Processos de produção - tipos de solda

Elson M. Souza
1 de dez. de 2022
5 min de leitura

Soldagem TIG - acabamento

O processo de soldagem TIG (Tungsten Inert Gas) é definido como o processo de soldagem a arco elétrico estabelecido entre um eletrodo não consumível a base de tungstênio e a peça a ser soldada. A poça de fusão é protegida por um fluxo de gás inerte.

Vantagens

Soldas de excelente qualidade
Acabamento do cordão de solda
Menor aquecimento da peça soldada
Baixa sensibilização à corrosão intergranular
Ausência de respingos
Pode ser automatizado

Limitações

Dificuldade de utilização em presença de corrente de ar
Inadequado para soldagem de chapas de mais de 6 mm.
Produtividade baixa devido à taxa de deposição
Custo do equipamento
Processo depende da habilidade do soldador, quando não automatizado

Detalhes da Soldagem TIG

Em solda TIG, o arco elétrico se estabelece entre a peça de trabalho e um eletrodo de tungstênio com aproximadamente 2% de tório. A poça de fusão e o eletrodo são protegidos contra os efeitos do ar atmosférico por um gás inerte, cujo fluxo é direcionado por um bocal que circunda o eletrodo. O arco elétrico é ignitado por um gerador de faísca (gerador de alta freqüência) entre o eletrodo e a peça. O eletrodo representa apenas o terminal de um dos pólos e não é adicionado à poça de fusão (eletrodo não consumível). Conseqüentemente são utilizados eletrodos de material de alto ponto de fusão e de alta emissão termiônica (o ponto de fusão do tungstênio é de 3.370°C). Para solda de aço, cobre, níquel, titânio, etc, é utilizada corrente contínua com polaridade direta (eletrodo conectado ao terminal negativo) aquecendo menos o eletrodo se comparado com a polaridade inversa. Alumínio e suas ligas são normalmente soldados com corrente alternada. A corrente alternada dá um arco que limpa a chapa no ciclo positivo, permitindo ao metal fluir facilmente. Alumínio pode também ser soldado com corrente contínua, polaridade direta, com o uso de Hélio como gás de proteção. Escolha do gás de proteção para vários metais base e suas ligas: Argônio é o gás de proteção mais utilizado em soldagem pelo processo TIG. Hélio (He), misturas de Argônio/Hélio ou a mistura de Argônio/Hidrogênio são utilizados em casos específicos.

Soldagem MIG – arame produção

No processo de soldagem MIG (Metal Inert Gas) o arco elétrico é aberto entre um arame alimentado continuamente e o metal de base. A região fundida é protegida por um gás inerte ou mistura de gases (argônio, CO2, Hélio ou O2).

Vantagens

Facilidade de operação
Alta produtividade
Processo automatizável
Baixo custo
Não forma escória
Cordão de solda com bom acabamento
Gera pouca quantidade de fumos
Soldas de excelente qualidade

Limitações

Regulagem do processo bastante complexa
Não deve ser utilizado em presença de corrente de ar
Posição de soldagem limitada
Probabilidade elevada de gerar porosidade no cordão de solda
Produção de respingos
Manutenção mais trabalhosa

Detalhes Processo de Solda Mig (Metal Inert Gás)

A soldagem MIG é um processo em que o arco elétrico, obtido por meio de uma corrente contínua, é estabelecido entre a peça e um arame de alumínio ou liga de alumínio, que combina as funções de eletrodo e metal de adição, numa atmosfera de gás inerte. No processo MIG o eletrodo é sempre o pólo positivo do arco elétrico. Utilizando-se as versões automática e semi-automática é possível soldar o alumínio desde espessuras finas, cerca de 1,0 mm, até espessuras sem limite. Tal como no processo TIG, o gás inerte protege a região do arco contra a contaminação atmosférica durante a soldagem. Na soldagem MIG do alumínio, normalmente, são utilizados os gases argônio, hélio ou uma mistura de argônio/hélio.

