GTAW TIG Flashcards
Como é gerado arco elétrico e detalhes sobre o elétrodo usado
gerado um arco elétrico entre a ponta de um elétrodo de tungsténio não consumível e a peça.
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O elétrodo de tungsténio é protegido pelos gases inertes Ar, He e misturas de Ar-He-H2.
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Este elétrodo é não consumível, apesar de se desgastar, não funde e não deve participar no cordão de soldadura.
Usado para que posiçoes de que ligas e para que espessuras?
Este processo é adequado para metais ferrosos e não ferrosos em todas as posições:
ao baixo (flat);
ao teto (overhead);
vertical (ascendente e descendente);
horizontal.
É utilizado para pequenas espessuras (0,5 - 5 mm) ou para passes de raiz (root passes)
Principalmente nas seguintes aplicações: indústria aeronáutica e aeroespacial, estruturas mecânicas de precisão, recipientes/reatores e outros equipamentos para a indústria química.
Em relação à adição de material
Pode ser usado com ou sem metal de adição (modo autógeno).
Curva carcateristica
Para obter um bom resultado na soldadura SMAW e GTAW acurva caraterística da fonte deve ser do tipo mergulhante → Curva operacional de corrente constante (quase independentemente da tensão). Com uma corrente constante a taxa de deposição também se mantém constante.
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A altura do arco elétrico é proporcional à tensão (V), pelo à medida que o elétrodo é consumido o operador tem de o deslocar e aproximar da junta, para manter a tensão e evitar uma penetração irregular do cordão de soldadura.
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Exemplo: efeito de regulação - curva azul < verde < vermelha
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Na curva azul, a mesma variação da tensão (ou seja, da altura) impõe uma maior variação de corrente do que na curva vermelha.
Apontamentos aula:
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Processo manual e com bom cordão: Campo vermelho
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Processo automático: Curva verde
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Processo Manuel do campo verde ou azul → > suscetibilidade a variação do cordão
Porque é que a fonte varia com corrente
Processo manual e por isso varia altura
Varia corrente
< Energia fornecida
Varia penetração
Junta c/ transmissão de esforço mecânico não continuo
Gas de proteção
O gás mais utilizado é o Ar (energia de ionização: 16 eV). Adequado para aço ao carbono, aço inoxidável e ligas reativas de alumínio, titânio e magnésio. É mais fácil iniciar e manter o arco.
*Ar + (1 - 5%) H2 - para aços austeníticos e ligas de níquel.
oOferece uma atmosfera ligeiramente redutora e restringe o arco para uma maior penetração.
oPode levar a fissuras em aços carbono e porosidade em cobre e alumínio.
oMais barato
*He e Ar + (25 - 75%) He
oOferece um maior efeito de entrega térmica, devido à sua elevada energia de ionização (25 eV).
oPermite velocidades de soldadura mais elevadas e maior profundidade de penetração.
o
As principais desvantagens são o custo e a dificuldade de início do arco.
oUsado para dados materiais e em situações específicas
*N2 e Ar + N2
oPodem ser úteis na soldadura de cobre
oElevada condutividade térmica, devido à reformação do nitrogénio molecular.
oNão é recomendado na soldadura de aços para evitar sua incorporação na estrutura cristalina.
oSó usado em certas situações
oIncorporação de azoto pode ser nefasto
USado para aços duplex, austeniticos Cr-NI
He utilizado para Al e Cu porque?
Melhorar a concentração de calor porque estes materiais tem uma elevada condutividade termica e escoam rapidamente o calor para o resto da peça
Polaridade do eletrodo
DC EN
eletrodo-catodo
peça- anodo
Muito calor ferado por conversao da Ec no ponto de impacto com a peça
m iões gas maior que massa de eletrões mas em menor quantidade então tem menor velocidade o que leva a que o calor na ponta do eletrodo seja menor
70% calor na peça e 30% no eletrodo e baixa capacidade de limpeza
DC EP
catodo - peça
anodo - eletrodo
70% calor no eletrodo e 30 na peça
maior poder de limpeza e camada de oxido removida –>iões encontram camada de óxido e destroem-na e há maior destruição do eletrodo de tungstenio
Modos de corrente
DC (contínua; 0,1 - 300 A) – neste caso, o tungsténio é quase sempre ligado ao elétrodo negativo (DCEN).
