em instalações 
automáticas de alta velocidade e em soldagem de grandes espessuras. 
 
10.2. Proteção com argônio e hélio 
 
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O principal fator de influência na proteção é a densidade dos gases. O argônio é 1,3 
vezes mais denso que o ar e 10 vezes mais que o hélio. Após deixar o bocal, o argônio 
protege de maneira eficiente a área de solda, enquanto o hélio, tomadas as mesmas vazões, 
forma turbulência. Para que o grau de proteção seja o mesmo, é necessário que o fluxo de 
hélio seja de duas a três vezes o fluxo de argônio. Vale a mesma preocupação para misturas 
A-He, principalmente as de alto teor de hélio. 
As características de arco em atmosfera de argônio e hélio são mostradas na figura. 
 
 
 
Para correntes e comprimentos de arco equivalentes, a tensão de arco em atmosfera 
de hélio é maior que na de argônio. Como o calor gerado no arco é dado pelo produto tensão 
de arco-corrente, o uso de hélio gera um arco mais "quente" que o de argônio, propriedade 
usada na soldagem de materiais de grandes espessuras ou de elevada condutividade térmica. 
Para o argônio, à medida que a corrente decresce, a tensão passa por um mínimo 
(quando a corrente é 90 A) e em seguida cresce, mesmo com o decréscimo da corrente. 
Para o hélio esta queda de tensão se dá na faixa de 50 a 150 A, onde são realizadas 
todas as soldagens em pequenas espessuras. Como o aumento de tensão no argônio ocorre 
abaixo de 50 A, a operação na faixa 50-150 A, dá ao operador mobilidade para manipular o 
comprimento de arco. 
Em vista do exposto, é natural que para obter igual dissipação de calor, é necessário 
que se use correntes mais altas com argônio, que comhélio. 
Outra influência é na estabilidade de arco. Ambos os gases tem excelente 
estabilidade em corrente contínua polaridade direta. Com corrente alternada, usada 
exclusivamente para soldar alumínio e magnésio, o argônio tem boa ação de limpeza e 
excelente estabilidade de arco, enquanto o hélio não fornece nem boa estabilidade, nem boa 
limpeza. 
 
10.3. Misturas argônio-hidrogênio 
 
Estas misturas são usadas em casos especiais, como solda automática de tubos em 
aço inox, onde o H2 não altera as características metalúrgicas do metal base. Pode-se obter 
aumento na velocidade de soldagem, em proporção quase direta ao acréscimo de H2 por 
causa do aumento da tensão de arco. Obviamente o teor de H2 deve variar com a espessura a 
ser soldada e o preparo da junta. Um excesso de H2 pode causar porosidade. 
As concentrações de até 35% de H2 podem ser usadas em qualquer espessura, desde 
que se dê uma abertura de raiz de 0,25 a 0,50 mm. 
A mistura mais comum é a de 15% de H2, usada em solda de topo em inox, para 
espessuras superiores a 1,6 mm e com velocidade de soldagem comparável ao hélio. 
 
10.4. Seleção de gases de proteção 
 
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Não existem regras para escolha do gás de proteção, segundo aplicações 
particulares. Tanto o argônio, como o hélio, ou misturas de ambos, podem ser usados na 
maioria das aplicações, exceção feita a pequenas espessuras, quando o argônio se torna 
indispensável. 
O argônio propicia um arco calmo, de fácil controle e não tão penetrante quanto o de 
hélio. Além disso, o custo do gás, associado às menores vazões, tornam-no preferido do 
ponto de vista econômico, salvo se há necessidade de soldar grandes espessuras ou 
materiais com alta condutividade térmica, como o alumínio. 
 
Metal Espessura Solda Manual Solda Automática 
Alumínio e ligas < 3,2 mm A (CA+AF) A (CA+AF) ou He (CC-) 
> 3,2 mm A (CA+AF) A-He (CA+AF) ou He (CC-) 
Aço Carbono < 3,2 mm A (CC-) A (CC-) 
> 3,2 mm A (CC-) A-He (CC-) ou He (CC-) 
Inox < 3,2 mm A (CC-) A-He (CC-) ou A-H 2 (CC-) 
> 3,2 mm A-He (CC-) He (CC-) 
Níquel e ligas < 3,2 mm A (CC-) A-He (CC-) 
> 3,2 mm A-He (CC-) He (CC-) 
Cobre e ligas < 3,2 mm A-He (CC-) A-He (CC-) 
> 3,2 mm He (CC-) He (CC-) 
Titânio e ligas < 3,2 mm A (CC-) A (CC-) ou A-He (CC-) 
> 3,2 mm A-He (CC-) He (CC-) 
 
CA - Corrente alternada 
CC - Corrente contínua polaridade direta 
AF - Alta freqüência 
 
As misturas A-He tem mais que 75% de He e as misturas A-H2 tem mais que 15% de H2 
Em termos de Brasil, o hélio é, na maior parte das vezes, substituído por argônio, 
devido ao seu elevado custo. 
 
11. Aplicação do processo TIG 
 
O processo TIG possibilita a execução de soldas de alta qualidade, mesmo em metais 
onde os outros processos são de difícil aplicação. 
As espessuras que podem ser soldadas com este processo são pequenas, da ordem 
de 0,5 mm, graças a três fatores: 
- estabilidade de arco. 
- baixas correntes. 
- baixas tensões 
Mesmo grandes espessuras são soldadas por TIG, em passes múltiplos, mas a 
pequena velocidade de trabalho faz com que seja usado apenas em passe de fundo. 
 
12. Execução da solda 
 
12.1. Preparo de bordos 
 
O preparo de bordos varia segundo o tipo de metal e a espessura, como será visto 
adiante. Como regra geral, os bordos devem estar limpos e com bom aspecto. Se as peças 
forem oxicortadas, deve-se eliminar a camada de óxido superficial por meio mecânico, como 
por exemplo, esmerilhamento. A abertura da raiz deve ser o mais regular possível, pois dela 
dependerá a qualidade da solda. 
 
12.2. Ponteamento 
 
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O ponteamento é necessário sempre que a peça não esteja imobilizada por meios 
mecânicos, devendo ser feita exclusivamente pelo processo TIG. 
Os pontos devem ser longos o suficiente para que não se rompam sob tensão, devida 
à deformação. Dependendo da espessura, os pontos devem ter de 20 a 80 mm de 
comprimento, sendo de volume suficiente para permitir a refusão, quando da soldagem final. 
Deve-se por isso, preferir pontos longos a pontos volumosos. O espaçamento entre pontos 
pode ser tomado como 30 vezes a espessura da chapa. 
 
