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Dicas de especialistas: Seleção de parâmetros para soldadura TIG

Última atualização:
3 de maio de 2024
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Índice

Os principais parâmetros da soldadura TIG incluem a corrente de soldadura, a tensão do arco, a velocidade de soldadura, o diâmetro do elétrodo de tungsténio e a forma da ponta, o diâmetro do bocal e o fluxo de gás, a distância do bocal à superfície da peça de trabalho e o ângulo da tocha de soldadura.

(1) Seleção dos parâmetros de soldadura TIG manual

1) Tipo de corrente e polaridade.

Existem dois tipos de correntes de soldadura: corrente contínua e corrente alternada. A corrente contínua tem dois métodos diferentes de ligação: direta e inversa. A escolha do tipo de corrente e da polaridade depende principalmente do tipo de material a soldar e dos requisitos da soldadura.

Para reduzir ou eliminar as flutuações de corrente causadas por mudanças no comprimento do arco, a soldadura TIG requer a utilização de uma fonte de energia com características externas de queda acentuada ou de corrente constante. As características e o âmbito aplicável de diferentes tipos de correntes e ligações de polaridade na soldadura TIG são apresentados na Tabela 5-80.

Tabela 5-80 Características e âmbito aplicável de diferentes tipos de correntes e ligações de polaridade na soldadura TIG

Tipos de correnteCorrente contínua, elétrodo positivoCorrente contínua, elétrodo negativoCorrente alternada
Método de ligação
Rácio aproximado de distribuição de calorPeça de trabalho 70%, elétrodo 30%Peça de trabalho 30%, elétrodo 70%Peça de trabalho 50%, Elétrodo 50%
Características da PenetraçãoProfundo e estreitoRaso e largoMédio
Ação de limpeza atópicaNenhumPresentePresente (quando a peça de trabalho é negativa)
ф3,2W Corrente máxima permitida do elétrodo400A420A250A
Materiais aplicáveisLatão, ligas de cobre, ferro fundido, aço inoxidável, metais diferentes, titânio, prataGeralmente não utilizadoAlumínio, magnésio, bronze de alumínio, bronze de berílio, alumínio fundido

2) Corrente de soldadura.

A corrente de soldadura é normalmente selecionada com base no material, na espessura e na posição da soldadura. O diâmetro do elétrodo de tungsténio deve ser escolhido com base na corrente de soldadura. A gama de corrente de soldadura permitida para diferentes diâmetros de eléctrodos de tungsténio é apresentada na Tabela 5-81.

Tabela 5-81 Gama de corrente de soldadura permitida para diferentes diâmetros de eléctrodos de tungsténio (unidade: A)

Diâmetro do elétrodo/mmCorrente alternadaCorrente contínua, polaridade retaCorrente contínua, polaridade inversa
Tungsténio puroTungsténio tioriado, tungsténio ceriatoTungsténioTungsténio tioriado, tungsténio ceriatoTungsténioTungsténio tioriado, tungsténio ceriato
0.52~152~152~202~20--
115~5515~7010~7510~75--
1.645~9060~12540 ~13060~15010~2010 ~20
265~12585~16075~180100~20015~2515~25
2.580~140120~210130~230170~25017~3017~30
3.2140 ~190150~250160 ~310225~33020~3520~35
4180~260240~350275~450350~48035~5035~50
5240~350330~460400~625500 ~ 67550~7050 ~70
6.3300~450430~575550~675650~95060~10065~100

3) Tensão do arco.

A tensão do arco é o principal parâmetro que determina a largura do cordão de soldadura. Na soldadura TIG são utilizadas tensões de arco mais baixas para obter uma boa proteção da poça de fusão. Ao soldar com proteção de hélio, devido à maior ionização do hélio, o mesmo comprimento de arco tem uma tensão de arco mais elevada em comparação com um arco de árgon.

A tensão do arco está relacionada com o ângulo da ponta do elétrodo de tungsténio. Quanto mais afiada for a ponta do elétrodo de tungsténio, maior será a tensão do arco, com uma gama comum de 10~20V.

4) Diâmetro do elétrodo de tungsténio e forma da ponta.

