9.4. Processos de Soldagem a Arco - GTAW (TIG): Gases de Proteção e suas Funções
O processo de soldagem GTAW (Gas Tungsten Arc Welding), conhecido também como TIG (Tungsten Inert Gas), é um dos métodos mais versáteis e controláveis de soldagem para uma ampla gama de materiais. Essa técnica é caracterizada pelo uso de um eletrodo de tungstênio não consumível para produzir o arco, enquanto o metal de adição é fornecido separadamente, se necessário. Um aspecto crucial do processo GTAW é o uso de gases de proteção, que desempenham um papel fundamental na qualidade e nas características da solda. Neste capítulo, exploraremos os diferentes gases de proteção utilizados no GTAW e suas funções específicas.
Importância dos Gases de Proteção no GTAW
No processo GTAW, os gases de proteção são essenciais para proteger a poça de fusão, o eletrodo de tungstênio e o metal de adição da contaminação atmosférica. O oxigênio, nitrogênio e vapor de água presentes no ar podem causar porosidade, inclusões, oxidação e outras descontinuidades na solda, comprometendo sua integridade e propriedades mecânicas. Os gases de proteção criam uma atmosfera inerte ou semi-inerte ao redor da zona de soldagem para evitar esses problemas.
Tipos de Gases de Proteção e suas Funções
Os gases de proteção mais comumente utilizados no processo GTAW são o argônio (Ar), hélio (He), e misturas dos dois. Cada gás possui propriedades específicas que afetam a estabilidade do arco, penetração, perfil da solda e outras características do processo de soldagem.
Argônio (Ar)
O argônio é o gás de proteção mais utilizado no GTAW devido ao seu custo relativamente baixo e à sua eficácia em proteger a poça de fusão. Ele é um gás inerte, o que significa que não reage com o metal de solda. O argônio produz um arco estável e uma transferência de calor concentrada, resultando em uma solda com excelente acabamento superficial. Além disso, o argônio é adequado para soldar uma ampla gama de materiais, incluindo aços carbono, aços inoxidáveis, alumínio e ligas de titânio.
Hélio (He)
O hélio, outro gás inerte, é utilizado em algumas aplicações de GTAW para aumentar a penetração e a velocidade de soldagem. O hélio tem uma condutividade térmica maior do que o argônio, o que proporciona um aporte de calor mais elevado à poça de fusão. Isso pode ser benéfico ao soldar metais com alta condutividade térmica, como o cobre e o alumínio, ou quando é necessária uma penetração mais profunda. Contudo, o hélio é mais caro que o argônio e pode produzir um arco menos estável.
Misturas de Argônio e Hélio
Misturas de argônio e hélio são utilizadas para combinar as vantagens de ambos os gases. A proporção de argônio e hélio pode ser ajustada para otimizar a soldagem de materiais específicos ou para alcançar determinadas características da solda. Por exemplo, uma mistura com maior proporção de hélio pode ser usada para aumentar a penetração em juntas mais espessas, enquanto uma mistura com mais argônio pode ser escolhida para melhorar a estabilidade do arco e o acabamento superficial.
Influência dos Gases de Proteção na Soldagem GTAW
Além de proteger a poça de fusão, os gases de proteção influenciam diretamente o perfil da solda e a qualidade do cordão. A escolha do gás de proteção adequado pode melhorar a molhabilidade do metal de solda, minimizar a porosidade e aumentar a resistência mecânica da solda. A densidade do gás também afeta o comportamento do arco e a proteção da solda em diferentes posições de soldagem.
Considerações Técnicas e Econômicas
Ao selecionar o gás de proteção para uma aplicação GTAW específica, é importante considerar tanto as características técnicas quanto os aspectos econômicos. O custo dos gases, a disponibilidade e o tipo de material a ser soldado são fatores cruciais na escolha do gás de proteção. Além disso, deve-se levar em conta a eficiência do gás em termos de consumo e a qualidade desejada da solda.
Conclusão
O uso de gases de proteção no processo GTAW é essencial para garantir a qualidade da solda. Argônio e hélio, bem como suas misturas, são os gases mais comuns, cada um com suas vantagens e desvantagens. A seleção adequada do gás de proteção depende de uma compreensão das propriedades do gás e de como elas afetam o processo de soldagem, bem como de considerações econômicas e práticas. Ao dominar o conhecimento sobre os gases de proteção, os soldadores podem otimizar suas operações de soldagem TIG e alcançar resultados de alta qualidade em uma variedade de aplicações.
