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Direcção de Formação

Italo Fernandes

Processo de Soldadura com Eléctrodo não consumível de Tungsténio e

Protecção Gasosa Inerte TIG / GTAW / WIG / 141

EWE / IWE – Módulo 1.7

EWE/IWE – Módulo 1.7 - Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 – 2 / 122IF - Rev. 0 (2003-10-30)

EWE / IWE - Módulo 1.7Temas a tratar e objectivos

Principio de Funcionamento

Tipos de Consumíveis

Gases, Eléctrodos, Varetas/Fios:

As funções, Regras básicas para a escolha de consumível, Classificação AWS e NP EN

Armazenagem

Equipamentos e Acessórios

Funções, tipos e cuidados

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Processo de Soldadura TIG - 141Temas a tratar e objectivos

Tipo de Corrente eléctrica que se utilizaParâmetros de Soldadura e influência na Morfologia do Cordão de SoldaduraVantagens e DesvantagensAplicações TípicasTécnicas OperatóriasEstabilidade do Arco Eléctrico / Sopro MagnéticoImperfeições TípicasTipos de Juntas

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Processo de Soldadura TIG - 141

Princípio de Funcionamento

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Princípio de FuncionamentoProcesso de Soldadura por Fusão que utiliza a energia Eléctrica

Neste processo o cordão de soldadura é obtido de duas maneiras:

Só pela fusão do material base (juntas sobrepostas e de ângulo exterior, espessuras finas).

Adição de material, através da utilização de uma vareta e fusão do material base.

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Processo de Soldadura TIG - 141Princípio de Funcionamento

A protecção gasosa do eléctrodo, banho em fusão, das gotas e durante a fase de solidificação do cordão é obtida através da utilização de um gás de protecção do tipo Inerte (Árgon ou Hélio)

Tipo de Corrente Eléctrica:

Continua: DC(+) / DCEP ou DC(-) /DCEN

Alterna: AC

Corrente Pulsada (DC ou AC)

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Processo de Soldadura TIG - 141

Princípio de FuncionamentoEscorvamento do Arco – Eléctrico:

Técnica de Curto Circuito por “Toque” ou “Riscamento”do Eléctrodo na peça, necessário que a fonte tenha um OCV adequado ao processo, mínimo cerca de 75 Volts.

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Processo de Soldadura TIG - 141

Princípio de FuncionamentoEscorvamento do Arco – Eléctrico:

Técnica de Curto Circuito por “Toque” ou “Riscamento”do Eléctrodo na peça, necessário que a fonte tenha um OCV adequado ao processo, mínimo cerca de 75 Volts.

Técnica de Alta Frequência (em AC é quase sempre necessária).

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Processo de Soldadura TIG - 141

Princípio de FuncionamentoEscorvamento do Arco – Eléctrico:

Técnica de Curto Circuito por “Toque” ou “Riscamento”do Eléctrodo na peça, necessário que a fonte tenha um OCV adequado ao processo, mínimo cerca de 75 Volts.

Técnica de Alta Frequência (em AC é quase sempre necessária).

Técnica de “Toca/Levanta”.

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Processo de Soldadura TIG - 141Princípio de Funcionamento

Escorvamento do Arco – Eléctrico, com a Técnica de Curto Circuito:

Só se Utiliza com equipamentos de SER (tochas mecânicas)Típico em montagensExiste o perigo de contaminação do EléctrodoExiste o perigo de inserção de Tungsténio no cordãoNunca de deve utilizar em construções de elevada

qualidade

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Processo de Soldadura TIG - 141

Princípio de FuncionamentoEscorvamento do Arco – Eléctrico, com a Técnica de Curto Circuito, Cuidados:

Afiamento do EléctrodoUtilizar uma barra de Cobre

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Processo de Soldadura TIG - 141Princípio de Funcionamento

Escorvamento do Arco – Eléctrico, com a Técnica de Alta Frequência (em AC é quase sempre necessária).

Fonte com sistema adequadoCorrente eléctrica de baixa intensidade com uma tensão na ordem de grandeza das dezenas de KvoltsEm AC sempre ligada (desde que de onda sinusoidal)

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Processo de Soldadura TIG - 141Aplicações

Soldadura em Todas a as Posições;Soldadura tanto em Chapas como em Tubos e/ou Perfis;Soldadura Topo-a-Topo e de Ângulo (de canto com ou sem penetração total);Passes de Raiz com penetração total, sem e com juntas de suporte;Espessura mínima na ordem dos 0,5 mm, espessura máxima 10 mm (aspectos económicos)Automatizações/Mecanizações/Robotizações

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AplicaçõesTodo o tipo de construção soldada, todo o tipo de materiais soldáveis, acima de tudo em chapa fina, passes de raiz e materiais reactivos (Inox, Al, Cu, Ti, etc.)⇒ Estruturas; Reservatórios de Pressão⇒ Tubagens; Cascas⇒ Equipamentos rodoviários, ferroviários, agrícolas,⇒ Industria química, petroquímica, de refinação e

construção naval, etc.

