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Ensino
PROCESSO TIG
TIG é a abreviatura de “Tungsten Inert Gas”. GTAW é a sigla internacional que significa
“Gas Tunsten Arc Welding”.
Consumíveis de Soldagem TIG: Vareta ou Arame e o Gás de Proteção
O TIG NÃO FORMANDO ESCÓRIA E OPERANDO COM ALTA TEMPERATURA, É POSSÍVEL A SOLDAGEM DE AÇOS DE MÉDIO CARBONO ?
Afim de pré-aquecer e formar a poça de fusão fazer movimentos circulares com o eletrodo a uma distância de 2 a 3mm
Pequenas ZF e ZAT com alta temperatura e baixa Energia de Soldagem
Soldagem em angulo
AVALIAÇÃO:
O PROCESSO TIG SOLDA EM TODAS AS POSIÇÕES?
Soldagem de topo Soldagem de topo
A FONTE UTILIZADA NO ELETRODO REVESTIDO PODE SER UTILIZADA NO TIG?
Retificadores
Inversoras AC e DC
São soldados com equipamentos AC e DC com alta frequência 2-3khz
São soldados com equipamentos AC e DC com alta frequência 2-3khz
Corrente direta Pulsada
• Pulsação térmica; • Boa penetração;
• Melhor controle da poça de fusão; • Baixo aporte térmico;
• Menor distorção;
• Soldagem de chapas finas
TIG AC
Onda senoidal
• Baixa estabilidade do arco; • Alta perda de energia; • Baixo ruído.
Onda quadrada
• Alta estabilidade do arco; • Baixa perda de energia; • Alto ruído
TIG Q-Wave
• Utiliza as melhores propriedades dos tipos de onda senoidal e
quadrada; • Baixo ruído;
• Maior estabilidade do arco.
INOVAÇÕES TECNOLOGICAS
AVALIAÇÃO:
TIPO DE ELETRODO (VERDE) X MATERIAL
Eletrodo de ponta verde Tungstênio Puro Observar a ponta esférica do eletrodo por causa da CA
TIPO DE ELETRODO (VERMELHO) X MATERIAL
Proporciona maior emissão de elétrons, facilita a abertura e manutenção do arco
EFEITOS DA AFIAÇÃO DE UM ELETRODO DE
TUNGSTÊNIO NO PROCESSO DE SOLDA
Vejam como o formato da afiação do eletrodo de tungstênio influencia diretamente o formato do arco de soldagem, influenciando inclusive na penetração da solda, vida útil do eletrodo, velocidade com que se
consegue soldar, amperagem necessária, etc.
Amarelo = arco de soldagem
INFLUÊNCIA DA POLARIDADE
(-) (+)
O mais quente é o polo (+) Eletrodo consumível
(Eletrodo Revestido)
A alta concentração do arco de soldagem proporciona menos distorção do que os outros
processos, ideal para recuperação de pequenos moldes e chapas finas A alta concentração do arco de
soldagem proporciona menos distorção do que os outros
processos, ideal para recuperação de pequenos moldes e chapas finas
Chapa fina laminada a frio: 1,5mm (Nº16) a 0,80mm (Nº30) Chapa fina laminada a quente: 1,9mm (Nº14) a 5,6mm (7/32”) Chapa fina laminada a frio: 1,5mm (Nº16) a 0,80mm (Nº30) Chapa fina laminada a quente: 1,9mm (Nº14) a 5,6mm (7/32”)
Bitola Americana;
Alta qualidade de solda, sem a ocorrência de respingos, escória e dispensando em muitos casos a limpeza posterior a solda
Inspeção e controle sem precisar interromper o arco
TIG
TIG
Eletrodo Revestido
SEGURANÇA – CORTINAS DE SOLDA
GÁS DE PROTEÇÃO: ARGÔNIO OU HÉLIO?
Hélio Argônio
O Calor especifico do Argônio 520 J/(kg.K) x do Hélio é 5193 J/(kg.K). O Argônio tem massa atômica = 40 x O Hélio tem massa atômica = 4
No inicio o Hélio foi o gás utilizado
O Hélio transfere mais calor para a peça do que o Argônio numa
determinada amperagem e comprimento de arco, o que é
vantajoso quando se solda metais com alta condutividade térmica e em chapas grossas.
NO TIG É REALIZADO MISTURA DE GASES?
Hélio
ou
+
Argônio Hidrogênio
O hidrogênio atua com um agente redutor inibindo a
formação de óxidos, resultando superfícies mais limpas
Mistura Argônio / Hidrogênio (Ar/H2)
Qual o efeito do tipo de gás de proteção no formato do cordão?
Cordões obtidos com o processoTIG em alumínio (Groth, 1960)
Ar
Ar
Ar + 75% He
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A soldagem de alumínio requer
cuidados especiais, principalmente pelo
fato do alumínio criar uma camada de óxido refratário em sua superfície quando em
contato com o oxigênio, esta camada tem ponto de fusão em torno de 2000°C (sendo a do alumínio de 660°C).
Soldagem MIG no Alumínio
Reação com oxigênio do ar, fina película (0,02μm), fortemente aderente, compacta e refratária.
Tf Alumínio = 660ºC
Tf Al2O3 = 2000ºC AVALIAÇÃO: QUAL A DIFICULDADE DA SOLDAGEM DO ALUMÍNIO?
