Técnica operatória TIG
Soldador Tig
1 Introdução
Soldagem TIG (sigla em inglês de Tungsten Inert Gas) é um processo de soldagem a arco elétrico entre um eletrodo não consumível de tungstênio e a peça de fusão com proteção gasosa, sobre a qual faz-se o acréscimo ou não de um metal de adição, normalmente na forma de um arame relativamente fino.
O processo também é conhecido em inglês como Gas Tungsten Arc Welding (GTAW).
2 TIG
A soldagem TIG é um processo de soldadura a arco eléctrico, criado entre um eléctrodo não consumível de tungstênio e o material a soldar, envolto numa grande proteção gasosa.
Essa proteção gasosa é constituída por um gás inerte - hélio (He) ou argon (Ar). 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.
Assim, com o seu aperfeiçoamento, surgiu um processo de alta qualidade e relativo baixo custo, de uso em aplicações diversas.
Com o decorrer do tempo, este tipo de soldadura tornou-se popular, não deixando ao mesmo tempo, de ser caro e por isso, o gás hélio foi substituído pelo gás árgon como gás de proteção, por ser economicamente mais barato.
O processo foi considerado "perfeito", quando se começou a utilizar corrente alternada com adição de alta frequência (HF), a partir da qual se conseguia um arco estável que permitia soldar ligas de alumínio e magnésio com perfeição e boa qualidade de soldadura.
3 Técnica operatória
Antes da soldagem: remoção de óleo, graxas, sujeira, tinta, ferrugem ou outras contaminações existentes no metal base, por meios mecânicos (lixamento, escovamento, etc.) ou químicos (decapagem, lavagem, etc.), usando agentes líquidos ou gasosos.
É recomendável que se inicie a vazão de gás inerte alguns segundos antes da abertura do arco ( prépurga ).
Decorrido este tempo, faz-se abertura do arco, usando-se um ignitor de alta freqüência ou outro meio.
A seguir, deixa-se a tocha parada por um certo tempo para que haja a formação da poça de fusão. Quando esta atinge um volume ou tamanho adequado, inicia-se o movimento de translação ao longo da junta e, se for o caso, o movimento de tecimento e a adição de metal. A adição de metal é feita na poça de fusão, à frente da tocha de soldagem, num ângulo em torno de 15 o com a peça.
Deve-se ter o cuidado de não se retirar a ponta aquecida da vareta da nuvem protetora de gás inerte, para evitar contaminação. A adição de metal pode ser contínua ou intermitente. Ao final da junta, faz-se a extinção do arco, interrompendo-se a passagem de corrente. Com a tocha ainda em posição, deixa-se que ocorra fluxo de gás inerte por um certo tempo ( pós-purga ).
O arco pode ser extinto pelo afastamento da tocha a alguns centímetros da peça, o que não é recomendado, pois possibilita a contaminação do final do cordão pela atmosfera.
Este problema pode ser contornado extinguindo-se o arco fora da região de interesse ou fora da junta. A posição da tocha na soldagem mecanizada é perpendicular ao plano da peça que está sendo soldada. Na soldagem manual, a tocha pode ser ligeiramente inclinada em relação à direção de soldagem, para facilitar a visão do soldador.
Na soldagem em juntas de ângulo formando quinas, peças auxiliares podem ser usadas para formar um anteparo e favorecer a proteção gasosa. Na soldagem com corrente contínua, o ignitor de alta freqüência é usado apenas para a abertura de arco. Na soldagem com corrente alternada com uma fonte convencional o ignitor de alta freqüência deve permanecer ligado durante toda a operação, a fim de estabilizar a descarga elétrica, já que o arco se extingue a cada inversão de polaridade.
Na soldagem com corrente alternada com uma fonte eletrônica, a mudança de polaridade se dá num tempo muito curto e em geral não há necessidade de uso de dispositivos para reabertura do arco a cada inversão.
O sinal de alta freqüência geado pelo ignitor pode interferir na operação de circuitos eletrônicos que estejam próximos. As principais variáveis operatórias da soldagem TIG são o comprimento do arco, a corrente e a velocidade de soldagem e a vazão de gás de proteção.
O comprimento do arco é a distância entre a ponta do eletrodo e a peça de trabalho. A tensão do arco aumenta com o aumento deste. Quanto maior o comprimento do arco, mais raso e largo é o cordão de solda e, na soldagem com adição, também o reforço do cordão tende a diminuir com o aumento do comprimento do arco.
Arcos muito curtos ou muito longos tendem a ser instáveis, favorecendo a formação de descontinuidades. A corrente de soldagem é selecionada e ajustada diretamente na fonte de energia. Quanto maior a corrente, maior é a penetração e a largura do cordão. Para outros parâmetros constantes, o reforço do cordão tende a diminuir com o aumento da corrente, no caso de soldas com adição de metal. A geometria do cordão de solda varia com o tipo de corrente usada.
O efeito de limpeza consiste na remoção de camadas superficiais de óxidos do metal de base, pela ação do arco elétrico, quando o eletrodo é positivo. Na soldagem de metais fortemente reativos, como Al, Mg e Ti, este tipo de corrente e polaridade seria bastante vantajoso, mas o balanço térmico é muito desfavorável e somente é usado na soldagem de peças muito finas. Uma situação intermediária é obtida na soldagem com corrente alternada quando ocorre a remoção de óxidos a cada semi-ciclo de corrente em que o eletrodo é positivo. Velocidade de soldagem " penetração, largura e reforço #. Velocidades exageradas podem introduzir descontinuidades no cordão, como falta de fusão, falta de penetração e mordeduras
Vazões de gás muito baixas resultam em proteção insuficiente (oxidação do cordão de solda, formação de porosidades etc.) e vazões elevadas encarecem muito o custo da operação. Vazões muito elevadas podem causar turbulência no fluxo de gás, resultando em efeitos semelhantes aos de vazão muito baixa.
Para se chegar à vazão ideal deve-se fazer um teste, iniciando com uma vazão elevada e ir diminuindo gradativamente, até que se inicie a oxidação superficial do cordão de solda.
Uma vazão ligeiramente superior a esta última é a ideal. Outras variáveis operatórias na soldagem TIG com influência secundária dentro de certos limites são o ângulo da ponta do eletrodo, a distância do bocal à peça e os tempos de pré e pós-purga de gás.
Na soldagem mecanizada, a posição e a velocidade de alimentação de metal podem se tornar parâmetros importantes. Velocidades de alimentação elevadas podem levar a um reforço excessivo do cordão de solda e até mesmo a uma fusão apenas parcial do metal de adição. Se a alimentação de metal for feita no arco de soldagem ao invés de ser feita na poça de fusão, a transferência de metal para a peça se torna muito irregular, podendo causar instabilidade no arco e tornar o cordão irregular.
A escolha dos parâmetros para uma dada operação de soldagem é feita em função do material a ser soldado, da espessura das peças, da posição de soldagem e dos equipamentos disponíveis, bem como a decisão de uso ou não de metal de adição.
A soldagem TIG é um processo dos mais versáteis em termos de ligas soldáveis e espessuras, produzindo soldas de ótima qualidade, mas é relativamente caro, lento e de baixa produtividade.
Ela é usada principalmente na união de metais difíceis de soldar por outros processos, em situações em que é necessário um controle rigoroso do calor cedido à peça e principalmente em situações em que a qualidade da junta produzida é mais importante que seu custo de produção.
Costura e união de tubos de aço inoxidável, soldagem de Al, Mg e Ti, particularmente peças leves ou de precisão e passe de raiz em tubulações de aço carbono e outros materiais.