12.3. Retenção da tocha 
 
O trabalho do soldador consiste em fundir as bordas com regularidade, em toda 
espessura e encher o chanfro. 
A soldagem TIG é bastante semelhante à soldagem oxiacetilênica, sendo porém, mais 
delicada. 
O soldador deve estar comodamente instalado, com o feixe de cabos passando por 
sobre seu ombro. A tocha deve ser mantida como se fosse um lápis, pelos dedos polegar, 
indicador e médio. O microrruptor, acionado pelo indicador, deve ser sensível o suficiente 
para evitar o movimento da tocha. 
A tocha é mantida inclinada (10 a 20º ) com a vertical e dirigida à frente do banho. 
 
12.4. Vazão do gás 
 
A vazão do gás é fornecida por meio de tabelas, em função da geometria do bocal. O 
fluxo deve recobrir toda a área de solda, deixando o banho brilhante e sem qualquer depósito 
de óxido ao longo do cordão. Uma eventual falha na proteção é indicada por mudança na 
coloração do eletrodo (cinza escuro). 
 
12.5. Abertura do arco 
 
Antes da abertura do arco, o gás deve estar fluindo e não deve ser fechado antes do 
eletrodo e da solda estarem suficientemente resfriados. Na abertura um tempo de 2 a 4 
segundos é suficiente para expulsar qualquer molécula de oxigênio que possa oxidar o 
eletrodo. No final é recomendado manter o fluxo gasoso por um tempo de 5 a 30 segundos, 
dependendo da corrente de soldagem e do diâmetro do eletrodo. 
O arco deve ser aberto sobre uma placa e se a alimentação é em corrente alternada, a 
abertura é feita por dispositivos auxiliares, tipo arco piloto. O importante é não haver contato 
entre o eletrodo e uma peça em alumínio. 
 
12.6. Operação 
 
Aberto o arco, deve-se esperar pelo aparecimento de um ponto brilhante, indicador do 
início da fusão. Aumenta-se o 
ponto brilhante, descrevendo-se pequenos círculos com a tocha e a seguir a tocha é 
deslocada da direita para a esquerda, com velocidade de avanço determinada. 
Este movimento (soldagem à esquerda) assegura a proteção do metal à frente da 
tocha, sem perigo de desvio. Em soldagem de peças de pequena espessura, o soldador pode 
apoiar sua mão na peça não aquecida. 
O arco deve ser mantido tão curto quanto possível. Isto assegura uma boa 
estabilidade de arco, além de uma eficiente proteção do banho. Se, entretanto, uma corrente 
de ar deslocar a proteção gasosa, haverá oxidação do tungstênio, devendo a operação ser 
paralisada e o eletrodo recolocado em estado de trabalho. 
Vários fatores dependem da sensibilidade do operador: 
 
12.6.1. Regulagem da intensidade da corrente 
 
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A corrente de soldagem está diretamente ligada à velocidade de avanço e é função da 
espessura do metal e do diâmetro do eletrodo. 
Em soldagem em posição é necessário que se tenha um controle sobre a massa 
fluida. A redução da corrente segundo a posição, é também função da espessura. O essencial 
é que a corrente não ultrapasse o valor máximo admitido pelo eletrodo em uso, sob risco de 
deterioração acelerada. 
 
12.6.2. Comprimento de arco 
 
Manter curto e constante o comprimento de arco é extremamente importante 
(estabilidade e proteção), sendo uma das dificuldades do processo. 
 
12.6.3. Velocidade de avanço 
 
A velocidade de avanço é resultado da fixação dos parâmetros precedentes. Existe 
um valor máximo, determinado pela habilidade do operador, mas deve ficar entre o limite 
superior e inferior. Se for muito elevada, há o risco do cordão ter pouca penetração. Se baixa, 
o cordão será largo e haverá introdução de uma quantidade de calor desnecessária na peça. 
 
12.6.4. Volume do metal de adição 
 
O soldador, soldando à esquerda, tem boa visão do banho e agindo sobre o 
movimento do metal de adição e da tocha, pode controlar o volume do banho, evitandocordões com sobremetal. 
Na soldagem de topo, o arame é mantido protegido pelo gás e inclinado de 15 a 20º 
com relação à ortogonal, dentro do plano do cordão. Se ele sai deste plano, começa a haver 
maior aquecimento de uma das bordas (fenômeno só desejado quando estão sendo soldadas 
espessuras diferentes). 
O arame deve formar um ângulo de 30º com a tocha, estando no mesmo plano desta. 
Para quantificar o volume de metal, o operador é guiado pelo aspecto do cordão. 
 
12.7. Término da solda 
 
Se a solda é feita em corrente contínua, o arco é apagado pelo desligamento da 
corrente, assegurando-se no entanto, a proteção gasosa. 
Para que seja evitada a formação de crateras (origem de fissuras) deve-se ou fazer no 
fim do cordão uma camada de sobremetal e retornar o arco 2 ou 3 cm da extremidade ou usar 
testemunha (mata junta) para término da solda. 
ENTENDENDO A SOLDAGEM DO ALUMÍNIO 
 
O alumínio é‚ o metal mais comumente encontrado na crosta terrestre. Mas por causa 
de sua natureza extremamente reativa, não é quase nunca encontrado na forma livre. É 
particularmente notável a sua afinidade pelo oxigênio e se oxida imediatamente quando 
exposto ao ar. O alumínio tem uma camada de óxido de alumínio de 20 a 25 Angstrons de 
espessura. Mesmo se retirada, a camada refaz-se imediatamente, adquirindo uma espessura 
de 15 Angstrons. 
A tenacidade da camada de óxido tornou rara a soldagem do alumínio até meados da 
década de 40. Naquela época o desenvolvimento dos processos de soldagem MIG e TIG 
tornou possível a solda do alumínio, sem a necessidade do emprego de fluxos corrosivos. É 
importante ter em mente que, em termos de dureza, o óxido de alumínio está colocado 
imediatamente abaixo do diamante e é regularmente usado como abrasivo em esmeris e lixas. 
A temperatura de fusão do óxido de alumínio é de 2.037 º C, o que é mais de três vezes a 
temperatura de fusão do alumínio. Sua superfície é porosa e tende a aprisionar umidade e 
outros contaminantes superficiais, que causam porosidades às soldas. 
 