A escolha do diâmetro do elétrodo de tungsténio depende do tipo, da polaridade e do tamanho da corrente de soldadura a utilizar. Ao mesmo tempo, a nitidez da ponta do elétrodo de tungsténio afecta a profundidade e a largura da soldadura. Ver Tabela 5-82 para formas de pontas de eléctrodos de tungsténio e gamas de corrente.

Tabela 5-82 Formas das pontas dos eléctrodos de tungsténio e gamas de corrente

Diâmetro do elétrodo de tungsténio /mmDiâmetro da ponta /mmÂngulo da ponta / (°)Elétrodo de corrente contínua Positivo
Corrente DC constante /ACorrente de impulso /A
10.125122~152~25
10.25205~305~60
1.60.5258~508~100
1.60.83010~7010~140
2.40.83512~9012~180
2.41.14515 ~15015~250
3.21.16020~20020~300
3.21.59025~25025~350

5) Velocidade de soldadura.

A velocidade de soldadura da soldadura TIG depende da espessura da peça de trabalho e da corrente de soldadura. Uma vez que o elétrodo de tungsténio pode suportar correntes mais baixas, a velocidade de soldadura é geralmente inferior a 20m/h. A velocidade máxima de soldadura da soldadura TIG mecanizada pode exceder 35m/h, mas neste momento, o efeito da velocidade de soldadura na forma laminar do gás de proteção deve ser considerado.

6) Diâmetro do bocal e caudal de gás.

O fluxo mínimo de gás necessário para proteger eficazmente a área de soldadura está relacionado com a forma e o tamanho do bocal da tocha de soldadura. O diâmetro do bocal depende da espessura da peça de trabalho e do tipo de junta e, à medida que o diâmetro do bocal aumenta, o fluxo de gás tem de ser correspondentemente aumentado.

O diâmetro do bocal pode ser selecionado de acordo com a seguinte fórmula:

D=(2,5 ~3,5)d w

Na fórmula:

  • D-diâmetro do bocal ou diâmetro interior, mm;
  • dwdiâmetro do elétrodo de tungsténio, mm.

Uma vez determinado o diâmetro do bocal, o caudal de árgon pode ser calculado do seguinte modo

Q=(0,8 ~1,2)D

Onde:

  • Q- caudal de árgon, L/min;
  • Diâmetro do bocal D.

Quando D é pequeno, adotar o limite inferior para Q; quando D é grande, adotar o limite superior para Q.

Geralmente, quando a abertura do bocal é de 8~12mm, o caudal de gás de proteção é de 5~15L/min; quando o diâmetro do bocal aumenta para 14~22mm, o caudal de gás é de 10~20L/min. Ao soldar chapas grossas de alumínio e ligas de alumínio, o caudal de gás deve atingir 25~35L/min.

Além disso, a taxa de fluxo de gás também depende do ambiente de soldadura. Ao soldar numa área com movimento de ar, a taxa de fluxo de gás deve ser aumentada de acordo com a velocidade do ar, e a taxa de fluxo também pode ser selecionada através de soldadura experimental. Quando o caudal é adequado, a cor da superfície de soldadura pode ser utilizada para identificar.

A relação entre a cor e o efeito protetor das soldaduras de aço inoxidável é mostrada na Tabela 5-83.

Tabela 5-83 Relação entre a cor e o efeito protetor das soldaduras de aço inoxidável

Cores dos cordões de soldaduraBranco-prateado, amarelo-douradoAzulVermelho-cinzaCinzentoPreto
Eficácia da proteçãoExcelenteBomJustoPobresPior

A relação entre a cor e o efeito protetor das soldaduras de titânio e de ligas de titânio é apresentada na Tabela 5-84.

Tabela 5-84 Relação entre a cor das soldaduras de titânio e de ligas de titânio e o efeito de proteção

Cores dos cordões de soldaduraBranco-prateadoOuroRoxo-azulAzul-cinzentoAmarelo-branco
Eficácia da proteçãoExcelenteBomJustoPobresPior

Ver Tabela 5-85 para o caudal de árgon, abertura do bocal e distância à peça de trabalho.

