Como escolher os parâmetros de soldagem Tig?

1. Tipos e tamanho da corrente de soldagem

A seleção do tipo e do tamanho da corrente de soldagem é fundamental para alcançar a qualidade e o desempenho ideais da solda. O tipo de corrente é determinado principalmente pelas propriedades do material da peça de trabalho, enquanto o tamanho da corrente influencia significativamente a profundidade de penetração da solda e a integridade geral da junta.

Tipo atual:
A escolha entre corrente alternada (CA) e corrente contínua (CC) depende das propriedades térmicas e elétricas do material da peça. Por exemplo, a corrente contínua é normalmente usada para aço e aço inoxidável, enquanto a corrente alternada é preferida para ligas de alumínio e magnésio devido à sua ação de limpeza catódica, que decompõe os óxidos da superfície.

Tamanho atual:
A magnitude da corrente de soldagem é um parâmetro crucial que afeta diretamente a profundidade de penetração da solda, a geometria do cordão e as características da zona afetada pelo calor (HAZ). Sua seleção é influenciada por vários fatores:

1. Composição e espessura do material
2. Configuração da junta (por exemplo, topo, sobreposição, junta em T)
3. Posição de soldagem (plana, horizontal, vertical ou suspensa)
4. Tipo e diâmetro do eletrodo
5. Composição do gás de proteção
6. Velocidade de deslocamento
7. Propriedades de solda desejadas (força, ductilidade, resistência à corrosão)

Em processos de soldagem manual, como a soldagem TIG (Tungsten Inert Gas, gás inerte de tungstênio), o nível de habilidade do soldador também pode ter um papel importante na determinação da configuração de corrente ideal. Soldadores experientes podem trabalhar com correntes mais altas, obtendo uma penetração mais profunda e velocidades de deslocamento mais rápidas.

É importante observar que as fontes de energia de soldagem modernas geralmente oferecem recursos avançados, como corrente pulsada e controle de forma de onda, permitindo o ajuste fino dos parâmetros de soldagem para obter resultados ideais para aplicações específicas.

2. Diâmetro e formato da extremidade do eletrodo de tungstênio

O formato da extremidade do eletrodo de tungstênio é um parâmetro importante do processo. Diferentes formatos de extremidade são escolhidos de acordo com o tipo de soldagem corrente utilizada.

O tamanho do ângulo da ponta α afeta a corrente permitida do eletrodo de tungstênio, o início do arco e a estabilidade do arco.

A Tabela 1 lista a faixa de corrente recomendada para diferentes tamanhos de ponta de eletrodo de tungstênio.

Ao soldar com baixa corrente, o uso de um eletrodo de tungstênio de pequeno diâmetro e um ângulo de cone pequeno pode facilitar a ignição e a estabilidade do arco.

Ao soldar com alta corrente, o aumento do ângulo do cone pode evitar o superaquecimento e o derretimento da ponta, reduzir a perda e evitar que o arco se estenda para cima e afete a estabilidade do ponto catódico.

O ângulo da ponta do eletrodo de tungstênio também tem certa influência sobre a profundidade e a largura da solda. A redução do ângulo do cone reduz a profundidade da solda e aumenta a largura, e vice-versa.

3. Vazão de gás e diâmetro do bocal

A otimização da taxa de fluxo de gás e do diâmetro do bocal é fundamental para obter uma qualidade de solda e uma eficiência superiores nos processos de soldagem por arco de metal a gás (GMAW). Esses parâmetros influenciam diretamente a cobertura do gás de proteção, a estabilidade do arco e a integridade geral da solda.

A taxa de fluxo de gás e o diâmetro do bocal apresentam uma relação simbiótica, com uma faixa ideal que maximiza a zona de proteção efetiva e minimiza a turbulência e a contaminação. Um fluxo insuficiente de gás compromete o efeito de proteção, deixando o banho de solda vulnerável à contaminação atmosférica. Por outro lado, o fluxo excessivo pode induzir à turbulência, potencialmente arrastando gases atmosféricos e comprometendo a qualidade da solda.

Ao calibrar o fluxo de gás, considere os seguintes fatores:

1. Baixas taxas de fluxo: Inadequadas para deslocar o ar ambiente, resultando em blindagem deficiente e possíveis defeitos de solda, como porosidade ou oxidação.
2. Altas taxas de fluxo: Pode criar turbulência, levando ao desperdício de gás e à possível contaminação da solda devido à entrada de ar.

A seleção do diâmetro do bocal é igualmente fundamental:

1. Bicos subdimensionados: Geram fluxos de gás de alta velocidade propensos à turbulência, limitando a área protegida e podendo causar defeitos de solda.
2. Bicos superdimensionados: Obstruem a visibilidade, reduzem a velocidade do fluxo de gás e diminuem a eficácia geral da proteção.

Para otimizar esses parâmetros:

• Use simulações de dinâmica de fluidos computacional (CFD) para visualizar os padrões de fluxo de gás e otimizar o projeto do bocal.
• Empregue sistemas de fornecimento de gás pulsado para manter a cobertura e, ao mesmo tempo, reduzir o consumo geral de gás.
• Considere a posição de soldagem, a configuração da junta e as propriedades do material ao selecionar as taxas de fluxo e os tamanhos dos bicos.
• Implemente sistemas de monitoramento em tempo real para ajustar o fluxo de gás com base nas condições de soldagem.

Consulte a Tabela 2 para ver a seleção de tungstênio a gás portátil soldagem a arco abertura do bocal e taxa de fluxo do gás de proteção.

4. Velocidade de soldagem

A seleção da velocidade de soldagem é regida principalmente pela espessura da peça de trabalho e deve ser cuidadosamente coordenada com outros parâmetros críticos, como corrente de soldagem, temperatura de pré-aquecimento e tipo de eletrodo. Essa sinergia garante a obtenção da profundidade e da largura de fusão necessárias, determinando, em última análise, a qualidade e a resistência da solda.

Em processos de soldagem automática de alta velocidade, como TIG robótico ou soldagem a laserEm um processo de soldagem, o impacto da velocidade de soldagem na eficácia do gás de proteção torna-se uma consideração crucial. Velocidades excessivas de soldagem podem levar a um atraso significativo no fluxo do gás de proteção, expondo potencialmente a ponta do eletrodo de tungstênio, a coluna do arco e o banho de solda à contaminação atmosférica. Essa exposição pode resultar em oxidação, porosidade e outros defeitos de solda que comprometem a integridade da junta.

Para reduzir esses riscos e manter a proteção ideal, os soldadores devem implementar contramedidas adequadas. Essas medidas podem incluir:

1. Aumentar a taxa de fluxo do gás de proteção proporcionalmente à velocidade de soldagem
2. Inclinar a tocha de soldagem para frente em um ângulo calculado (normalmente de 10 a 15 graus) para direcionar o fluxo de gás para a poça de solda que está avançando
3. Utilizando projetos avançados de bicos de gás que proporcionam fluxo laminar e cobertura de gás estendida
4. Emprego de blindagens de arrasto ou difusores de gás adicionais para maior proteção em aplicações críticas

5. Distância entre o bico e o trabalho

Quanto maior a distância, pior será o efeito de proteção do gás. No entanto, se a distância for muito próxima, isso pode afetar a linha de visão do soldador e fazer com que o eletrodo de tungstênio entre facilmente em contato com a poça de fusão, resultando em inclusão de tungstênio.

Em geral, a distância entre a extremidade do bocal e a peça de trabalho é de 8 a 14 mm.

A Tabela 3 lista os parâmetros de soldagem de referência para a soldagem com gás inerte de tungstênio de vários materiais.