O problema da porosidade 
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A porosidade nas soldas em alumínio é principalmente causada por bolhas de 
hidrogênio que se formam na poça de fusão solidificada. A solubilidade do hidrogênio no 
alumínio cresce quase vinte vezes na transição do estado sólido para o estado líquido e 
continua a crescer com o aumento da temperatura (Fig 1). O hidrogênio absorvido enquanto o 
metal está líquido, é forçado a sair da solução quando o alumínio se resfria e passa para o 
estado sólido. O hidrogênio é aprisionado em bolhas e não pode ser removido da solda. O 
reaquecimento da área porosa somente causará a redissolução do H2 no alumínio e a 
repetição do processo de formação de bolhas após subsequente solidificação. 
Os problemas de porosidade e inclusões de óxidos são resolvidos com técnicas que 
incluem preparação para soldagem e seleção de processos adequados. A preparação inclui a 
limpeza das partes a serem soldadas para a remoção de todas as fontes de hidrogênio e 
outros contaminantes. 
O uso de solventes à base de petróleo, para limpar a superfície do alumínio antes da 
solda, tende a espalhar uma fina camada de hidrocarbonetos, contaminando a superfície. 
Embora esta fina camada seja melhor que a contaminação inicial, não é a ideal. A água e o 
sabão usados após a limpeza com solventes proporciona excelentes resultados na remoção 
dos hidrocarbonetos da superfície. Mas a água usada na limpeza pode ter efeitos maléficos. 
A superfície porosa da camada de óxido pode capturar as moléculas de água em sua 
superfície. O hidrogênio das moléculas da água pode ser absorvido pelo alumínio e levar à 
porosidade da solda. Por isso é necessário assegurar que o alumínio esteja seco. O pré-
aquecimento ajuda a retirar a umidade superficial, melhorando a qualidade da solda. 
É também necessário prever a contaminação por outros materiais usados na 
soldagem. O metal de adição precisa ser protegido da umidade e do óleo. Precisa ser 
protegido antes e durante a soldagem; precisa ser protegido da contaminação pelo 
mecanismo alimentador de arame. O gás de proteção deve estar isento de umidade. Embora 
esteja normalmente "seco" quando sai do cilindro, o gás pode absorver umidade através da 
entrada de ar falso. 
Uma limpeza mecânica, imediatamente anterior à soldagem é uma excelente prática 
para remover ambos os contaminantes e a fina camada de óxido. Claro está que o óxido é 
refeito imediatamente pelo ar, mas uma limpeza antes da soldagem assegura que a camada de 
óxido seja mínima. 
 
Limpeza por ataque catódico 
 
Há outro processo de remoção de óxidos e contaminantes que tem lugar durante a 
soldagem. Quando a polaridade do eletrodo é positiva com relação à peça, o material é 
atacado pelo arco. Para que seja possível o entendimento do mecanismo de "ataque catódico" 
é preciso mergulhar nos trabalhos sobre arco elétrico. 
O arco é uma corrente elétrica que flui ao longo do plasma. O plasma é um gás no 
qual elétrons foram retirados das moléculas deixando um número igual de elétrons e íons 
positivos. O plasma tem várias propriedades de um gás e também pode conduzir eletricidade. 
Como a corrente flui ao longo do plasma, os elétrons são transportados do catôdo (eletrodo 
negativo) para o anôdo (eletrodo positivo). Como eles se movem ao longo do arco, viajam a 
altas velocidades. Como os elétrons batem na superfície positiva, produzem uma grande 
quantidade de calor. Enquanto os elétrons são acelerados ao longo do comprimento do arco, 
os íons positivos se movem na direção oposta, ou seja, na direção do pólo negativo. Pelo fato 
de serem pesados, não chegam às grandes velocidades atingidas pelos elétrons, e 
consequentemente não geram tanto calor quanto fornecido pelos elétrons. Os íons pesados 
geram, entretanto, alguma energia cinética quando se chocam com a superfície negativa. 
Na soldagem TIG em corrente contínua com o eletrodo ligado ao pólo negativo, os 
elétrons fluem do eletrodo de tungstênio que foi aquecido até a temperatura onde ocorre a 
emissão termoiônica dos elétrons. Grosseiramente, 80% do calor é transferido para a peça. 
Os outros 20% são aplicados no eletrodo de tungstênio, o que o mantém quente o 
suficiente para produzir uma fonte estável de elétrons. Em metais de baixa temperatura de 
ebulição, como o alumínio, a temperatura requerida para produzir elétrons por emissão 
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 18 
 
termoiônica é muito elevada. O alumínio necessita uma temperatura de 4.968 ºC mais de três 
vezes a temperatura de ebulição. Isto significa que quando da soldagem com eletrodo 
positivo, os elétrons que transportam a corrente precisam vir de uma outra fonte. 
Vários elétrons são liberados por colisões moleculares no plasma, mas para que haja 
densidade de plasma suficiente para carregar a corrente de soldagem, é necessária outra 
fonte de elétrons. É preciso uma camada de óxidos ou uma superfície contaminada. Podem 
ser aquecidos pontualmente a altas temperaturas e tem maior emissividade eletrónica que o 
alumínio. Consequentemente o arco tende a se concentrar nas áreas da superfície 
contaminada ou na de formação de óxidos. 
Isto é benéfico desde que os íons pesados do plasma choquem-se contra a superfície 
do alumínio no local onde esteja a camada de óxido ou de contaminante. Pode-se fazer a 
imagem de um jato de areia auto-dirigido, que remove o material indesejado da área adjacente 
à poça de fusão. Como o material é removido, expondo o alumínio, ocorre a movimentação do 
arco para uma área próxima, de alta emissividade eletrónica. Se o eletrodo permanece 
positivo por tempo suficiente, toda a área sobre a poça de fusão fica limpa. Como o gás de 
proteção expulsa o ar envolvente, não resta mais oxigênio para se combinar ao alumínio e a 
solda resultante estará livre de inclusões de óxidos e porosidades. 
Os processos que utilizam corrente contínua polaridadeinversa, como o MIG, fazem 
uso dessa característica para produzir soldas de excelente qualidade (Fig 2). A soldagem TIG 
com corrente contínua polaridade inversa têm aplicação limitada em função da larga zona 
termicamente afetada e da pequena penetração. O TIG em corrente alternada faz uso da 
porção do ciclo negativo da corrente para obter penetração e do período do ciclo positivo 
para limpeza. Com a moderna tecnologia das fontes de potência é possível ajustar a corrente 
de soldagem para maximizar os efeitos de limpeza e penetração. 
 
