Diferença entre soldagem TIG e soldagem A-TIG

A soldagem é um processo de união antigo que pode montar de forma eficiente e econômica dois ou mais membros estruturais de forma permanente. Existe uma grande variedade de processos de soldagem que podem unir estruturas de vários materiais de várias maneiras. A soldagem a arco de tungstênio com gás (GTAW), popularmente conhecida como soldagem com gás inerte de tungstênio (TIG), é um dos processos de soldagem por fusão onde os metais podem ser unidos por coalescência ou formação de cordão de solda devido à fusão das superfícies de contato dos componentes originais. O arco elétrico, constituído entre o eletrodo e os metais de origem condutores, é utilizado para fins de aquecimento e fusão.

Como consequência do amplo desenvolvimento ao longo das últimas décadas, a soldagem TIG surgiu como uma técnica de soldagem promissora e confiável para unir permanentemente dois ou mais componentes metálicos. Pode ser realizado em modo autógeno; no entanto, o material de enchimento também pode ser aplicado como e quando pretendido (os modos homogêneo e heterogêneo são possíveis). A aparência suntuosa do cordão de solda, maior eficiência do arco, menor chance de defeito e nível mínimo de respingos tornaram este processo uma técnica de fabricação favorável em uma ampla gama de aplicações industriais, incluindo construção, automobilística e arenas aeroespaciais.

Em soldagem TIG , o arco elétrico fica preso entre o eletrodo não consumível (feito de tungstênio com pequenos elementos de liga) e a peça condutora. Este calor do arco derrete as superfícies de contato dos componentes originais, o que acaba produzindo coalescência. O metal de adição, se aplicado, também se deposita na fenda da raiz no estado fundido devido ao aquecimento do arco. A preparação da borda também pode ser realizada se a espessura da chapa for superior a 4 – 5 mm. Apesar de muitas vantagens, a soldagem TIG é limitada pela penetração alcançável, que é de cerca de 3 a 3,5 mm com base em muitos parâmetros relevantes. Alcançar uma profundidade de penetração superior a 3,5 mm em uma única passagem é praticamente difícil com soldagem TIG, se não impossível.



Esta limitação desencadeia um interesse de pesquisa palpável e, como consequência, surgiram muitas variantes que oferecem vantagens únicas sobre o processo de soldagem TIG convencional. A soldagem TIG ativada e ligada por fluxo são duas variantes notáveis. Em soldagem com gás inerte de tungstênio ativado (A-TIG) uma fina camada de fluxo de ativação é aplicada nas superfícies de contato e na região circundante dos componentes originais antes da soldagem. Isso mostra um resultado promissor ao aumentar a profundidade de penetração em 3 vezes ou até mais em comparação com a soldagem TIG convencional com parâmetros de processo semelhantes. Portanto, alcançar uma penetração de 7 a 11 mm é viável com a soldagem A-TIG, o que resulta em uma melhoria notável da produtividade em toda a fabricação. Várias diferenças entre a soldagem com gás inerte de tungstênio (TIG) e a soldagem com gás inerte de tungstênio ativado (A-TIG) são fornecidas abaixo em formato de tabela. Vale ressaltar que ambos os processos são realizados na mesma configuração e da mesma forma, exceto a aplicação de fluxo na soldagem A-TIG.

Tabela:Diferenças entre soldagem TIG e soldagem A-TIG

Soldagem TIG	Soldagem A-TIG
Nenhum fluxo de ativação é aplicado nos metais originais na soldagem TIG.	Uma fina camada de fluxo de ativação é aplicada nas superfícies de contato e áreas circundantes antes da soldagem.
Geralmente fornece profundidade de penetração na ordem de 3 a 3,5 mm.	Pode fornecer penetração muito mais profunda, na faixa de 7 a 11 mm.
A largura do cordão de solda e a largura da ZTA são maiores.	Devido ao fenômeno de constrição do arco, a largura do cordão de solda e a largura da ZTA são mais estreitas.
Estabelecer arco elétrico entre o eletrodo e as placas de base não é problemático.	Devido à presença de camada de fluxo isolante no metal original, o estabelecimento do arco é problemático.
Este processo pode ser aplicado para unir materiais de trabalho finos e espessos.	Este processo não é adequado para materiais finos (abaixo de 4 mm), pois defeitos como excesso de penetração serão observados.
Quando avaliada com base na passagem única, a soldagem TIG é mais rápida.	Como é necessário aplicar o fluxo antes da soldagem, a soldagem A-TIG é demorada.
É menos produtivo, especialmente quando placas mais grossas são necessárias para unir devido à preparação da borda e múltiplas passagens.	É altamente produtivo, pois a penetração mais profunda pode ser alcançada em uma única passagem sem qualquer preparação da borda.

