Apresentação sobre tig

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Apresentação sobre tig

  1. 1.  O processo de soldagem TIG é um processo desoldagem a arco elétrico que utiliza um arco entreum eletrodo não consumível de tungstênio e a poçade soldagem. No processo, pode-se utilizar adição ou não (soldaautógena), e seu grande desenvolvimento deu-sedevido à necessidade de disponibilidade deprocessos eficientes de soldagem para materiaisdifíceis, como o alumínio e magnésio, notadamentena indústria da aviação no começo da Segundagrande guerra mundial.
  2. 2.  Conforme pode-se notar pela figura abaixo, a poçade soldagem, o eletrodo e parte do cordão sãoprotegidos através do gás de proteção que é sopradopelo bocal da tocha.Figura 1 – Representação esquemática do processo TIG.
  3. 3. Funciona através do eletrodo de tungstênio ( ou ligade tungstênio ) preso a uma tocha. Por essa mesmatocha é alimentado o gás que irá proteger asoldagem contra a contaminação da atmosfera. Oarco elétrico é criado pela passagem de correnteelétrica pelo gás de proteção ionizadoestabelecendo-se o arco entre a ponta do eletrodo e apeça. Em termos básicos, os componentes são : Tocha; Eletrodo; Fonte de Potência; Gás de Proteção
  4. 4. Figura 2 – Representação esquemática do principio de funcionamento
  5. 5.  Processo de Soldadura por Fusão que utiliza aenergia Elétrica Neste processo o cordão de soldadura é obtido deduas maneiras: Só pela fusão do material base (juntassobrepostas e de ângulo exterior, espessurasfinas). Adição de material, através da utilização de umavareta e fusão do material base.
  6. 6.  As variáveis para a qualificação do procedimentode soldagem, segundo a norma ASME – secção IX,são: Metal-base; Metal de adição; Preaquecimento ; Tipo de gás de proteção; Tipo de junta; Posições de soldagem; Características elétricas ; Técnicas de soldagem.
  7. 7. Tochas As tochas, que suportam oeletrodo e conduzem o gás deproteção até o arco, sãoclassificadas basicamente pelo seumecanismo de refrigeração. As tochas refrigeradas a gássão mantidas na temperaturaadequada pelo efeito deresfriamento causado pelo própriogás de proteção. Estas tochas estãolimitadas a uma corrente máxima decerca de 200 A. Já as tochas refrigeradas a água,como a da figura ao lado, promovema circulação de água, normalmenteem circuito fechado, pararefrigeração. Desta forma, pode-sedispor de tochas que suportamcorrentes de até 1000 A.Figura 3 – Tocha para soldagem TIG.
  8. 8. BocaisFigura 4 – Bocal de gás alongado parasoldagem mecanizada. O objetivo da utilização dos bocais éproduzir um fluxo laminar do gás deproteção. Os bocais podem ser fabricadosde materiais cerâmicos, metais, metaisrevestidos com cerâmicos, quartzo fundidoou outros materiais. Dentre estes, osbocais cerâmicos são os mais baratos emais populares, apesar de seremquebradiços e necessitarem de trocaconstante. Bocais metálicos tem vida útil maislonga e são usados principalmente emprocessos automatizados, que operamcom correntes acima de 250 A.
  9. 9. Eletrodos:No processo TIG os eletrodos não são consumíveise tem o papel de servir como um dos terminais doarco que irá gerar o calor para o processo. Aoaproximar-se da sua temperatura de fusão (341ºC),o tungstênio torna-se termoiônico, como uma fontedisponível de elétrons. Ele alcança esta temperaturaatravés de aquecimento por resistência e, caso nãohouvesse um forte efeito de resfriamento pela saídados elétrons de sua extremidade, esta ponta poderiafundir-se.
  10. 10.  Eletrodos deTungstênio Puro: Os eletrodos de tungstênio puro( EWP ) possuem, no mínimo,99,5 % de W e tem umacapacidade de corrente inferiorque os eletrodos de liga detungstênio. Entretanto, sãomuito utilizados em soldagemcom CA, pois mantém umaextremidade limpa earredondada, que provê boaestabilidade ao arco nesteprocesso. Eletrodos Ligados: Os eletrodos com óxido de tório, a tória,possuem 1% ou 2% deste material,sendo classificados respectivamente,como EWTh-1 e EWTh-2. A tóriaincrementa a emissividade termoiônicado tungstênio, permitindo a operaçãoem correntes mais elevadas(aproximadamente 20 % de acréscimo). Os eletrodos com óxido de cério(EWCe-2), a céria, possuemcaracterísticas muito semelhantes aostorinados com a vantagem de nãotrabalhar com um elemento radioativo.Estas mesmas características sãomantidas nos eletrodos com óxido delantânio. Já os eletrodos com óxido dezircônio (EWZr) tem característicasintermediárias para soldagem entre oseletrodos puros e os torinados.