Modernos equipamentos oferecem avanços na soldagem 
 
Com o advento da tecnologia de inversores e o desenvolvimento de mecanismos de 
comutação em estado sólido, tornou-se possível criar ondas de corrente alternada 
dissimétricas. Novas fronteiras para a soldagem de alumínio foram abertas. Não existem mais 
exigências de "balancear" a corrente para evitar a saturação do núcleo dos transformadores. 
Foi também eliminada a necessidade de operar com a freqüência de entrada da fonte, ou seja, 
com a freqüência da rede. 
Uma das principais vantagens das novas fontes para soldagem é a eliminação da 
contínua emissão de radiações de alta freqüência. Os antigos sistemas de corrente alternada 
usavam energia de alta freqüência para ajudar no restabelecimento do arco após a mudança 
de polaridade do eletrodo negativo para positivo. As novas máquinas usam a velocidade de 
comutação para criar a energia necessária ao reacendimento do arco, sem a interferência 
causada pela alta freqüência. Isto elimina um dos maiores obstáculos para a soldagem, 
robotizada ou controlada por computador, do alumínio pelo processo TIG. 
Outra vantagem é a mudança no calor injetado na peça. Como 80% do calor flui para a 
superfície do pólo positivo, a mudança da simetria da corrente alternada para, por exemplo, 
somente 10% do tempo total (quando o eletrodo é positivo), aumenta o calor na peça e reduz o 
calor dissipado na tocha. A zona termicamente afetada é menor e a penetração, apesar das 
menores correntes, é aumentada. Isto permite a soldagem do alumínio em equipamentos tipo 
soldagem orbital, o que anteriormente não era possível com TIG em corrente alternada. Outra 
vantagem importante é uma queda no grau de degradação do eletrodo. Como o fluxo de calor 
é menor, o eletrodo não se deteriora como na soldagem convencional em corrente alternada. 
Isto também propicia o uso de automação na soldagem do alumínio. 
Estes avanços na tecnologia de soldagem do alumínio chegaram bem a tempo. Em 
função da redução de peso, os componentes e produtos de alumínio tem sido usados em 
substituição ao aço. A soldagem automática de estruturas de alumínio é benéfica na indústria 
de transporte. Na indústria de ar condicionado, a soldagem está sendo usada em trocadores 
de calor e outros componentes, para evitar fuga de Freon pelas juntas brasadas (Fig 3). Com a 
pressão mundial para a redução dos teores de fluorcarbono (CFC) na atmosfera, a soldagem 
de trocadores de calor se tornará comum. 
TPSC 3 Félix de Camargo Ferreira Junior 
 19 
 
Na indústria aeroespacial o uso de estruturas de alumínio soldado ocupa importante 
posição. Um exame detalhado do tanque externo de combustível do Space Shuttle, soldado 
em alumínio 2219, mostra que grandes estruturas podem ser fabricadas com segurança, em 
alumínio. Usando um tipo de soldagem com corrente alternada assimétrica, a Martin Marietta's 
Michoud Assembly Facility realiza em cada tanque, 645 metros de cordões de solda, em 
plasma de polaridade variável. 
Pressões na indústria continuam a fazer do alumínio o material escolhido para várias 
aplicações. Em várias delas, a soldagem a arco será o método escolhido. Com os novos 
avanços nas fontes de alimentação eletrónicas e o desenvolvimento de novas ligas, a sol-
dagem do alumínio continuará sendo uma área de grande evolução. 
 
 
Tradução do artigo "Understanding Aluminium Welding" - Welding Journal - Feb 91 - 
pg 43-46 
Félix de Camargo Ferreira Junior 
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 20 
 
REQUISITOS DO PROCESSO TIG 
 
É ampla e geralmente sabido que o processo TIG proporciona uma soldagem de alta 
qualidade na maior parte dos metais. Embora esteja ligado à soldagem com proteção gasosa, 
o processo TIG é freqüentemente tido como mais lento que os outros processos e às vezes 
associado à velocidade do processo eletrodo revestido. Na realidade, o processo TIG pode 
ser até mais rápido que o processo MIG em certas aplicações. É especialmente adequado para 
as operações de soldagem por fusão de chapas finas, onde esse processo de eletrodo não 
consumível é usado sem metal de adição. O processo TIG, no entanto, não é um processo 
simples. Um grande número de variáveis precisa ser levado em conta para a obtenção de 
cordões de alta qualidade e para assegurar uma boa performance do equipamento utilizado. 
O equipamento TIG é um sistema que converte energia elétrica em calor, mediante a 
obtenção de um arco elétrico sobre a peça. A performance do equipamento e a eficiência da 
energia convertida é determinada por alguns requisitos que garantam as condições exigidas. 
 
Calor 
 
Geralmente o calor introduzido é considerado o principal fator em qualquer processo 
de soldagem. As tochas TIG transferem calor para a peça e arredores, por condução, 
convecção e radiação. A energia é a soma do calor transferido à peça. Nem toda energia 
dissipada na tocha, no entanto, é transferida à peça para realizar a fusão. Em certos casos, 
pouco mais de 20% da energia é convertida em radiação. É a administração destas perdas de 
energia que deve ser avaliada. O objetivo básico é aumentar a eficiência energética do 
sistema, reduzindo as perdas de energia. O suprimento da mínima energia necessária à peça 
da maneira mais eficiente, reduz os efeitos adversos no material, aumenta a vida útil do 
equipamento e reduz os custos de operação. Serão analisados a seguir, alguns requisitos que 
ajudarão a reduzir as perdas de energia. 
 
Mangueiras e cabos 
 
Os cabos e as mangueiras de soldagem são o elo energético entre a fonte de corrente 
e a tocha. São também fontes de perdas devido ao superaquecimento. O calor aumenta nos 
cabos por causa da resistência elétrica, que cresce com o aumento do comprimento do cabo. 
Como a temperatura do cabo de cobre aumenta, a resistência elétrica aumenta e a 
condutividade térmica diminui. Vários cabos são submetidos a ciclos de trabalho à 
temperatura ambiente. Como o cabo esquenta, ajustes no comprimento ou na corrente 
precisam ser feitos, para minimizar as perdas por superaquecimento. Se uma tocha a água 
estiver sendo usada, uma baixa vazão pode ser a razão do superaquecimento do cabo. Para 
reduzir os problemas causados por superaquecimento, o cabo de energia precisa ser tão 
curto quanto posssível e deve-se preferir o uso de mangueiras sem curvas acentuadas para 
reduzir as perdas de carga do gás ou da água. As tubulações de gás ou de água não devem 
ser invertidas, o que poderá trazer contaminação ao gás e conseqüente comprometimento da 
qualidade da solda. 
 