Uso do fluxo de ativação: Esta é a principal diferença entre a soldagem TIG e a soldagem A-TIG, pois o fluxo de ativação é usado apenas na última. Esse fluxo de ativação inclui um grande número de óxidos e haletos de metal, como óxido de titânio (TiO₂ ), sílica (SiO₂ ), óxido de cromo (Cr₂ O₃ ), carbonato de magnésio (MgCO₃ ), óxido de magnésio (MgO), dióxido de manganês (MnO₂ ), óxido de cálcio (CaO), óxido de alumínio (Al₂ O₃ ), dióxido de zircônio (ZrO₂ ), etc. Uma mistura homogênea desses fluxos em diferentes proporções também é usada. Esse fluxo é primeiro misturado com solvente adequado para preparar uma pasta semi-sólida e o mesmo é aplicado nas superfícies de contato e regiões circundantes do componente original. Deve ser aplicado antes da soldagem e deve ser deixado secar antes de estabelecer o arco. O fluxo pode ser aplicado manualmente ou com auxílio de sistema mecanizado; no entanto, a espessura dessa camada de fluxo deve ser uniforme para obter uma junta sem defeitos. Normalmente, essa espessura varia de 30 a 75µm com base em vários parâmetros relevantes.



Profundidade de penetração, largura do cordão de solda e HAZ: Várias pesquisas mostraram claramente que uma profundidade de 7 – 11 mm é alcançável em uma única passagem sem qualquer preparação de borda, mas com o uso de fluxo adequado; em comparação com a soldagem TIG comum que pode fornecer penetração máxima de 3,5 mm em condições semelhantes. Essa notável melhora na penetração é atribuída à reversão do Efeito Marangoni quando o fluxo é aplicado. O uso de fluxo de ativação também leva à constrição do arco, o que subsequentemente aumenta a densidade de calor do arco elétrico. Um arco constrito resulta em cordão de solda mais estreito e também em zona afetada pelo calor (HAZ) mais estreita, pois uma taxa menor de entrada de calor é desejada em uma área específica.

Estabelecimento de arco entre eletrodos: Todo processo de soldagem a arco requer que um arco elétrico seja estabelecido entre o eletrodo e os materiais de trabalho condutivos. Na verdade, este arco é a principal fonte de calor para fundir as superfícies de contato do material original. Na soldagem TIG, a formação de arco entre o eletrodo pontiagudo de tungstênio e o metal de base condutor não é problemático. No entanto, com a soldagem A-TIG, devido à presença da camada isolante nas superfícies do metal de trabalho, o fluxo de elétrons é restrito e, portanto, o estabelecimento do arco é um pouco difícil. Muitas vezes, uma placa de suporte sem fluxo adicional é usada na entrada da junta para facilitar esse propósito. Também requer uma tensão de circuito fechado um pouco maior para manter o arco ao longo do processo.

União de folha fina e folha de escala: A soldagem A-TIG fornece inerentemente uma penetração mais profunda e, portanto, não é econômico usá-la para unir chapas finas ou chapas com espessura inferior a 4 mm. Mesmo que seja usado para tais casos, então serão observadas penetração excessiva, imprecisão dimensional e alta deformação. No entanto, para unir componentes mais espessos, o A-TIG é o preferido, pois pode fornecer penetração de 7 a 11 mm em uma única passagem e também sem qualquer preparação de borda. Pelo contrário, a soldadura TIG pode ser vantajosamente utilizada para a união de componentes finos e espessos, seguindo a técnica necessária.

Preparação de bordas, várias passagens e produtividade: A união de chapas grossas (espessura> 3,5 mm) por soldagem TIG requer preparação adequada da borda e vários passes para preencher adequadamente toda a lacuna da raiz. A soldagem de múltiplos passes também aumenta o nível de entrada de calor em uma área específica e, portanto, a largura da ZTA, a deformação etc. também aumenta, o que geralmente é indesejável. Isso requer um grande volume de metal de adição caro, bem como uma quantidade considerável de tempo. De fato, a soldagem TIG não é adequada quando é necessário depositar grande volume de metal de adição; a soldagem a arco de metal a gás (GMAW) é a escolha preferida nesse cenário. No entanto, a soldagem A-TIG também pode ser usada vantajosamente para esses fins sem exigir preparação de borda ou soldagem de múltiplos passes.

A comparação científica entre a soldagem TIG e a soldagem A-TIG é apresentada neste artigo. O autor também sugere que você consulte as seguintes referências para melhor compreensão do tema.

• Babu ​​et al. (2016); Desenvolvimento de processo de soldagem com gás inerte de tungstênio limitado por fluxo para união de ligas de alumínio; American Journal of Mechanical and Industrial Engineering; Vol. 1 (3); pp. 58-63.
• Saha et al. (2018); Investigação do efeito do fluxo ativador na soldagem com gás inerte de tungstênio de aço inoxidável austenítico usando polaridade CA; Jornal Indiano de Soldagem; Vol. 51 (2).