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DC pulsada (fonte de corrente mais cara) – permite o uso de uma corrente mais alta, para uma penetração mais profunda, seguida de uma corrente mais baixa para evitar o aquecimento excessivo e/ou a combustão do material (vantagens da corrente alta e baixa). Os parâmetros elétricos da corrente pulsada controlados são tipicamente as correntes e os tempos de peak e off.
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AC – variação sinusoidal da corrente ao longo do tempo, com dificuldades de ignição associadas. Fontes elétricas de onda quadrada foram desenvolvidas para eliminar esse problema e permi
Onda sinusoidal vs onda mais quadrada
Onda sinusoidal → Maioria do ciclo abaixo das condições necessárias para manter o arco elétrico.
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Na zona positiva o elétrodo é negativo e a peça positiva e na zona negativa verifica-se o contrário.
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Arco com catiões e eletrões inverte com polaridade
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Se tensão a baixo de dado valor perdemos o arco
b) Onda mais quadrada (modelada pela fonte de corrente; + cara) → Mais tempo com a diferença de potencial necessária para manter o arco elétrico.
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Inversão da polaridade→Mantém-se o arco
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Troca de polaridade é rápida
Ignição do arco
Scratch start (início com arrasto)
oConsiste em estabelecer um contato físico entre o elétrodo de tungsténio e a peça, riscando-a levemente e depois deslocar a tocha para cima para iniciar o arco.
oNeste método a probabilidade de fusão (aderência do elétrodo à peça) e de contaminação do cordão de soldadura é maior.
▪Pode haver penetração de partículas de tungsténio no corão
! O tungsténio (GTAW) não deve participar no cordão de soldadura.
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Lift arc start (início com o levantamento do arco)
oElétrodo toca a peça de trabalho e o arco é formado no momento em que a tocha é levantada.
oTambém há contato físico entre ambas as partes, no entanto, a diminuição da tensão é muito baixa, aumentando quando a tocha é levantada.
oMétodo mais limpo que o scratch start em termos de contaminação do cordão.
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High frequency pulse start (início com pulso de alta frequência)
oA fonte elétrica gera um pulso de alta frequência na faixa dos 12 kV entre o elétrodo e a peça.
oIsso evita a contaminação do cordão com tungsténio
▪É possível que ocorra interferência elétrica com outros dispositivos.
oEste método é o mais limpo de todos e preferível para acender o arco não é aceitável nenhum nível de contaminação por parte do tungsténio.
Raspagem possível devido a irregularidades na superfície da peça
CQ do eletrodo
Composição química
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A adição de tório ao tungsténio, em até 3 %, melhora o desempenho do elétrodo e do processo.
oBaixa energia de emissão;
oMenor probabilidade de contaminação com W;
oMenor degradação do elétrodo;
oCorrentes de soldadura mais elevadas.
Angulo e forma da ponta
Quanto menor o ângulo de ponta (pontas mais afiadas), mais largo será o cone e menor a profundidade de penetração e vice versa.
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Se for concêntrico elétrodo perde estabilidade
Se ponta mais larga - menos penetração
Se ponta mais estreita - mais penetração
Vantagens GMAW
Aplicável à grande maioria dos metais;
*Baixa entrega térmica;
*ZTA mais estreita;
*Cordão de soldadura de elevada qualidade;
*Diminui salpicos
Desvantagens GMAW
Baixa taxa de deposição (< 1 kg/h);
*Baixa profundidade de penetração;
*Processo mais exigente a nível de conhecimento/experiência do soldador.
*Processo lento
*Maior densidade energética
*Menor entrega térmica
*Para passo de raiz é bom