Gases de proteção 
 
O argônio e o hélio são os dois gases inertes de proteção mais utilizados no processo 
TIG. Cada gás tem vantagens e inconvenientes na utilização, sendo que algumas vezes são 
usadas misturas entre ambos, para haver utilização das vantagens de cada gás. O argônio, 
geralmente usado para soldagem manual, tem menor tensão de arco que o hélio, o que 
significa partida de arco mais fácil e calma e um funcionamento mais silencioso. O gás de 
proteção é ionizado por uma tensão de partida, que direciona o arco à peça. O argônio tem um 
potencial mínimo de ionização de 15,7 V e uma condutividade térmica maior que a do hélio, o 
que significa arco estreito e concentrado. O argônio é 1,3 vezes mais pesado que o ar, o que 
propicia boa proteção, com fluxo mínimo de 12 l/min, dependendo da corrente, bocal e 
configuração da junta. 
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O hélio transfere maior quantidade de calor que o argônio, em vista da excelente 
condutividade térmica, que requer maior tensão de arco, o que implica em maior injeção de 
calor na peça. O potencial mínimo de ionização é de 24 V, o que torna a partida do arco mais 
difícil que no caso do argônio. A proteção gasosa com hélio é mais adequada à soldagem dos 
metais com elevada condutividade térmica, por causa da maior quantidade de calor disponível 
e é geralmente usado em soldagem automática. O hélio é mais leve que o ar, requerendo uma 
vazão de 2 a 3 vezes daquela do argônio, para a mesma qualidade de proteção. 
 
Tungstênio 
 
O tungstênio é, entre os metais, aquele de maior temperatura de fusão, o que o torna 
excelente como fonte para a transferência do arco elétrico ao processo. O tungstênio puro, no 
entanto, tem uma baixa capacidade para o transporte da corrente, razão pela qual vários 
eletrodos de tungstênio tem adições de metais como tório e zircônio, para melhora das 
características elétricas. Um eletrodo com 1 ou 2% de tório tem maior capacidade de conduzir 
corrente, com maior facilidade para abertura de arco e melhor estabilidade do mesmo. A 
capacidade de condução da corrente é também função do diâmetro do eletrodo, tipo de tocha, 
extensão do eletrodo, tipo de gás, posição de soldagem e tipo de corrente. Durante a 
soldagem, 2/3 do calor é gerado no anôdo e 1/3 no catôdo. Com o eletrodo ligado ao polo 
negativo, a maior parte do calor é dirigida para a peça, enquanto que se ligado ao polo 
positivo, é necessário um grande diâmetro para haver resistência ao superaquecimento. A 
capacidade de condução da corrente quando o eletrodo é positivo é de 1/10 daquela quando o 
mesmo é negativo. O uso de corrente alternada é um compromisso entre polo positivo e 
negativo e o calor se reparte igualmente entre peça e eletrodo. 
A configuração final do eletrodo pode afetar a estabilidade do arco e a penetração. 
Um eletrodo de tungstênio bem apontado aumenta a penetração e reduz a largura do cordão, 
por causa da concentração de energia no arco. Inversamente, uma ponta arredondada se 
traduz por pouca penetração e cordão largo. A ponta do eletrodo deve ser esmerilhada no 
sentido longitudinal, para evitar estrias concêntricas na ponta, o que pode ser origem de 
perturbações no arco. Em corrente alternada há a formação de uma bolha na ponta do 
eletrodo, que não deve exceder 1,5 vezes o diâmetro do eletrodo. A redução da intensidade da 
corrente ou aumento do diâmetro do eletrodo, quando a bolha é muito grande, provoca 
redução no seu diâmetro. O eletrodo de tungstênio é muito susceptível à contaminação e deve 
ser mantido sempre puro. 
 
Bocais e espalhadores 
 
Os bocais dirigem o gás sobre a zona da solda. São feitos em alumina, disponíveis em 
vários diâmetros e em comprimentos longos, médios e curtos. O tamanho do bocal é 
determinado pala acessibilidade à junta, necessidade de visão da junta e do metal de adição e 
do diâmetro do eletrodo. Geralmente o diâmetro do bocal é de quatro a seis vezes o diâmetro 
do eletrodo. Uma boa proteção é obtida mediante a correta escolha do tamanho do bocal. Os 
bocais em alumina são recomendados para aplicações onde a liberação de calor é elevada, 
em correntes superiores a 250 A. Esses bocais são frágeis e devem ser manipulados com 
cuidado, dado o risco de trinca e quebra, sendo muito sensíveis a choques térmicos. A ponta 
do bocal, no lado da tocha, é relativamente fria, enquanto a outra extremidade recebe o calor 
irradiado pelo arco e pela poça de fusão; eventuais respingos também podem causar danos 
ao bocal. A melhor maneira de eliminar ambos os problemas, é aumentar a distância bocal-
peça, o que pode ser obtido com o uso de espalhadores, para manter a qualidade de proteção. 
O uso de espalhadores permite o uso de eletrodos de tungstênio até a mais de 25 mm fora do 
bocal, sem perda de proteção. 
 
Corpo da tocha 
 
O corpo da tocha é o principal componente do sistema. Toda energia do cabo é 
recebida e distribuída pela tocha. O corpo da tocha precisa ter construção robusta para 
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suportar a corrente sem sofrer aquecimento excessivo. Se a tocha é resfriada a água, deve ter 
resfriamento suficiente para retirar o calor da pinça porta-eletrodo e do eletrodo, vindos do 
arco e da poça de fusão. As tochas refrigeradas a água são geralmente usadas para serviços 
pesados ou aplicações intensivas que requerem 200 A ou mais. As tochas resfriadas a ar são 
usadas para correntes menores que 200 A ou nos casos em que os sistemas de refrigeração e 
tubulações são incômodos ou onde há difícil acesso. A soldagem em corrente contínua com 
eletrodo positivo é muito prejudicial à tocha, já que a maior parte da energia está concentrada 
no eletrodo. Já na soldagem em corrente contínua eletrodo negativo e em corrente alternada, 
não há qualquer problema, desde que os princípios básicos sejam seguidos e a capacidade 
da tocha não seja ultrapassada. 
Uma tocha para soldagem TIG não deve ser dobrada ou modificada, pois é projetada 
com suficiente isolação nas áreas críticas. O dobramento (para facilitar o acesso) ou 
modificação pode comprometer a isolação e causar circulação de corrente. É necessário que 
os engates estejam seguros e o eletrodo, pinça porta-eletrodo e a parte traseira estejam 
montados correta e firmemente. A perfeita vedação das gaxetas e “o'rings” impede a entrada 
de ar e vazamento do líquido de refrigeração. Uma boa tocha usa um mínimo de energia com 
máximo de eficiência. 
 
