Soldadura MIG vs. TIG: Diferenças-Chave e Aplicações

A soldadura é um dos processos de união populares que quase suplantou outros processos de união permanente incluindo rebite. Desenvolvimento intensivo da técnica de soldadura ao longo das últimas décadas torna-a escolha proeminente para união de estruturas metálicas, plásticos e até cerâmicas. Por definição, soldadura é um dos processos de união que pode unir permanentemente dois ou mais componentes por formação de coalescência com ou sem aplicação de material de adição adicional, calor e pressão. Existe uma grande variedade de tais processos para atender à necessidade de montar diferentes materiais de formas diversas. Tais processos podem ser classificados como soldadura a arco, soldadura a gás, soldadura por resistência, soldadura de estado sólido e soldadura de energia intensa. Cada um destes grupos tem novamente vários processos. MIG e TIG são dois diferentes processos de soldadura a arco.

Na soldadura a arco, um arco elétrico é estabelecido entre metal base e elétrodo. Este arco é a principal fonte de calor para fundir superfícies de junção do metal base para formar coalescência. Como metais base são requeridos para fundir para alcançar união, todos os processos de soldadura a arco são basicamente soldadura por fusão. Existem vários processos de soldadura a arco como soldadura a arco metálico manual (MMAW), soldadura a arco metálico com gás (GMAW), soldadura a arco de tungsténio com gás (GTAW), soldadura a arco submerso (SAW), soldadura a arco com arame fluxo (FCAW), soldadura electroescória (ESW), etc. Todos eles são baseados no mesmo princípio em termos de técnica de união, mas a sua capacidade e processo são diferentes. Cada um deles oferece certas vantagens sobre outros.

Soldadura a arco metálico com gás (GMAW) é um processo de soldadura por fusão altamente produtivo onde elétrodo consumível é continuamente alimentado à zona de soldadura a partir de um carretel de arame usando um sistema automatizado. Arco, constituído entre elétrodo e metais base sob presença de diferença de potencial suficiente, funde elétrodo a uma taxa mais rápida e subsequentemente deposita na folga de raiz para perpetuar o processo. Gás de proteção adequado também é fornecido para proteger arco de alta temperatura e áreas circundantes de oxidação. Baseado na propriedade do gás de proteção, GMAW pode ser de dois tipos — metal active gas e metal inert gas. Na soldadura metal inert gas (MIG), um gás quimicamente inerte (como argónio, hélio, etc.) é usado para propósito de proteção; enquanto na soldadura metal active gas, um gás quimicamente ativo (como dióxido de carbono ou oxigénio) é misturado com gás inerte para usar para propósito de proteção.

Soldadura a arco de tungsténio com gás (GTAW), popularmente conhecida como soldadura de tungsténio gás inerte (TIG), é um processo de soldadura por fusão versátil e fiável que utiliza um elétrodo de tungsténio não consumível para constituir o arco elétrico. Metal de adição, se necessário, pode também ser fornecido externamente alimentando uma haste de adição na zona de soldadura. Ao contrário da soldadura MIG, soldadura TIG não é adequada para alta taxa de deposição de adição; no entanto, a qualidade da junta e aparência do cordão de soldadura é muito melhor. Portanto, tanto soldadura MIG como TIG são processos de soldadura por fusão onde calor é fornecido por um arco elétrico e ambos utilizam gás inerte como gás de proteção. No entanto, diferem de certas formas incluindo o processo e capacidade. Várias diferenças entre soldadura MIG e soldadura TIG são fornecidas abaixo em formato de tabela.

Tabela: Diferenças entre soldadura MIG e soldadura TIG

Elétrodo consumível e não consumível: Um elétrodo condutivo é obrigatório em cada processo de soldadura a arco para constituir o arco. Às vezes este elétrodo em si deposita metal fundido na folga de raiz entre chapas base. Um elétrodo consumível é aquele que pode fundir pelo calor do arco para depositar adição durante a soldadura. Pelo contrário, um elétrodo não consumível não é esperado fundir durante a soldadura e assim metal de adição é requerido para fornecer externamente sempre que pretendido. Na soldadura MIG, o elétrodo consumível funde pelo calor do arco e subsequentemente fornece metal de adição. Assim elétrodo é continuamente alimentado na zona de soldadura a uma taxa pré-definida. Soldadura TIG é realizada usando um elétrodo não consumível e assim não funde para fornecer adição. Caso adição seja desejada, a mesma é fornecida adicionalmente alimentando uma haste de adição de pequeno diâmetro sob o arco.

