No processo de soldadura a arco sob gás inerte com eléctrodo não fusível, o calor necessário à fusão do metal da soldadura é fornecido por um arco elétrico iniciado e mantido entre um eléctrodo de tungsténio (ou em liga de tungsténio) e a peça. O metal em fusão, bem como o eléctrodo, são protegidos contra a ação do oxigénio e do azoto do ar pelo fluxo contínuo de um gás de proteção inerte. Tudo isto constitui a designação do processo: TIG ou Tungsténio Inerte Gás.
O eléctrodo desempenha assim um papel fundamental no processo TIG. Os eléctrodos utilizados são maioritariamente constituídos por tungsténio a mais de 99% em massa, ao qual se adicionam óxidos metálicos para aumentar a emissividade eletrónica do eléctrodo e, portanto, o rendimento.
Para a soldadura TIG dos aços – inox, a EURO-WELDING propõe-lhe eléctrodos de tungsténio que se distinguem por uma grande qualidade de cebagem mesmo em caso de recebagem com eléctrodo quente e asseguram uma boa regularidade na realização do cordão. Particularmente adaptados para a soldadura do aço, do aço inoxidável, das ligas de níquel e de titânio, em amperagens baixas ou médias. Adaptados para a soldadura automática, estes eléctrodos de tungsténio para soldadura TIG do aço – inox garantem-lhe os melhores resultados.
A soldadura dos aços e suas ligas
Dependendo da aplicação, do tipo de corrente de soldadura, da natureza do eléctrodo e do diâmetro do eléctrodo, existem várias escolhas possíveis de eléctrodos refratários de tungsténio para a soldadura TIG dos aços, como mostra a tabela seguinte.
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Tipo de metal
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Espessura
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Eléctrodo de Tungsténio
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Tipo de corrente
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Gás de proteção
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Aço de baixa liga - Carbono
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Todos
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Toriado
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CCP Direta
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Árgon ou Árgon-Hélio
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Apenas fino
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Puro ou ao zircônio
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Alternado (CA)
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Árgon
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Aço Inoxidável
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Todos
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Toriado
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CCP Direta
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Árgon ou Árgon-Hélio
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Apenas fino
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Puro ou ao zircônio
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Alternado (CA)
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Árgon ou Árgon-Hidrogénio
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Os aços e ligas de aço são geralmente soldados em corrente contínua, em polaridade direta ou negativa. A tabela abaixo indica a gama de intensidade recomendada de acordo com o diâmetro do eléctrodo de Tungsténio utilizado.
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Diâmetro do eléctrodo
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Tungsténio
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Ø 1,0 mm
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10 a 80 A
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Ø 1,6 mm
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50 a 120 A
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Ø 2,0 mm
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80 a 190 A
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Ø 2,4 mm
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100 a 240 A
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Ø 3,2 mm
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150 a 300 A
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Ø 4,0 mm
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300 a 450 A
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Ø 5,0 mm
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500 a 650 A
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Proteção do eléctrodo de Tungsténio para a soldadura dos aços
O eléctrodo de tungsténio deve ser constantemente protegido por um fluxo de gás inerte (árgon ou hélio) imediatamente antes da cebagem do arco (pré-gás), durante a soldadura e após a extinção do arco elétrico (pós-gás) até ao seu arrefecimento. A extremidade do eléctrodo deve estar sempre brilhante e de cor branco prateado após o arrefecimento completo. Caso contrário, deve aumentar-se o tempo de pós-gás.
A regulação recomendada da temporização do pós-gás do gerador é indicada na tabela seguinte.
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Intensidade de soldadura
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Duração do pós-gás
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50 A
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5 segundos
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100 A
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10 segundos
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150 A
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15 segundos
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200 A
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20 segundos
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250 A
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25 segundos
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300 A
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30 segundos
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Afiar o eléctrodo de Tungsténio é essencial
A preparação geométrica da ponta do eléctrodo infusível é uma variável importante. Certifique-se de afiar de modo a que as estrias convergem numa direção orientada para o eixo do eléctrodo refratário, e não em círculos concêntricos perpendiculares a esse eixo. Utilize o grão fino de um esmeril de afiar ou uma máquina de afiar tungsténio especialmente prevista para esse efeito. Apresentará uma extremidade pontiaguda para a soldadura DC (contínua).