Conclusão 
 
Novas aplicações de TIG são encontradas todos os dias, em indústrias e centros de 
pesquisas. O processo TIG vem sendo usado intensivamente em robôs e aplicações 
automatizadas, devido ao avanço nos equipamentos de partida de arco. As inovações 
continuarão a aparecer no processo TIG, o que o tornarão um processo muito utilizado nos 
próximos anos. 
 
Tradução de artigo - "Welding Journal" - Dec 1986 - pg 42-44 
 
Félix de Camargo Ferreira Junior 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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M I G 
 
1. Generalidades 
 
A experiência adquirida com a proteção do arco por gases inertes nos eletrodos 
refratários e o interesse em substituir os mesmos por um eletrodo que fosse ao mesmo tempo 
contínuo e metal de adição, possibilitou o aparecimento do processo MIG. 
Os primeiros trabalhos executados foram sobre aços, com a proteção de gases 
ativos. Tais trabalhos foram desenvolvidos entre 1.929 e 1.932 por Alexander nos laboratórios 
da General Electric. Várias tentativas foram feitas, mas a impossibilidade de domínio dos 
fenômenos de carburação ou por vezes, de oxidação, não viabilizaram o processo. 
Os trabalhos foram retomados durante a 2ª Guerra para soldagem de ligas leves, 
levando-se em consideração os conhecimentos adquiridos com o TIG. Na realidade, somente 
em 1.948 o processo adquiriu caráter industrial para o caso do magnésio e em 1.949 para os 
outros metais. Até então, os únicos gases utilizados eram os inertes. 
Pouco após, o argônio foi substituído pelo CO2, puro ou misturado, o que veio trazer 
vantagens do ponto de vista econômico. Durante muitos anos porém, o processo com 
transferência do metal por pulverização (spray arc) foi o único utilizado, de maneira que a 
soldagem de espessuras maiores ou iguais a 5 mm, eram as únicas realizadas; tal fato era 
devido à grande penetração obtida com o uso de CO2. 
A descoberta das propriedades do arco curto (short arc ou curto circuito) possibilitou 
a soldagem de chapas finas, mesmo em posição, ampliando consideravelmente o campo de 
aplicação do processo. 
A fusão do metal de base e do metal de adição fazem uso de grande parcela de calor 
gerado no arco. Esta fusão é produzida pelo calor gerado entre o eletrodo fusível contínuo e a 
peça, sendo a proteção do arco e da poça de fusão feita por gásativo ou inerte. 
As figuras mostram a posição relativa dos componentes e os equipamentos básicos 
de uma instalação de soldagem MIG. 
 
2. Princípio de operação 
 
O eletrodo fusível, contido numa bobina, é enviado à tocha, pelo moto alimentador, 
através do feixe de cabos. 
A poça de fusão, o arco e o eletrodo são protegidos pelo fluxo gasoso, sendo o arco 
estabelecido pela passagem da corrente através da coluna ionizada. 
 
3. Vantagens e limitações 
 
Vantagens: 
As vantagens do processo de soldagem MIG podem ser enumeradas como sendo: 
- eletrodo contínuo (não há perda de tempo ou sobra de material). 
- soldagem em todas as posições. 
- alta velocidade de soldagem. 
- total visibilidade da operação. 
- facilidade de execução. 
- grandes taxas de deposição. 
- deformações limitadas. 
- fácil controle da penetração. 
Limitações: 
O processo também possui limitações: 
- equipamento mais complexo e mais dispendioso. 
- relativa dificuldade de soldar em locais de difícil acesso. 
- maior velocidade de resfriamento do metal. 
 
4. Transferência do metal no arco 
 
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A transferência do metal no arco em soldagem MIG é explicada pela ação de 
diferentes forças, presentes no arco elétrico, dentre as quais é possível citar: 
a- tensão superficial: a tendência da gota durante a transferência é a manutenção da 
forma esférica, desde que as forças de atração entre as moléculas constituintes da gota 
metálica estejam em equilíbrio. A forma esférica pode, no entanto, ser modificada por forças 
externas, como por exemplo, ação da gravidade ou forças eletromagnéticas. 
b- efeito de estrangulamento: pelo fato do arco se comportar como condutor metálico, 
há formação de um campo magnético em torno do arco, que é tanto maior, quanto mais 
intensa for a corrente. A coluna de arco pode ser entendida como sendo formada por con-
dutores paralelos, que ao se atraírem, provocam o estrangulamento do arco. 
c- vaporização parcial do metal: nas extremidades do arco, devido às altas 
temperaturas, existe a vaporização do metal, o que contribui para a formação da cratera no 
banho, que acaba acelerando a projeção de pequenas gotas. 
d- plasma de arco: ‚ composto de elétrons e íons e tende a se propagar devido às 
componentes axiais. Estas componentes axiais existem pelo fato da superfície do eletrodo ser 
sempre menor que a da peça. O arco é divergente, sendo a divergência acentuada pelo efeito 
do estrangulamento. O arco acaba apresentando no seu eixo um jato de plasma de alta 
velocidade. 
 
5. Mecanismos da transferência do metal no arco 
 
A maneira como o metal é transferido no arco, é determinada por inúmeros fatores, 
sendo que os de maior influência são: magnitude e tipo da corrente, densidade de corrente, 
composição do eletrodo, extensão do eletrodo (stick out), gás de proteção e características da 
fonte de corrente. 
 
5.1. Transferência do metal em atmosfera de argônio 
 
5.1.1. Caso de polaridade inversa 
 
A densidade de corrente crítica ‚é aquela a partir da qual o metal atinge a temperatura 
de vaporização, que no caso do ferro é de 3.000 ºC . A densidade de corrente crítica, sob 
atmosfera de argônio, para um fio de diâmetro 1,2 mm, é da ordem de 260 A. 
 
5.1.1.1. Densidade de corrente inferior à crítica 
 
Se a densidade de corrente for inferior à crítica, existe a formação de uma gota na 
extremidade do fio. Esta gota tende a crescer e o seu volume será tanto maior, quanto mais 
baixa for a corrente. O arco aparece na extremidade cilíndrica do fio (fig A) e se a gota for 
aumentando seu volume, a coluna de arco se desloca e passa a ocupar uma pequena 
superfície da gota (fig B). 
 
