Avaliação aula 7 - Paulo Teixeira

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ 
SETOR DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
Questionário - Aula 7. Processo de soldagem TIG. Prof. Hélio Padilha 
 
 
Nome: Paulo Dã Nascimento Teixeira data: 21/06/2021 
 
1. Por que no processo TIG, com corrente contínua, a polaridade mais utilizada é tipo DCEN 
(CC-)? 
R: Devido ao superaquecimento que provoca, a utilização de eletrodo como pólo positivo em 
CC ( corrente contínua ) necessita de diâmetros de eletrodos bastante superiores para uma 
mesma corrente, comparativamente com DCEN. Em corrente contínua, na maioria dos casos 
utiliza-se DCEN com os eletrodos fluindo do eletrodo para a peça e os íons no sentido 
contrário. Assim sendo, 70 % do calor estará na peça e somente 30 % no eletrodo. Desta 
forma, além de preservar o eletrodo a DCEN também provê maior penetração. 
 
2. Faça uma breve comparação entre as tochas TIG refrigeradas a gás e aquelas 
refrigeradas à água. 
R: As tochas refrigeradas a gás são mantidas na temperatura adequada pelo efeito de 
resfriamento causado pelo próprio gás de proteção. Estas tochas estão limitadas a uma 
corrente máxima de cerca de 200 A. Já as tochas refrigeradas a água, como a da figura 
abaixo, promovem a circulação de água, normalmente em circuito fechado, para refrigeração. 
Desta forma, pode-se dispor de tochas que suportam correntes de até 1000 A. A tocha 
refrigerada a água é a mais empregada em equipamentos automatizados de GTAW. 
 
3. É realmente importante a afiação do eletrodo no processo TIG? Justifique. 
R: Sim. Para permitir uma maior estabilidade do arco, as pontas cônicas dos eletrodos 
devem ser obtidas a partir do esmerilamento, com o eletrodo perpendicular ao eixo do rebolo. 
O rebolo deve ser exclusivo para esta operação para eliminar a possibilidade de 
contaminação do eletrodo. A afiação química consiste em mergulhar a ponta do tungstênio 
em rubro em um recipiente contendo nitrato de sódio. A reação causa uma erosão uniforme 
em torno da circunferência e da extremidade do eletrodo. Repetindo seguidamente tal 
operação, forma-se a ponta cônica desejada. Normalmente, a contaminação do eletrodo 
ocorre quando o soldador acidentalmente mergulha o eletrodo na poça ou toca o eletrodo 
com o metal de adição. Uma proteção imprópria também pode causar oxidação do eletrodo e 
consequente contaminação da solda. Outras fontes de contaminação podem ser : 
vaporização de metais no arco, erupções ou respingos da poça causados por aprisionamento 
de gás e evaporação de impurezas superficiais. A contaminação pode afetar as 
características do arco e causar inclusões no metal de solda. Caso isso ocorra, a operação 
deve ser interrompida e a porção contaminada do eletrodo deve ser removida, com nova 
afiação de acordo com as características necessárias na ponta 
 
4. Sendo o processo TIG conhecido por seu eletrodo não ser consumível, é de se esperar 
que este nunca precise ser substituído? Justifique. 
R: Não. Como os eletrodos precisam de manutenção, como afiação química, 
arredondamento e esmerilamento, que são operações de desgaste, é de se esperar que este 
material “acabe” e precisa ser trocado, bem como perdas de propriedades por uso incorreto e 
ou qualquer fator. 
 
5. Sabendo-se que o aporte de calor é a quantidade de calor adicionado (em Joules ou KJ) 
por unidade linear de comprimento de solda (em m, cm ou mm), ou Aporte = tensão x 
corrente/ velocidade, pode-se afirmar que o processo TIG é um processo de baixo aporte de 
calor? Justifique. 
R: O processo TIG é um dos que apresenta o menor aporte de calor pois para o mesmo 
comprimento linear podem adicionar menor quantidade de calor para fundir o material. Não 
se pode esquecer que a energia envolvida no processo não depende apena de parâmetros 
elétricos, mas também da técnica do soldador. Além disso, a velocidade de soldagem 
raramente é uma variável controlável no processo. 
 
6. Que justificativas podem ser dadas para a existência de limites superior e inferior da 
corrente recomendada para um eletrodo TIG de certo diâmetro? 
R: Uma corrente abaixo do valor mínimo, não seria suficiente para abrir o arco e gerar o calor 
mínimo necessário para fundir o material. Uma corrente acima do máximo irá dissipar muito 
calor por efeito no eletrodo que irá fundi-lo, e não o material. 
 
7. Por que a geometria do eletrodo, no processo TIG, só influencia significativamente a 
soldagem mecanizada? 
R: No processo mecanizado, o parâmetros são pré-definidos e então mantem-se as 
variáveis controlados. O parâmetros fixos é a geometria do eletrodo, e todas as outras são 
definidas em função dela. Alterar a geometria do eletrodo significa redefinir todos os outros 
parâmetros. 
 
8. Explique o efeito de “limpeza catódica” que é um fator importante na soldagem TIG de 
materiais como o alumínio, por exemplo. 
R: As soldagens com corrente contínua em eletrodo no pólo negativo oferecem elevada 
penetração e maiores velocidades de soldagem, enquanto a corrente alternada é 
especialmente eficaz quando na soldagem de materiais com óxidos refratários, como 
alumínio e magnésio, pois pode-se realizar a chamada limpeza catódica, quando o eletrodo 
encontra-se no pólo positivo. Neste segundo caso acontece o depósito dos óxidos formado 
no polo positivo (cátodo), sendo necessário fazer a limpeza removendo o depósito de óxidos. 
 
9. Gases de proteção como o argônio e o hélio são muito empregados no processo de 
soldagem TIG. Quais são as principais diferenças operacionais entre eles e quais os 
principais motivos para se empregar um ou outro. 
R: O argônio utilizado em processos de soldagem normalmente possui uma pureza de 99,95 
%, sendo aceitável para a maioria dos metais, excetuando-se aqueles reativos ou refratários. 
O argônio é mais utilizado que o hélio no processo devido às seguintes características: 
possibilita arco mais suave, penetração reduzida, ação de limpeza quando da soldagem de 
alumínio ou magnésio, baixo custo e alta disponibilidade, boa proteção com baixos fluxos, 
maior resistência a ventos cruzados, melhor partida do arco. A menor penetração é 
particularmente útil na soldagem de materiais finos ou soldagens verticais ou sobre cabeça. 
Como vimos acima, o Hélio transmite maior calor para uma mesma corrente e tensão que o 
argônio e, portanto, é particularmente importante na soldagem de peças espessas ou 
materiais com alta condutividade térmica como o cobre. 
 
10. Um tipo de descontinuidade encontrado exclusivamente em processos GTAW são 
inclusões de tungstênio. Quais são as causas típicas destas inclusões? 
R: As causas típicas destas inclusões são : Contato da ponta eletrodo com a poça, contato 
do material de adição com a ponta aquecida do eletrodo, contaminação do eletrodo por 
respingo da poça, extensão dos eletrodos muito além da pinça ou mandril, resultando em 
superaquecimento, eletrodo inadequadamente preso ao mandril, taxas de gás inadequadas 
ou ventos excessivos, defeitos como rachaduras e trincas, uso de gases não apropriados 
como misturas Argônio - CO2. A falta de proteção no processo está relacionada a 
descontinuidades como inclusão de tungstênio, porosidade, filmes óxidos e inclusões, fusão 
incompleta e fissuras