O processo TIG (do inglês Tungsten inert gas) é caracterizado por um arco voltaico estabelecido entre um eletrodo de tungstênio dito não consumível, e a peça a ser soldada. Um fluxo de gás inerte faz a proteção do eletrodo e da poça de fusão à oxidação e também, ao ser ionizado, propicia a condução de corrente elétrica (CIRINO, 2009).
No processo, pode-se utilizar adição ou não (solda autógena), e seu grande desenvolvimento deveu-se à necessidade de disponibilidade de processos eficientes de soldagem para materiais difíceis, como o alumínio e magnésio, notadamente na
indústria da aviação no começo da segunda grande guerra mundial. A Figura 2 mostra o esquema do processo TIG (BRACARENSE, 2000).
Figura 2: Esquema do processo TIG (SOLDATIG, 2014)
Quando relacionado ao modo de corrente utilizado nesse processo, tem-se do tipo continua (positiva ou negativa), alternada ou ainda no modo pulsado, continua ou alternada. Para materiais não ferrosos, como o magnésio e o alumínio é comumente utilizada a corrente alternada ou continua positiva, esta utilizada nesse estudo.
Neste modo de corrente, o polo positivo é constituído na tocha, enquanto o negativo é estabelecido na peça a ser soldada. Desta forma, a retirada dos elétrons é feito da peça para o eletrodo, possibilitado um limpeza catódica eficiente, além de um consumo menor do eletrodo devido à concentração de calor ser no polo negativo. No entanto, a penetração é menor do que a corrente continua negativa.
As principais vantagens deste processo são, (BRACARENSE, 2000): Produz soldas de qualidade superior, geralmente livres de defeitos; Está livre dos respingos que ocorrem em outros processos a arco; Pode ser utilizado com ou sem adição;
Permite excelente controle na penetração de passes de raiz;
Pode produzir excelentes soldagens autógenas (sem adição) a altas velocidades;
Permite um controle preciso das variáveis da soldagem;
Pode ser usado em quase todos os metais, inclusive metais dissimilares; Permite um controle independente da fonte de calor e do material de
adição.
Das limitações pode-se destacar (BRACARENSE, 2000):
Taxas de deposição inferiores com processos de eletrodos consumíveis; Há necessidade de maior destreza e coordenação do operador em relação
ao SMAW e GMAW;
É menos econômico que os processos de eletrodos consumíveis para espessuras de 10 mm;
Há dificuldade de manter a proteção em ambientes turbulentos;
Pode haver inclusões de Tungstênio, no caso de haver contato do mesmo com a poça de soldagem;
Pode haver contaminação da solda se o metal de adição não for adequadamente protegido;
Há baixa tolerância a contaminantes no material de base ou adição;
Vazamento no sistema de refrigeração pode causar contaminação ou porosidade sopro ou deflexão do arco, como em outros processos.
2.5.1 TIG alimentado
Entende-se por processo TIG-A como uma variante do processo TIG convencional, porém a adição de metal não é mais praticada de forma manual, mas automática, através de um equipamento denominado sistema tracionador de arame (RIBEIRO, 2012).
Existem estudos datados da década de 1960, descrevendo ensaios com alimentação automática de arame que já buscavam maiores produtividades para o processo TIG (DELGADO, 2000). É possível encontrar casos em que a produtividade aumentou na ordem de 800% quando aplicado alimentação automática comparada a manual em se tratando dos tempos de soldagem (RICHARDSON, 1995).
O processo TIG com alimentação automática de arame é indicado para uma ampla variedade de aplicações, tais como soldas críticas em vasos de pressão à alta temperatura e soldas de fabricação em equipamentos para serviço criogênico (à
baixa temperatura). Ele serve também á aplicações como passe de raiz em soldas de membros estruturais altamente críticos e soldagem de tubos de aço carbono na construção de plataformas de petróleo Offshore (DELGADO, 2000).
Devido à alimentação contínua e automática do arame, podem-se produzir cordões uniformes ao longo de toda a sua extensão. Esta uniformidade do cordão é difícil de conseguir com a alimentação manual do arame, além do que, sendo fixo o comprimento da vareta utilizada pelo soldador, obriga-o a substituí-la regulamente e, assim, é interrompida a continuidade do processo (DELGADO, 2000).
2.5.1.1 Arame frio (cold wire)
No processo “Cold Wire” o arame de adição é alimentado a temperatura ambiente sendo que a velocidade do arame está relacionada, basicamente, com a corrente utilizada no arco voltaico (OLIVEIRA, 2001).
A adição automática de arame é uma alternativa melhor quando se deseja aliar qualidade e taxa de produção nos processos TIG e PLASMA. Nesta situação, é adicionado material na forma de arame bobinado, em muitos casos, o mesmo utilizado no processo MIG/MAG. O arame é movimentado até a tocha de soldagem através de um cabeçote tracionador, de forma contínua com velocidade controlada. Ao chegar na pistola de soldagem, o arame é conduzido ao arco voltaico através de um sistema direcionador (OLIVEIRA, 2001). A Figura 3 mostra a tocha TIG-A.
O processo TIG com alimentação de arame frio apresenta uma alta estabilidade do arco, com baixos níveis de respingos e ainda garante uma elevada qualidade do depósito, aumentando com isso a eficiência de deposição. A alimentação automática de arame neste processo garante uma maior taxa de deposição quando comparado com o processo de alimentação manual (MIRANDA, 2011).
2.5.1.2 Arame quente (hot wire)
Em princípio, este processo pode reunir todas as características encontradas no processo Arame Frio, porém, possui a peculiaridade de estabelecer um pré- aquecimento do arame, antes deste entrar em contato com o arco voltaico. Isto provoca um aumento na energia total do sistema, viabilizando um aumento na taxa de deposição de arame (DELGADO, 2000). É uma técnica utilizada nos processos TIG e PLASMA.
O aquecimento é promovido pela passagem de corrente elétrica através de um comprimento determinado de arame, antes que este entre em contato com o arco voltaico (OLIVEIRA, 2001).
Uma vez que o arame é pré-aquecido, podendo chegar a uma temperatura de até 300°C, ele não absorve uma energia tão elevada do arco para se fundir, como absorveria à temperatura ambiente (DELGADO, 2000).