A gota fundida, antes de se desprender, sofre o efeito de estrangulamento, devido às 
forças magnéticas que aparecem como conseqüência da corrente elétrica.O fio tende a se 
contrair (fig C) por causa da pressão radial, que é proporcional ao quadrado da intensidade da 
corrente e inverso à seção da mesma. A componente radial F tem o seguinte valor: 
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 F = (I2/200) log2 (A2/A1) dynas. 
 
Assim que a gota se destaca, existe uma aceleração que cresce com a intensidade da 
corrente e diminui com o volume da gota. Esta aceleração pode chegar a 22 g (g = aceleração 
da gravidade). 
O arco é estável e a penetração é boa. A película de óxido, porventura existente, é 
rompida pelo bombardeamento dos íons positivos, que vão na direção do polo negativo 
(catôdo). 
 
5.1.1.2. Densidade de corrente superior à crítica 
 
Se a densidade de corrente é superior à crítica, ocorre um fenômeno totalmente 
diferente. A transferência passa de globular a "spray", sendo tanto mais marcante, quanto 
maior for a corrente. 
A extremidade do fio na transferência por pulverização toma a forma de um cone 
alongado. O metal é transferido no arco na forma de finas gotas, de diâmetro igual ou inferior 
ao do fio, sendo a redução do tamanho das gotas (causada pelo aumento da corrente) 
acompanhada pelo aumento do número delas. As gotas podem ir de menos de uma centena 
até quase um milhar. 
Os fenômenos da transferência por pulverização são influenciados pela ação das 
forças eletromagnéticas e pelo plasma de arco. 
A mudança do regime de transferência de globular para "spray", para os metais 
protegidos pelos respectivos fluxos gasosos, se dá segundo os valores de intensidade de 
corrente abaixo: 
 
 
Arame Diâmetro Atm Proteção I mínimo spray 
 
Aço Carbono 
0,8 
98% A + 2% O2 
150 
0,9 165 
1,2 220 
1,6 275 
 
Aço Inox 
0,9 
99% A + 1% O2 
170 
1,2 225 
1,6 285 
 
Alumínio 
0,8 
Argônio 
95 
1,2 135 
1,6 180 
 
Cobre 
0,9 
Argônio 
180 
1,2 210 
1,6 310 
 
Bronze-Silício 
0,9 
Argônio 
165 
1,2 205 
1,6 270 
 
 
5.1.2. Caso de polaridade direta 
 
No caso da tocha estar ligada ao polo negativo, a transferência pode se efetuar de 
duas maneiras distintas, por processos diferentes dos anteriores. 
Se a corrente é inferior a 400 A (fio de diâmetro 1,2 mm), há a formação de gotas na 
extremidade do fio, que crescem até atingir um diâmetro muito superior ao do fio. Essas gotas 
não são arremessadas ao banho e sim no sentido inverso. O arco nasce na superfície 
catódica (gota) que é pequena e extremamente móvel. A força da gravidade e as forças de 
repulsão acabam por destacar a gota a partir de um dado volume e a mesma mergulha no 
banho. 
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 26 
 
Se a corrente ultrapassa 400 A, há formação de uma "chuva" de pequenas gotas, que 
mergulham no banho após terem girado em torno do centro de gravidade. As acelerações são 
pequenas, da ordem de 1 a 1,5 g (fig F). 
 
 
 
 
5.2. Transferência do metal em atmosfera de CO2 
 
A altas temperaturas, o CO2 não permanece da mesma forma que à temperatura 
ambiente. O gás se dissocia e se ioniza, em razão diretamente proporcional à temperatura, da 
seguinte forma: 
 
CO2 ----> CO + 1/2 O2 
 
e em seguida: 
 
2 CO2 ----> CO + C + O2 + O 
 
Na temperatura de 6.000 ºC, a dissociação é quase completa, restando somente 
0,018% de CO2. 
A principal diferença entre a transferência de metal em atmosferas de CO2 e argônio, é 
que no caso do CO2 nunca ocorre transferência por pulverização axial, qualquer que seja o 
valor de corrente usado. Além disso, não existe uma coluna de arco com perfil regular, como 
no caso do argônio. 
 
5.2.1. Caso de polaridade inversa 
 
Em polaridade inversa, sob atmosfera protetora de CO2, dois fenômenos ocorrem: 
transferência globular ou por curto circuito. 
A transferência globular é observada quando a tensão de arco é suficientemente 
elevada (22 a 25 V). Após formação da gota, há um crescimento da mesma na extremidade do 
fio e o arco deixa de se concentrar na parte inferior da gota (como na fig B). O arco aparece 
numa pequena superfície, de maneira que a energia fica concentrada, com aquecimentodesigual de toda a gota (fig G). Na superfície bombardeada o metal entra em ebulição, o que 
cria uma força inversa à direção do banho, causada pela pressão de vapor. A gota fica em 
posição lateral; devido ao pequeno efeito de estrangulamento, causado pela ação das forças 
eletromagnéticas, já que a corrente é pequena, a gota acaba mergulhando no banho mais pelo 
efeito da força da gravidade. O número de gotas aumenta, com conseqüente diminuição do 
volume de cada uma, à medida que a corrente aumenta. 
A transferência por curto circuito ocorre quando a tensão varia de 14 a 20 V. O 
crescimento se dá de tal maneira que a gota acaba tocando o banho de fusão e ocorrendo 
então um curto circuito, quando ocorre a transferência do metal para o banho. 
A transferência por curto circuito é usada na soldagem de chapas finas e na 
soldagem em posição. Como o calor introduzido é pequeno, ocorre pouca deformação da 
chapa. O eletrodo toca a poça na razão de 20 a 200 vezes por segundo. 
Quando a gota toca o banho, a corrente cresce e tenderia a crescer até infinito, 
enquanto a tensão cai e tenderia a zero se a gota não se desprendesse, mergulhando no 
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banho. A taxa de subida da corrente precisa ser alta o suficiente para manter a ponta do 
eletrodo fluida, enquanto o metal não é transferido. Não pode, no entanto, ser excessiva, pois 
pode causar a explosão da veia metálica líquida, devido ao superaquecimento provocado pela 
passagem da corrente. 
A taxa de subida da corrente é controlada pelo ajuste da indutância, que se encontra 
no interior da fonte. O valor escolhido para a indutância é função da resistência elétrica do 
circuito e da temperatura de fusão do eletrodo. A tensão, quando não há arco, precisa ser 
suficiente para que o mesmo continue a existir. Neste período, parte da energia usada na 
manutenção do arco é fornecida pela indutância. 
Pelo fato da transferência do metal se dar sempre durante o curto circuito, o gás de 
proteção tem pouco efeito sobre este momento da transferência. Podem ocorrer respingos, 
causados pela liberação de gases ou pelas forças eletromagnéticas, na ponta em fusão do 
eletrodo. 
As correntes típicas de curto circuito são mostradas a seguir: 
 
 Plana Vertical e Sobrecabeça 
Diâmetro Mín Máx Mín Máx 
0,8 50 150 50 125 
0,9 75 175 75 150 
1,2 100 225 100 175 
 
A sequência da transferência do metal na soldagem por curto circuito, se dá conforme 
a figura abaixo. 
 