Quadro 5-85 Caudal de árgon, abertura do bocal e distância à peça de trabalho

Métodos de soldaduraCaudal de árgon adequado (L/min)Diâmetro do bocal (mm)Distância entre o bocal e a peça de trabalho (mm)
Soldadura com gás inerte de tungsténio (TIG)3~255 ~205 ~12
Soldadura com gás inerte metálico (MIG)10~50≤308~15

Ver a Tabela 5-86 para a relação entre a corrente de soldadura, o diâmetro do bocal e o caudal de gás.

Tabela 5-86 Relação entre a corrente de soldadura, o diâmetro do bocal e o caudal de gás

Corrente de soldadura /ASoldadura DCSoldadura AC
Diâmetro do bocal /mmCaudal de gás / (L/min)Diâmetro do bocal /mmCaudal de gás / (L/min)
10 ~1004~9.54 ~58~9.56~8
101 ~1504 ~9.54~79.5~117 ~10
151~2006~136~811 ~137 ~10
201~3008~138~913 ~ 168 ~15
301~50013 ~169~1216 ~198~15

Nota: A corrente de soldadura máxima permitida para os bicos de metal é de 500A e para os bicos de cerâmica é de 300A.

(2) Seleção dos parâmetros de soldadura TIG automática

Os parâmetros de soldadura TIG automática incluem os parâmetros de soldadura por arco de árgon com elétrodo de tungsténio manual e a velocidade de alimentação do fio. A velocidade de alimentação do fio deve corresponder à velocidade de soldadura e à corrente de soldadura. O impacto dos parâmetros de soldadura TIG na formação da soldadura e na qualidade da soldadura raramente é independente na produção real, tal como nos processos de soldadura TIG manual, apenas a corrente de soldadura e o caudal de árgon são especificados.

Durante a soldadura TIG automática, os parâmetros de soldadura que têm de ser controlados incluem a corrente de soldadura, a tensão do arco, a velocidade de soldadura, a taxa de fluxo de árgon, o diâmetro do fio e a velocidade de alimentação do fio. Além disso, ao soldar metais particularmente reactivos, como o titânio, é necessária uma maior proteção da zona de alta temperatura e devem ser tomadas medidas de proteção rigorosas.

(3) Parâmetros típicos de soldadura TIG

1) Ver Tabela 5-87 para os parâmetros de soldadura TIG manual para alumínio e ligas de alumínio, aço inoxidável.

Tabela 5-87 Parâmetros de soldadura TIG manual para alumínio e ligas de alumínio, aço inoxidável

MaterialEspessura da placa/mmTipo de ranhuraNúmero de camadas de soldadura (frente/trás)Elétrodo de tungsténio Diâmetro/mmDiâmetro do fio de soldadura/mmTemperatura de pré-aquecimento/°CCorrente de soldadura/ACaudal de árgon/(L/min)Abertura do bico/mm
Alumínio e ligas de alumínio1Borda biseladaFrente 121.6-45 ~ 607~98
1.5Ranhura biselada ou em IFrente 121.6~2.0-50~807~98
2Ranhura em IFrente 12 ~32~2.5-90 ~1208 ~128~12
3Ranhura em YFrente 132~3-150 ~1808~128~12
41~2/143-180 ~20010~158~12
51~2/143~4-180~24010~1510 ~12
61~2/154-240~28016~2014 ~16
82 /154~5100260~32016~2014 ~16
103~4/1~254~5100 ~150280~34016~2014 ~16
123~4/1~25 ~64~5150~200300~36018~2216~20
143 ~4/1~25 ~65~6180~200340~38020~2416 ~20
164~5/1~265~6200 ~220340~38020~2416~20
184~5/1~265~6200~240360~40025~3016~20
204~5/1~265~6200~260360~40025~3020~22
16 ~20Ranhura em X2~3/2~365~6200~260300~38025~3016~20
22~253 ~4/3 ~46 ~75~6200~260360~40030~3520~22
Aço inoxidável1Junta de topo121.6-7~283~412~47
1.2Junta de topo121.6-153~425
1.5Junta de topo121.6-5 ~193~48~32

① Velocidade de soldadura, em cm/min.

2) Ver Tabela 5-88 para parâmetros de soldadura TIG manual para aço-carbono, aço de baixa liga.