Material do elétrodo: Material de adição deve ser compatível com material base, caso contrário soldadura defeituosa será produzida. Com soldadura MIG, metal de adição (mesmo que metal do elétrodo) pode ser escolhido de acordo com metal base. Então elétrodo pode ser feito de grande variedade de metais, cada um geralmente adequado para um pequeno grupo de metais base. Na soldadura TIG, elétrodo é sempre feito de tungsténio devido à sua resistência, alta temperatura de fusão e boa capacidade de retenção de forma. Às vezes alguns elementos de liga também são adicionados a (por exemplo tório, óxido de lantânio, óxido de cério, zircónia, etc.) com tungsténio para melhorar várias características de soldadura como emissividade eletrónica, erosão do elétrodo, etc.

Taxa de deposição de adição e produtividade: No processo de soldadura MIG, elétrodo na forma de arame de pequeno diâmetro que é enrolado num carretel é continuamente alimentado por um arranjo mecanizado adequado. Então adição pode ser depositada a uma taxa mais rápida e consequentemente este processo de soldadura é altamente produtivo comparado à soldadura TIG. Assim soldadura MIG é adequada quando aresta é preparada em V ou U ou folga de raiz é maior.

Nível de respingos e aparência: Respingos são pequenas gotículas de metal de adição fundido que é produzido devido a dispersão do arco e subsequentemente emergem da zona de soldadura. Estes respingos causam perda de metal de adição que leva a taxa de deposição de adição não uniforme. Também desestabilizam o arco. Gotículas de metal fundido depositadas abruptamente também prejudicam aparência e às vezes requerem retificação para sua remoção. Muitos processos de soldadura a arco produzem respingos incluindo GMAW (tanto MIG como MAG). Embora MIG tenda a produzir baixo nível de respingos, não pode ser realizado de forma livre de respingos mesmo se conjunto ótimo de parâmetros de processo e técnica de soldadura adequada forem empregues. Soldadura TIG geralmente não produz respingos a menos que superfície do material de trabalho não esteja limpa. Cordão de soldadura produzido por soldadura TIG é limpo, suave e atrativo.

Modos autogénico, homogéneo e heterogéneo: Baseado na aplicação de metal de adição e sua composição, soldadura pode ser classificada como modos autogénico, homogéneo e heterogéneo. Um modo autogénico de soldadura é realizado sem aplicar qualquer metal de adição. Quando folga de raiz é virtualmente zero ou muito pequena então adição não requer. Em modo homogéneo de soldadura, adição é aplicada e composição de adição é mais ou menos mesma com a do metal base. Adição também é aplicada em modo de soldadura heterogéneo mas composição de adição difere substancialmente da do metal base. Como elétrodo consumível é inerente à soldadura MIG, então não pode ser realizado em modo autogénico. Contrariamente a isto, TIG é adequado e preferido para tal propósito. TIG pode também ser aplicado vantajosamente para modos homogéneo e heterogéneo com conjunto ótimo de parâmetros.

Possibilidade para união overhead: Posição de soldadura inclui down-hand, inclinado, overhead, etc. Posição de união overhead é muito difícil de executar pois adição é requerida para depositar contra a gravidade. Banho de metal fundido sempre tem tendência a cair e pode até ferir soldador. Assim força gravitacional sozinha não é adequada para deposição adequada de adição; de facto, impõe restrição. Força de Lorentz ajuda em tal situação. Soldadura TIG com conjunto ótimo de parâmetros pode ser empregue para soldadura overhead. No entanto, requer soldador experiente para alcançar boa penetração e qualidade de soldadura.

Comparação científica entre soldadura metal inert gas (MIG) e soldadura tungsten inert gas (TIG) é apresentada neste artigo. O autor também sugere que consulte as seguintes referências para melhor compreensão do tópico.

1. Manual de Soldadura a Arco Metálico com Gás por W. H. Minnick (2007, Goodheart Willcox).
2. Soldadura Básica TIG & MIG (GTAW & GMAW) por I. H. Griffin, E. M. Roden e C. W. Briggs (3ª edição, Delmar Cengage Learning).