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Processo de Soldadura TIG - 141Aplicações

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Aplicações

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Aplicações

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Processo de Soldadura TIG - 141

Escolha do Tipo de Corrente

Quando se utiliza DC ou AC

DC – Aços não ligados e

ligados, Aços Inoxidáveis, Cobre

e suas ligas, Titâneo e Neóbio

AC – Alumínio e sua ligas,

Magnésio e suas ligas

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Porquê do AC, no Alumínio?

⇒ Camada Superficial

composta por um óxido

refractário Al2O3 (Alumina)

temp. de fusão 2000ºC

⇒ Interior Alumínio puro,

temp. de fusão 600ºC

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Processo de Soldadura TIG - 141Efeito do Aquecimento sobre a peça de Alumínio

Possibilidade abatimentos, Dificuldade de Controlo

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Processo de Soldadura TIG - 141Como resolver o ProblemaUtilização de corrente DC

Corrente DC (-) ⇒Aquecimento/Fusão, Controlo do Banho difícil

Corrente DC (+) ⇒Sobreaquecimento do eléctrodo, Quebra da camada de óxidos

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Processo de Soldadura TIG - 141

Efeito do Tipo de corrente e da

Polaridade no Processo TIG

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Processo de Soldadura TIG - 141Equipamento/Acessórios

Fonte de Energia

Tocha de Soldadura

Sistema de Distribuição de Gás e Caudalimetro

Cabo de Energia e Cabo de Retorno

Alicate de Massa

Acessórios (remotos e outros)

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Processo de Soldadura TIG - 141Fontes de Energia EstáticasTipo Inversores

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Fontes de Energia:

Factor de Marcha de 35%

Curva Estática Tipo Mergulhante ou Intensidade Constante

Tensão em vazio mínimo de

75 Volts

Intensidade de Curto Circuito

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Processo de Soldadura TIG - 141Curva Característica:

Estática Tipo Mergulhante ou Intensidade ConstanteObjectivo garantir Intensidade constante apesar de flutuação da TensãoArco estável se I (regulado) é adequado ao valor de V (controlado)Curva de Estabilidade do Arco U = 10 V + 0,04 x I

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Tocha de Soldadura:Atenção ao diâmetro das pinças

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Tocha de Soldadura:

Atenção ao diâmetro dos BocaisPode-se utilizar ou não difusores

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Distribuição de Gás e Caudalimetros ou Debitómetros:

Distribuição por garrafa ou sistema centralizado

Caudalimetro ou Debitómetro de relógio ou de coluna

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Consumíveis de SoldaduraGás de ProtecçãoVaretas/Fios/Anéis ConsumíveisEléctrodos de Tungsténio

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Processo de Soldadura TIG - 141Função dos Consumíveis de Soldadura

Gás de Protecção Criação de um Plasma de ArcoProtecção do banho, gotas e do cordão de soldaduraProtecção do TungsténioSó gases Inertes Árgon, Hélio ou mistura dos dois, pode

também ser utilizado misturas Árgon com Hidrogénio a 5 ou 15 % (nos Inox, Níquel, Cobre, Titâneo)

Vareta / Fio / Anéis ConsumíveisMaterial de Adição

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Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais):

Intensidade de Soldadura (corrente, regula na fonte)

Tensão Arco Eléctrico (voltagem, controla a altura do arco-eléctrico)

Velocidade de Soldadura (controla a velocidade de deslocação)

Tipo de Eléctrodo e seu Diâmetro

Tipo e Caudal de Gás de Protecção

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Regras Básicas para a Escolha da Vareta

O material depositado deve ser o adequado à soldadura,

isto é, compatível com o material base (metalurgicamente,

características físicas e químicas)

Propriedades mecânicas definidas na especificação de

construção

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Processo de Soldadura TIG - 141Classificação das Varetas

Norma AWS A5.18-79 - Aços não Ligados

Eléctrodo/Fio/Vareta

Tensão de Ruptura x 1.000 psi

Gás, Composição Química

Fio Sólido

ER 70 S - 3

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Processo de Soldadura TIG - 141Classificação das Varetas

Norma AWS A5.18-79 - Aços baixa Liga

Eléctrodo/Fio/Vareta

Tensão de Ruptura x 1.000 psi

Gás, Composição Química

Fio Sólido

ER 80 S – D2

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Processo de Soldadura TIG - 141Vantagens:

Solda todos os metaisBom Controlo da PenetraçãoUsa AC e DC (em função do material)Solda em Todas as PosiçõesBoa Acessibilidade, AutomatizaçãoBaixos Níveis de Hidrogénio Sem Escória

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Processo de Soldadura TIG - 141Desvantagens:

Comprimento fixo do Consumível (máx. 1000 mm, em vareta)Baixo Rendimento ≤ 0,5 Kg/hFactor de marcha ≤ 30%Limitado a espessuras de 10 mmRisco de Inclusões de tungsténioBoas Competências do SoldadorGrande sensibilidade às correntes de arCustos dos Gases de Protecção

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Processo de Soldadura TIG - 141

Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais):

Intensidade de Soldadura (corrente)

Tensão Arco Eléctrico (voltagem)

Velocidade de Soldadura

Tipo de Eléctrodo e seu Diâmetro

Tipo e Caudal de Gás de Protecção

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Processo de Soldadura TIG - 141Juntas tipo:

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Tipos de Juntas

usadas em TIG

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Processo de Soldadura TIG - 141

Utilização de Juntas de Suporte (“Cobre juntas”)

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Processo de Soldadura TIG - 141

Limpeza da junta e consumível:

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Processo de Soldadura TIG - 141Imperfeições Típicas:

Faltas de Fusão/Penetração – Preparação, Parâmetros

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Processo de Soldadura TIG - 141Imperfeições Típicas:

Faltas de Fusão/Penetração – Preparação, Parâmetros

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Processo de Soldadura TIG - 141Imperfeições Típicas:

Faltas de Fusão/Penetração – Balanceado Incorrecto Paragens

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Processo de Soldadura TIG - 141Imperfeições Típicas:

Faltas de Fusão/Penetração – Nas paragens e Arranques

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Processo de Soldadura TIG - 141Imperfeições Típicas:

Faltas de Fusão/Penetração – Excessos e Faltas de Penetração, Bordos Queimados

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Processo de Soldadura TIG - 141Imperfeições Típicas:

Faltas de Fusão/Penetração – Excessos e Faltas de Penetração, Bordos Queimados

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Processo de Soldadura TIG - 141Imperfeições Típicas:

Porosidade – Gorduras, Falta de Protecção, Controlo de Altura de Arco

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Processo de Soldadura TIG - 141Imperfeições Típicas:

Porosidade – Gorduras, Falta de Protecção, Controlo de Altura de Arco

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EWE/IWE – Módulo 1.7 - Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 – 51 / 122IF - Rev. 0 (2003-10-30)

Processo de Soldadura TIG - 141Imperfeições Típicas:

Porosidade – Gorduras, Falta de Protecção, Controlo de Altura de Arco

EWE/IWE – Módulo 1.7 - Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 – 52 / 122IF - Rev. 0 (2003-10-30)

Processo de Soldadura TIG - 141Imperfeições Típicas:

Inclusões de Tungsténio – Limpeza, Parâmetros, Técnica Operatória

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EWE/IWE – Módulo 1.7 - Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 – 53 / 122IF - Rev. 0 (2003-10-30)

Processo de Soldadura TIG - 141Imperfeições Típicas:

Bordos Queimados – Parâmetros, Técnica Operatória

EWE/IWE – Módulo 1.7 - Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 – 54 / 122IF - Rev. 0 (2003-10-30)

Processo de Soldadura TIG - 141Imperfeições Típicas:

Bordos Queimados – Parâmetros, Técnica Operatória

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EWE/IWE – Módulo 1.7 - Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 – 55 / 122IF - Rev. 0 (2003-10-30)

Processo de Soldadura TIG - 141Imperfeições Típicas:

Abatimentos em Alumínio

EWE/IWE – Módulo 1.7 - Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 – 56 / 122IF - Rev. 0 (2003-10-30)

Processo de Soldadura TIG - 141Imperfeições Típicas:

Oxidação na raiz e na capa

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EWE/IWE – Módulo 1.7 - Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 – 57 / 122IF - Rev. 0 (2003-10-30)

Processo de Soldadura TIG - 141Imperfeições Típicas:

Fissuração Específica na raiz em Juntas de Alumínio

EWE/IWE – Módulo 1.7 - Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 – 58 / 122IF - Rev. 0 (2003-10-30)

Processo de Soldadura TIG - 141Imperfeições Típicas:

Fissuração Quente – Problemas Metalurgicos

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EWE/IWE – Módulo 1.7 - Processo de Soldadura TIG/GTAW/WIG/141 – 59 / 122IF - Rev. 0 (2003-10-30)

Processo de Soldadura TIG - 141Imperfeições Típicas:

Fissuração Frio – Problemas Metalurgicos