Tabela 5-88 Parâmetros de soldadura TIG manual para aço-carbono, aço de baixa liga

Espessura da soldadura/mmCorrente de soldadura/ADiâmetro do fio/mmVelocidade de soldadura/(mm/min)Caudal de gás/(L/min)
0.9100ф1.6300~3704~5
1.2100~125ф1.6300~4504~5
1.5100 ~140ф1.6300~4504~5
2.5140~180ф2 300 ~4505~6
3.2150 ~200ф3250~3005~6

3) Ver Tabela 5-89 para os parâmetros de soldadura TIG manual para cobre e ligas de cobre.

Tabela 5-89 Parâmetros de soldadura TIG manual para cobre e ligas de cobre

MaterialEspessura da soldadura/mmTipo de ranhuraElétrodo de tungsténioDiâmetro do elétrodo/mmDiâmetro do fio de enchimento/mmCorrente de soldadura/ADiâmetro do bocal/mmCaudal de gás/(L/min)Temperatura de pré-aquecimento/°C
Cobre<1.5Single-VThoriated2.42140-18086-8-
2-3Single-VThoriated3.23160-2808-106-10-
4-5Ranhura em VThoriated43-4250-35010-128-12100-150
6-10Ranhura em VThoriated54-5300-40010-1210-14300-500
Latão1.2Junta de topoThoriated3.2-160-18087-
Latão estanho2Single-VThoriated3.23180-20087-
Estanho Fósforo<1.6Single-VThoriated3.21.690-15010-128-12-
Bronze1.6-3.2Single-VThoriated3.22-3100-22010-128-12-
Bronze-alumínio<1.6Single-VCeriated1.61.625-8010-129-10-
3.2Single-VCeriated3.22-3160-21010-1210-12-
9.5Ranhura em VCeriated44210-33010-1212-13-
Bronze silício1.6Single-VCeriated1.61.6100-12087-
3.2Single-VThoriated2.42130-15087-
6.4Ranhura em VThoriated3.23200-250109-
9.5Ranhura em VThoriated3.23230-280109-
Bronze-níquel<3.2Single-VThoriated3.22-3250-30012-1412-14-
3.2-9.5Ranhura em VThoriated43280-32012-1412-14-

4) Soldadura TIG manual de titânio e ligas de titânio (ligação positiva DC, junta de topo) parâmetros de soldadura ver Quadro 5-90.

Tabela 5-90 Parâmetros de soldadura TIG manual de titânio e liga de titânio (ligação positiva DC, junta de topo)

Espessura da placa/mmTipo de biselNúmero de camadas de soldaduraElétrodo de tungsténio Diâmetro/mmDiâmetro do fio/mmCorrente de soldadura/ACaudal de árgon/(L/min)Diâmetro do bocal/mmNotas
Bocal principalEscudo de arrastamentoVerso
0.5Bisel em V simples11.51.030 ~508~1014~166~810Abertura da junta de topo 0,5 mm, o titânio também não pode ser adicionado

Folga do fio 1,0 mm
112.01.0~2.040~608~1014~166~810
1.512.01.0~2.060~8010~1214~168~1010 ~12
212.0~3.01.0~2.080~11012~1416~2010~1212 ~14
2.512.0~3.02.0110~12012~1416~2010~1212 ~14
3Bisel em Y simples1 ~23.02.0~3.0120~14012~1416~2010~1214 ~18Folga do bisel 2~3mm, extremidade sem corte 0,5mm

A parte de trás da soldadura é revestida com uma placa de suporte em aço

Ângulo de bisel 60°~65°
3.51~23.0~4.02.0~3.0120~14012~1416~2010~1214 ~18
423.0~4.02.0~3.0130~15014~1620~2512~1418 ~20
423.0~4.02.0~3.020014~1620~2512~1418 ~20
52~34.03.0130~15014~1620~2512~1418~20
62~34.03.0~4.0140~18014~1625~2812~1418~20
72~34.03.0~4.0140~18014~1625~2812~1420~22
83 ~44.03.0~4.0140~18014~1625~2812~1420~22
10Bisel duplo Y4~64.03.0~4.0160~20014~1625~2812~1420~22Ângulo de bisel de 60°, aresta romba de 1 mm

Ângulo de bisel 55°, aresta romba 1,5-2,0 mm

Ângulo de bisel 55°, aresta romba 1,5~2,0mm, fenda 1,5mm
136~84.03.0~4.0220~24014~1625~2812~1420~22
20124.04.0200~24012~142010~1218
2264.04.0~5.0230~25015~1818~2018~2020
2515~164.03.0~4.0200~22016~1826~3020~2622
3017~184.03.0~4.0200~22016~1826~3020~2622

5) Ver Tabela 5-91 para parâmetros de soldadura TIG automatizada para alumínio e ligas de alumínio.