  11. 11.  As fontes usadas nos processos TIG são do tipoCorrente Constante, pois. uma vez sendo umprocesso tipicamente manual, ao haver variação nocomprimento do arco e conseqüentemente natensão, a variação na corrente (que controla aaposição de calor no processo) será mínima. Estaenergia necessária pode ser fornecida, AC ou CC,tanto por fontes de transformadores/retificadores,quanto por geradores.
  12. 12. Em corrente contínua, na maioria dos casos utiliza-seDCEN com os eletrodos fluindo do eletrodo para a peça e os íonsno sentido contrário. Assim sendo, 70 % do calor estará na peça esomente 30 % no eletrodo. Desta forma, além de preservar oeletrodo a DCEN também provê maior penetração. Quando,entretanto, for importante o efeito de limpeza catódica, propiciadapela saída de elétrons da peça, a DCEP pode ser utilizada. Estalimpeza catódica é particularmente importante na soldagem demateriais que tem óxidos refratários, como alumínio e magnésio,que são retirados desta maneira. Esta forma de operação,entretanto, por manter o eletrodo extremamente aquecido, necessitade eletrodos de diâmetro sensivelmente maiores, ficando acapacidade do eletrodo neste processo em cerca de um décimo doque quando operando em DCEN.
  13. 13. Figura 5 – Tipo de corrente e sua polaridade em processo TIG.
  14. 14. A corrente contínua pulsada envolve a variação repetitiva da corrente do arco entreum valor mínimo ( “background” ) e um valor máximo, controlando-se o tempo dopulso, o tempo no valor mínimo, nível de corrente máximo e nível de correntemínimo.Figura 6 – Gráfico de tensão / corrente para fonte pulsada.A principal vantagem da corrente pulsada é permitir uma combinação da força, boapenetração e fusão do pulso, enquanto mantém a área de soldagem relativamente fria.
  15. 15. É possível obter maiores penetrações do queem corrente contínua constante e trabalhar commateriais mais sensíveis à aposição de calorcom minimização das distorções.Por esses motivos, o processo também éparticularmente útil na soldagem de materiaismuito finos. Apesar de muito utilizada nosprocessos automatizados, a corrente pulsadaoferece vantagens também para a soldagemmanual. Os soldadores mais inexperientespodem aumentar a sua habilidade através dacontagem dos pulsos para controlar avelocidade da tocha e do arame frio dealimentação. Para os soldadores maisexperientes, permite a soldagem de materiaismais finos e ligas não similares com maiorfacilidade. A figura ao lado apresenta umarepresentação de um cordão de solda realizadopor corrente pulsante.Figura 7 – Aspecto do cordão gerado por fontepulsada.
  16. 16. A CA é de grande utilidade em solda TIG, pois combina a limpezacatódica do processo com o eletrodo no pólo positivo, com apenetração mais profunda do eletrodo negativo. Entretanto, quandoem operação, diversos fenômenos podem ocorrer e devem seranalisados. Ao tornar-se negativo, o eletrodo termoiônico detungstênio provê elétrons para a reignição do arco, imediatamenteapós ter passado pelo ponto de corrente zero. Entretanto, ao tornar-sepositivo o mesmo não ocorrerá, pois a poça não poderá suprirelétrons até que um determinado nível de tensão seja atingido. Istoderiva de diferentes aspectos como área mais extensa da poça,material menos termoiônico e inércia na mudança de direção doselétrons.
  17. 17.  Os tipos mais comuns de gases são o argônio e ohélio e as misturas entre estes, utilizadas emaplicações especiais, além de misturas comhidrogênio e nitrogênio. O argônio utilizado emprocessos de soldagem normalmente possui umapureza de 99,95 %,sendo aceitável para a maioriados metais, excetuando-se aqueles reativos ourefratários.