Soldagem plasma

Usualmente a definição de plasma é tida como sendo o quarto estado da matéria. Costuma-se pensar normalmente em três estados da matéria sendo eles o sólido, líquido e gasoso. Considerando o elemento mais conhecido, a água, existem três estados , sendo o gelo, água e vapor. A diferença básica entre estes três estados é o nível de energia em que eles se encontram. Se adicionarmos energia sob forma de calor ao gelo, este transformar-se-á em água, que sendo submetida a mais calor, vaporizará, ver figura abaixo.

Plasma, o quarto estado da matéria

Porém se adicionarmos mais energia, algumas de suas propriedades são modificadas substancialmente tais como a temperatura e características elétricas. Este processo é chamado de ionização, ou seja a criação de elétrons livres e íons entre os átomos do gás.

Quando isto acontece, o gás torna-se um "plasma", sendo eletricamente condutor, pelo fato de os elétrons livres transmitirem a corrente elétrica. Alguns dos princípios aplicados à condução da corrente através de um condutor metálico também são aplicados ao plasma. Por exemplo, quando a secção de um condutor metálico submetido a uma corrente elétrica é reduzida, a resistência aumenta e torna-se necessário aumentar-se a tensão para se obter o mesmo número de elétrons atravessando esta secção, e conseqüentemente a temperatura do metal aumenta. O mesmo fato pode ser observado no gás plasma; quanto mais reduzida for a secção tanto maior será a temperatura. Arco Plasma

A expressão arco plasma é utilizada para descrever uma família de processos que utilizam um arco elétrico conscrito. Processos a arco plasma são empregados para soldar, cortar e fazer revestimentos (com pós metálicos ou cerâmicos). Em uma tocha plasma a ponta do eletrodo (não consumível) é recolhida em um bocal, através do qual o gás plasma flui. O gás ioniza-se ao passar pelo arco elétrico formando o plasma (dissociação das moléculas em átomos e estes em íons e elétrons). Aquecido dentro do bocal, o plasma sofre uma enorme expansão e, por ter que sair através de um pequeno orifício adquire altas velocidades (na ordem de 6 Km/s) acentuando o fenômeno de dissociação. Quando fora do bocal, os íons recombinam-se para voltar ao estado gasoso, liberando uma energia tal que o leva a temperaturas acima de 25 000 ºC. Esta energia é, então, utilizada para fundir o metal de base e o metal de adição. A Figura abaixo apresenta um arco elétrico TIG e plasma com indicação das temperaturas alcançadas.

Princípios Básicos do Processo de Soldagem Plasma

O processo de soldagem plasma assemelha-se muito ao processo TIG, pelo fato de se utilizar eletrodos não consumíveis e gases inertes. As diferenças são tipo de tocha, tensão do arco elétrico, além dos recursos necessários à fonte de energia. É importante notar que os dois processos possuem regiões com as mesmas temperaturas máximas, porém, com a constrição do arco, obtém-se uma substancial modificação da concentração de calor na superfície da peça tornando-a mais favorável ao processo de soldagem. O gás de plasma recombinado não é suficiente para a proteção da região soldada e da peça de fusão, deste modo, é fornecido um fluxo gasoso suplementar e independente para proteção contra a contaminação atmosférica. O primeiro fluxo, que constituirá o jato de plasma, circunda o eletrodo e passa através de um orifício calibrado constringindo o arco elétrico. O fluxo de gás de proteção corre entre o corpo que contém o orifício e uma cobertura exterior.

Soldagem com eletrodo revestido

Consiste em um arco elétrico que é formado com o contato do eletrodo (revestido) na peça a ser soldada. O eletrodo é consumido à medida que vai se formando o cordão de solda, cuja proteção contra contaminações do ar atmosférico é feita por atmosfera gasosa e escória, proveniente da fusão do seu revestimento.

Eletrodo: alma metálica + revestimento.

Funções do revestimento

Estabilizar o arco elétrico
Gerar gases de proteção da poça de fusão
Produzir escória que evita contaminação pelo ar atmosférico da poça de fusão e do cordão de solda:
Adicionar elementos de liga na poça de fusão
Facilitar a soldagem fora de posição
Facilitar a fabricação dos eletrodos revestidos