Diferença entre soldagem A-TIG e soldagem FB-TIG

A soldagem com gás inerte de tungstênio (TIG) é um processo popular de soldagem baseado em arco onde o arco elétrico é constituído entre um eletrodo de tungstênio não consumível e a peça de trabalho. É um processo confiável e econômico para unir peças metálicas de forma eficiente e permanente com ou sem o uso de metal de adição. Além de sua capacidade de produzir juntas sólidas, a aparência esplêndida do cordão de solda torna esse processo extremamente aceitável em várias aplicações, desde domínios estruturais até aeroespaciais. Apesar de muitas vantagens, é limitado pela profundidade de penetração máxima alcançável. Utilizando um conjunto ideal de parâmetros e todas as condições favoráveis, ele pode obter uma penetração máxima de até 3,5 mm em uma única passagem. Assim, a união de componentes mais espessos requer preparação de borda e passes múltiplos, que consomem tempo e, portanto, afetam a produtividade geral.

Variantes de soldagem com gás inerte de tungstênio (TIG)

A penetração limitada desperta o interesse da pesquisa sobre este tópico e o resultado é o surgimento de poucas variantes de soldagem TIG que mostram uma melhoria notável na profundidade de penetração alcançável. Soldagem com gás inerte de tungstênio ativado (A-TIG) e soldagem com gás inerte de tungstênio ligado a fluxo (FB-TIG) são duas dessas variantes que utilizam fluxo de ativação adequado para melhorar várias características da soldagem TIG convencional. Esses processos também são chamados de soldagem TIG assistida por fluxo, pois exigem obrigatoriamente uma camada de fluxo de ativação nos componentes a serem unidos.

Fluxo de ativação e sua aplicação em superfícies metálicas

Em ambos os casos, uma camada fina (espessura geralmente abaixo de 50µm) de fluxo de ativação é aplicada na superfície do material de base antes da soldagem. 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 acetona para formar uma solução semelhante a uma pasta e depois aplicado na superfície do metal original manualmente usando uma escova macia ou automaticamente usando um sistema mecanizado. A proporção de mistura não é importante, pois a acetona é altamente volátil e, portanto, essa proporção não permanecerá constante mesmo durante a aplicação da camada de fluxo no metal. No entanto, manter a uniformidade na espessura do revestimento de fluxo é fator crucial para obter uma soldagem livre de defeitos. Após a aplicação do revestimento de fluxo, a soldagem é realizada exatamente da mesma maneira que no caso da soldagem TIG convencional. Todos os parâmetros do processo permanecem os mesmos, exceto que a tensão do circuito fechado aumenta ligeiramente em alguns casos (geralmente essa mudança é insignificante).

Soldagem com gás inerte de tungstênio ativado (A-TIG)

Embora A-TIG e FB-TIG sigam o mesmo princípio acima mencionado, eles diferem na posição de aplicação do fluxo de ativação nos metais originais. Na soldagem com gás inerte de tungstênio ativado (A-TIG), o fluxo é aplicado na superfície de contato do metal original e ao seu redor. Normalmente, o flus é aplicado até uma largura de cerca de 4 mm da superfície de contato através da abertura da raiz em cada lado. Então aqui o fluxo fica logo abaixo do arco durante a soldagem. Uma camada típica de fluxo no metal original para soldagem A-TIG é mostrada esquematicamente aqui.

Soldagem com gás inerte de tungstênio ligado a fluxo (FB-TIG)

Na soldagem com gás inerte de tungstênio ligado a fluxo (FB-TIG), nenhum fluxo é aplicado na superfície de contato e ao seu redor; em vez disso, é aplicado na superfície superior do metal original, mantendo um pequeno espaço após a abertura da raiz. Portanto, aqui o fluxo não fica logo abaixo do arco elétrico durante a soldagem. O fluxo de ativação, o método de sua aplicação na superfície metálica e o procedimento de soldagem permanecem exatamente os mesmos com a soldagem A-TIG. A única diferença está na posição onde o fluxo é aplicado. No entanto, ambos apresentam melhora palpável na profundidade de penetração alcançável. Uma camada típica de fluxo no metal original para FB-TIG é mostrada esquematicamente aqui.

Vantagens oferecidas pelo A-TIG e FB-TIG sobre o TIG convencional

Várias investigações revelaram que o uso de tal fluxo pode trazer inúmeras vantagens em comparação com a soldagem TIG convencional. Tanto o A-TIG quanto o FB-TIG fornecem resultados semelhantes e, portanto, suas vantagens também são as mesmas quando comparadas ao convencional. Suas vantagens estão listadas abaixo.

1. Profundidade de penetração aprimorada: O uso de fluxo de ativação leva ao arco constrito que aumenta a densidade de calor do arco. Muitos proponentes alegaram que a reversão do Efeito Marangoni causa tal aumento na penetração. A soldagem TIG assistida por fluxo geralmente fornece penetração na faixa de 6 a 9 mm; no entanto, com o uso de parâmetros ótimos de até 11 mm de profundidade, a penetração também pode ser alcançada em uma única passagem. Isso indica um aumento de cerca de 3 vezes na penetração em comparação com o processo de soldagem TIG convencional.
2. Cordão de solda estreito: Arco restrito também resulta em cordão de solda estreito. Isso tem certas vantagens indiretas, como menor deformação, zona menos afetada pelo calor (HAZ), etc. A ZTA é considerada um ponto fraco na junta de solda, pois suas propriedades metalúrgicas são severamente afetadas pelo aquecimento do arco e a ZTA mais estreita é sempre desejável.

A comparação científica entre a soldagem com gás inerte de tungstênio ativado (A-TIG) e a soldagem com gás inerte de tungstênio ligado ao fluxo (FB-TIG) é fornecida 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).