Nunca se deve deixar o tungsténio tocar na peça, nem entrar em contacto com o banho de fusão e/ou o metal de adição. O seu eléctrodo ficará contaminado, sendo necessário moelar a zona defeituosa do cordão de soldadura e reafiar a ponta.
O eléctrodo de tungsténio pode ser cortado ao comprimento adequado de acordo com o tipo de tampa utilizada na tocha. O corte realiza-se por rebarbagem com um disco fino de tronçar.
Nota sobre o Aço Inoxidável
Os aços inoxidáveis são ligas ferro-carbono (de baixo carbono), fortemente ligadas ao crómio, e frequentemente ligadas a outros elementos como o Níquel, o molibdénio, o titânio ou o nióbio.
O crómio confere a inoxidabilidade dos aços. Ao combinar-se com o oxigénio, forma à superfície das peças uma camada de óxido denominada de passivação, pois torna o aço impermeável aos produtos corrosivos.
O aço é considerado inoxidável a partir de 10,5% de crómio e menos de 1,2% de carbono.
Os aços inoxidáveis ocupam um lugar notável face a um grande número de meios agressivos graças ao fenómeno de passividade; devida à presença de crómio. Um filme muito fino, solidário com o metal de base, impede o contacto entre o metal e os agentes mais ou menos agressivos do meio envolvente.
Os aços inoxidáveis não cobrem todos os tipos de corrosão, daí a elaboração de uma grande variedade de graus de aços inoxidáveis.
A tabela seguinte resume os 3 principais tipos de aços inoxidáveis:
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Tipo
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% Carbono
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%Crómio
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%Níquel
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Utilização
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Martensítico
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0,1 a 1,5
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12 a 18
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por vezes 1 a 4
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Cutelaria, peça de turbina, instrumentos cirúrgicos
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Ferrítico
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0,02 a 0,06
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11 a 29
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-
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Indústria automóvel, indústria naval, eletrodomésticos
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Austenítico
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0,015 a 1
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16 a 20
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8 a 25
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produto alimentar, restauração coletiva, hospitais
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O eléctrodo de Tungsténio para o Inox
Durante a soldadura TIG do aço inoxidável, solda-se em corrente contínua com o eléctrodo no polo negativo. A maioria do calor vai portanto para a peça a soldar. O material do eléctrodo é geralmente tungsténio com 2% de óxido de tório. No entanto, os eléctrodos toriados emitem uma radiação radioativa mínima. Assim, existem eléctrodos de tungsténio que são ligados ao que se chamam "terras raras", que têm uma maior durabilidade. Existem, entre outros, eléctrodos de tungsténio com 2% de óxido de lantânio (La2O3) ou com 2% de óxido de cério (CeO2).
Um diâmetro de eléctrodo demasiado pequeno provoca um sobreaquecimento ou a fusão do eléctrodo, com um grande risco de inclusões de tungsténio na soldadura. Um diâmetro demasiado grande provoca uma instabilidade do arco e/ou uma penetração insuficiente (má relação largura/profundidade do banho de fusão). Durante a soldadura em corrente contínua, o eléctrodo deve ser afiado (figura 3).
A tabela seguinte apresenta os valores para o diâmetro do eléctrodo, o diâmetro do bocal e a intensidade de corrente em polaridade direta (DCEN).
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Diâmetro do Eléctrodo (mm)
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Bocal - Diâmetro interior (mm)
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Intensidade de corrente (DCEN) (A)
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0,25
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6,4
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até 15
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0,5
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6,4
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5-20
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1
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9,5
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15-80
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1,6
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9,5
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70-150
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2,4
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12,7
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150-250
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3,2
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12,7
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250-400
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4
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12,7
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400-500
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É de notar que o afiamento do eléctrodo de Tungsténio deve ser feito na direção da ponta e não de forma concêntrica; o polimento deve ser o mais perfeito possível (a ponta deve ser quebrada – superfície plana de 0,8 mm).