Tabela 5-91 Parâmetros de soldadura TIG automatizada para alumínio e ligas de alumínio

MaterialEspessura da placa/mmNúmero de camadas de soldaduraElétrodo de tungsténio Diâmetro/mmDiâmetro do fio/mmCorrente de soldadura/ACaudal de árgon/(L/min)Abertura do bico/mmVelocidade de alimentação do fio/(cm/min)
Alumínio e ligas de alumínio111.5 ~21.6120 ~1605~68~10-
2131.6~2180 ~22012 ~148 ~10108 ~117
31~2 42220~24014 ~1810 ~14108~117
41~252~3240~28014 ~1810 ~14117 ~ 125
5252~3280 ~32016 ~ 2012 ~16117 ~ 125
6~82~3 5~63280 ~32018~2414 ~18125~133
8~122~363~4300 ~34018~2414 ~18133 ~142
Aço inoxidável1.5121.6125 ~1308~10260
2131.6138~1426~8260

6) Ver Tabela 5-92 para os parâmetros de soldadura TIG automatizada para titânio e ligas de titânio (DC positivo, junta de topo).

Tabela 5-92 Parâmetros de soldadura TIG automatizada para titânio e ligas de titânio (DC positivo, junta de topo)

Espessura da placa / mmTipo de biselNúmero de camadas de soldaduraDimensões da tira de suporte na ranhura de formaçãoDiâmetro do elétrodo de tungsténio / mmDiâmetro do fio / mmCorrente de soldadura / ATensão do arco / VVelocidade de soldadura / (cm/min)Caudal de árgon / (L/min)
Largura / mmProfundidade / mmBocal principalEscudo de proteçãoVerso
1I-grove150.51.61.270~10012~1530~378~1012~146~8
1.2I-grove150.721.2100~12012~1530~378~1012~146~8
1.5I-grove150.721.2~1.6120~14014~1637~4010~1214~168~10
2I-grove1612.51.6~2.0140~16014~1633~3712~1414~1610~12
3I-grove171.132.0~3.0200~24014~1632~3512~1416~1810~12
4Bisel único com folga de 2 mm281.323200~26014~1632~3314~1618~2012~14
6Ranhura em Y 60°3--43240~28014~1830~3714~1620~2414~16
10Ranhura em Y 60°3--43200~26014~1815~2014~1618~2012~14
13Ranhura em Y dupla 60°4--43220~26014~1833~4214~1618~2012~14

7) Ver Tabela 5-93 para os parâmetros de soldadura TIG para tubos de aço inoxidável austenítico (soldadura suspensa).

Tabela 5-93 Parâmetros de soldadura TIG para tubos de aço inoxidável austenítico (soldadura suspensa)

Espessura/mmForma do biselCorrente de soldadura/AVelocidade de soldadura/(mm/min)Notas
1.5100 ~110460 ~480Utilizada para a soldadura suspensa de tubos redondos e quadrados, com proteção de gás árgon no interior do tubo para proteger a parte posterior da soldadura.
2120 ~130400 ~410
3190~200300 ~310
Nota: Ligar à corrente contínua positiva.

8) Ver a Tabela 5-94 para os parâmetros de soldadura do passe de raiz da soldadura multi-camada de tubos de aço inoxidável de paredes espessas utilizando a soldadura IG.

Tabela 5-94 Parâmetros de soldadura para o passe de raiz da soldadura TIG multicamada de tubos de aço inoxidável de paredes espessas

Diâmetro do fio / mmDiâmetro do elétrodo de tungsténio / mmPolaridade da correnteCorrente de soldadura / ATensão do arco / VVelocidade de soldadura / (cm/min)Método de tecelagemGás de proteção
TiposCaudal / (L/min)
2.0(1.6)1.6Corrente contínua50~1309~164~14Oscilação transversalPureza do árgon (fração volumétrica) superior a 99,9%8~15
2.42.4Tangente
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