A tensão e a corrente sofrem grandes variações. Para um fio de diâmetro 0,8 mm, com 
velocidade de alimentação de 2 m/min, a duração do ciclo é de 29 milisegundos. 
Após abertura do arco, há formação de uma profunda cratera, que reduz 
drasticamente as projeções. A tensão é então da ordem de 26 V; a gota começa a crescer, a 
corrente começa a cair e a tensão tende a seu valor de regulagem, enquanto o comprimento 
do arco começa a ser diminuído. A gota começa a se aproximar da peça e o contato da gota 
com o banho leva à formação do curto circuito, com a absorção da gota pelo banho. A 
corrente cresce rapidamente, o que provoca um aumento do campo eletromagnético. A 
corrente atinge 160 A e a tensão cai a quase zero. Pouco após, o efeito de estrangulamento, 
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devido àquelas forças eletromagnéticas, provoca a ruptura da gota, que mergulha no banho. 
O arco reaparece e o ciclo recomeça. 
 
5.2.2. Caso de polaridade direta 
 
Da mesma maneira que sob atmosfera de argônio, neste caso, a polaridade direta 
produz grandes gotas, não sendo usada em soldagem e por esta razão não será aqui 
analisada. 
 
6. Influência do comprimento livre de fio na transferência do metal 
 
A transferência do metal depende dos valores adotados para os diversos parâmetros 
de soldagem como: grandezas elétricas, velocidade de alimentação do fio, comprimento livre 
do fio, comprimento de arco, etc. 
Numa tocha MIG, o fio é colocado sob tensão quando da passagem pelo tubo de 
contato que está centrado no bocal. A peça a ser soldada se encontra a uma distância de 15 a 
25 mm do bocal, de modo a garantir uma proteção gasosa conveniente. 
O comprimento livre do fio é h e o comprimento do arco é l. 
 
As correntes são bastante elevadas, o que, para os diâmetros de fio usuais, 
proporcionam densidades de corrente da ordem de 200 A/mm2. 
Em função disto, a quantidade de calor dissipada por efeito Joule no comprimento h é 
apreciável, principalmente em se tratando de fios em aço (a resistividade do aço, a quente, é 
extremamente elevada). Para se ter uma idéia, no caso de um fio de diâmetro 1,2 mm sob 250 
A, em condições normais de soldagem, 1/7 da energia térmica necessária à fusão é fornecida 
por efeito Joule, sendo o restante fornecido pelo calor do arco. Para uma dada corrente de 
soldagem e um comprimento de arco constante, a velocidade de fusão (g/min) é função 
crescente do comprimento livre h. 
Este passa a ser, pois, um dos parâmetros de regulagem a ser considerado, 
sobretudo na soldagem de aços. Maior importância haverá se a transferência for globular, ou 
no caso de proteção com CO2, por curto circuito, já que a energia fornecida por efeito Joule 
tem importante papel sobre o modo de transferência e sobre a quantidade de material e de 
energia no banho de fusão. 
 
7. Relação entre a velocidade de alimentação do arame e a corrente 
 
Para que se possa manter um arco de comprimento l, o comprimento livre de fio h 
deve ser tal, que permita a fusão do fio com a energia introduzida pelo calor do arco e com o 
calor dissipado por efeito Joule neste comprimento livre. É necessário que a velocidade de 
fusão do fio seja igual à velocidade de alimentação do mesmo, ou seja, que a velocidade de 
alimentação v esteja adaptada à corrente I. A relação entre v e I, deve ser estabelecida 
experimentalmente. No caso de um fio com 1% Si e 1,5% Mn, sob atmosfera de CO2, para 
vários diâmetros, as relações são as dadas na figura acima. 
Pode-se notar que arames de diferentes diâmetros podem suportar a mesma 
intensidade de corrente, bastando que, para os fios de pequeno diâmetro, se aumente a 
velocidade de alimentação do arame. A limitação ao uso de fios de pequeno diâmetro está nos 
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moto-alimentadores, que, dificilmente tem velocidades superiores a 15 m/min (a partir daí, 
existem limitações no moto alimentador, como por exemplo, elevada inércia). 
É possível ainda, notar a influência do comprimento livre de fio h, na velocidade de 
alimentação, mantidos I e l (comprimento de arco) constantes: se ocorre aumento de h, há 
maior aquecimento do fio, podendo-se aumentar a velocidade do mesmo, sem no entanto, 
modificar a corrente. Da mesma maneira, uma diminuição de h exige menor velocidade de 
alimentação, pois o aquecimento do fio é menor. 
 
Deduz-se então que, mantidos constantes o tipo de gás, a composição do fio e o seu 
diâmetro, o funcionamento da máquina será determinado por: 
U - tensão de arco 
I - corrente 
l - comprimento do arco 
h - comprimento livre de fio 
v - velocidade de alimentação do fio 
Cabe neste ponto lembrar, que uma fonte de energia para soldagem MIG dispõe como 
único controle, de um seletor para mudança da característica externa. Isto vale dizer que uma 
fonte de corrente para soldagem MIG fornece algumas curvas características externas, como 
ilustrado na figura abaixo. 
 
 
No caso da máquinaexemplificada, as regulagens são em número de 12. 
 
8. Funcionamento do arco com velocidade de fio constante 
 
Tendo o arco entrado em regime de funcionamento constante, a velocidade de 
alimentação do arame deve ser igual à velocidade de fusão do mesmo. 
Ao ponto A1 corresponde um comprimento de arco l. Este ponto é também aquele 
correspondente à interseção da curva característica externa da máquina ( C1 )com a curva 
correspondente à velocidade de alimentação constante. 
Pelo fato