  18. 18.  O argônio é mais utilizado que o hélio no processo devido àsseguintes características : Possibilita arco mais suave; Penetração reduzida; Ação de limpeza quando da soldagem de alumínio oumagnésio; 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 demateriais finos ou soldagens verticais ou sobre cabeça.
  19. 19.  O Hélio transmite maior calor para uma mesmacorrente e tensão que o argônio e, portanto, éparticularmente importante na soldagem de peçasespessas ou materiais com alta condutividadetérmica como o cobre. Características intermediáriaspodem ser obtidas através da mistura dos dois gases.
  20. 20.  Em relação ao arco, as características dos gases sãodefinidas pela sua curva tensão corrente, como a dafigura abaixoFigura 8 – Comportamento do Argônio e Hélio sobre a tensão e corrente.
  21. 21.  Os metais de adição em solda TIG, quandoutilizados, devem ser similares ao metal e base, masnão necessariamente idênticos. A alimentação do arame que servirá de adição àsolda nos processo automatizados ou mecanizadospode ser feita tanto à temperatura ambiente quantopré-aquecida, sendo estes processos designadoscomo arame frio e arame quente, respectivamente.
  22. 22. Figura 9 – Esquema de adição de arame.
  23. 23.  Utilização de uma fonte de alta freqüência; Partida pulsada; Partida através de arco piloto.
  24. 24. Figura 10 – Técnica operatória para soldagem TIG manual.• (A) Desenvolvimentoda poça de fusão;• ( B) Recuo da tocha;• (C) Adição domaterial;• (D) Afastamento davareta;• (E) Avanço da tochaconduzindo a poça defusão.
  25. 25. A soldagem mecanizada é feita atravésde equipamento que produz a solda com aconstante supervisão e controle do operadorde solda. Os maiores custos deste processotem de ser compensados pela maiorprodutividade e qualidade obtidas. Osprocessos ocorrem como um controle abertode forma que os níveis pré ajustados sãomantidos durante o processo semrealimentação ou ajuste.
  26. 26. A soldagem semi-automática édefinida como a soldagem na qual oúnico parâmetro automaticamentecontrolado é a alimentação do arame deadição, sendo o avanço da tocharealizado manualmente.
  27. 27. A soldagem com equipamentos que auto -ajustam o processo sem a interferência de umoperador são designadas como soldagemautomática. Algumas máquinas modernas destetipo fazem correções nas variáveis de soldagembaseadas em informações obtidas durante opróprio processo.
  28. 28. Figura 11 – Esquema de ponteadeira TIG.A soldagem a pontopor TIG é sempreexecutadamanualmente com umsuporte tipo pistolaque tem um bocal degás refrigerado a águae o eletrodoconcentricamentePosicionado no bocal,além de um gatilhopara controle daoperação.
  29. 29.  Solda todos os metais Bom Controle daPenetração Usa AC e DC (em funçãodo material) Solda em Todas as Posições Boa Acessibilidade,Automatização Baixos Níveis deHidrogênio Sem Escória
  30. 30.  Comprimento fixo doConsumível (máx. 1000 mm, emvareta) Baixo Rendimento ≤0,5 Kg/h Fator de marcha ≤30% Limitado a espessuras de10 mm Risco de Inclusões de tungsténio Boa Competência do Soldador Grande sensibilidade àscorrentes de ar Custos dos Gases de Proteção
  31. 31.  AÇOS CARBONO E DE BAIXA LIGA; AÇOS INOXIDÁVEIS E LIGAS REFRATÁRIAS; LIGAS DE ALUMÍNIO; LIGAS DE MAGNÉSIO; BERÍLIO; LIGAS DE COBRE; LIGAS DE NÍQUEL; METAIS REFRATÁRIOS E REATIVOS; FERRO FUNDIDO.
  32. 32.  Usar sistematicamente o equipamento de proteção individual; Cuidados na manipulação de cilindros pressurizados; Evitar a aspiração de Gases tóxicos associados ao processo(ozônio, dióxido de nitrogênio, etc.), gases inertes de proteção oufumos metálicos; Proteger-se da energia radiante, especialmente na pele e olhos(cuidados especialmente com UV, inclusive refletido pelasparedes); Proteger-se de choques elétricos. Evitar a aspiração de partículas radioativas quando da preparaçãode eletrodos com adição de Tório.

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