18 TÉCNICA OPERATÓRIA DE SOLDAGEM DO ALUMÍNIO COM TIG
SOLDAGEM DO ALUMÍNIO COM TIG
A corrente Alternada faz a limpeza dos óxidos e a Alta Frequência estabiliza a abertura do arco e a mudança de polaridade
TIPOS DE AÇOS INOXIDÁVEIS
AUSTENÍTICO
AUSTENÍTICO
FERRÍTICO
FERRÍTICO
MARTENSÍTICO
MARTENSÍTICO
SOLDAGEM DE AÇOS INOXIDÁVEIS - CORROSÃO INTERGRANULAR
MEDIDAS PREVENTIVAS: Evitar a faixa de 400 a 800ºC;
Usar aços de extra baixo carbono como AISI 304L e AISI 316L;
Usar eletrodos com elementos carborigênos como AWS 347, estabilizado
ao Nb;
Tratamento térmico de solubilização a 1050ºC e resfria rapidamente
(hipertêmpera).
Aço AISI 304L, exposto a
450°C (96h), não sensitizado. Aumento 1000x
Aço AISI 304, exposto a
450°C (96h), sensitizado.
Aumento 1000x
AÇOS INOXIDÁVEIS Descoberto em 1912 pelo inglês Harry Brearly
Os tubos são submetidos a temperaturas em torno de 1050 ºC, provocando a dissolução dos carbonetos de cromo precipitados
durante as soldagens.
Após essa etapa, os tubos são resfriados bruscamente assegurando neste processo, uma estrutura adequada à corrosão.
Aços Inoxidáveis- solubilização
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QUAL A DIFICULDADE DA SOLDAGEM DOS AÇOS INOXIDÁVEIS?
FISSURAÇÃO A QUENTE EM AÇOS INOXIDÁVEIS
Para evitar a fissuração a quente, a microestrura da ZF deve ser Austenita com 4 a 10% de Ferrita
Durante a soldagem
Regiões problemáticas típicas na soldagem de aços inoxidáveis:
(1) Trinca a Quente ou por perda de ductilidade acima de 1250°C;
(2) Formação de fases intermetálicas após aquecimento entre cerca de 450 e 900°C;
(3) Crescimento de grão na ZTA;
(4) Fragilização e Trinca a Frio por formação de martensita.
(5) Na região de coexistência de ferrita e austenita, uma pequena área triangular que não é atingida por nenhum dos problemas indicados
(Diagrama de Schaeffler)
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Direção de solidificaçao
Mecanismo de formação da trinca de solidificação
Tensões devido à contração Filme líquido
Geometria do cordão de solda.
R – reforço; L – largura; θ – ângulo de molhamento
JUNTA SOLDADA - DILUIÇÃO
D(%) = ( B ) x 100
A + B
DILUIÇÃO (D): Participação do MB na ZF
A água molha enquanto o Mercúrio não molha
Solda autógena, A=0 D = 100% Solda brasagem, B=0 D = 0%
Ex,:Temos como Metal de Base aço inoxidável Ferrítico ABNT 430 (0,003%C, 0,9%Mn, 0,4%Si e 17,0%Cr), e
Metal de Adição eletrodo AWS E309 (0,06%C, 0,7%Mn, 0,7%Si, 22,1%Cr e 12,5%Ni),
com uma diluição de 30%.
Solução: Metal base: Nieq = 1,4, Creq = 17,9 e Metal adição: Nieq = 14,7, Creq = 23,2,
Jogando-se esses valores no diagrama podemos notar que na zona fundida teremos 15% de Ferrita.
Processo Faixa de diluição (%)
Eletrodo revestido 10 a 30 TIG com adição 2 a 20 Plasma com adição 20 a 40
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COMO DETERMINAR O TEOR DE FERRITA NA AUSTENITA SEM UTILIZAR O DIAGRAMA DE SHAEFFLER?
Analisador de Medidor de Ferrite Diverse FM300
Medição do conteúdo de ferrita de depósitos de solda
Uma versão da sonda refrigerada a ar possibilita a medição de ferrita em amostras quentes.
O instrumento é calibrado utilizando os 16 padrões secundários universais mantidos no The Welding Institute.
A percentagem de Ferrita pode ser obtida por leituras magnéticas (Número de Ferrita) (FN, sigla em inglês por Ferrite Number).
Aprovação: Caso a microestrutura não seja totalmente Austenita e a
BENS DE CAPITAL – CONSULTORIA TÉCNICA
VASOS DE PRESSÃO: Usina Nuclear, Vaso de contenção. Refinaria.
29
Energia nuclear no Brasil
1985 - A primeira usina nuclear brasileira, Angra 1, opera com um
reator do tipo PWR (reator a água leve pressurizada) cap. 657 MW, desenvolvido pela empresa americana Westinghouse.
Acordo do tipo “turn key” (chaves na mão). O custo até 31/12/ 2007 foi de R$ 1,468 bilhão.
Tecnologia de soldagem de aços inoxidáveis para evitar a corrosão intergranular – uso de aços com extra baixo teor de carbono – AISI
30
Energia nuclear no Brasil
Angra 2 foi fruto de um acordo nuclear Brasil-Alemanha, e sua
construção e operação ocorreram conjuntamente à transferência de tecnologia para o país, o que levou também o Brasil a
um desenvolvimento tecnológico próprio, do qual resultou o domínio sobre todas as etapas de fabricação do combustível nuclear. Angra 2 opera com um reator alemão Siemens/KWU (atual AREVA NP) e sua potência nominal é de 1350 MW.
O custo até 31/12/2007 foi de R$ 5,108 bilhões.
Tecnologia de soldagem de aços inoxidáveis para evitar a corrosão
Precipitação da Fase
→ Fragilização
A Ferrita em altas temperaturas de trabalho, acima de 600ºC, se transforma em Fase Sigma (frágil) - phase transformations, sigma phase, A transformação da Fase em Austenita ocorre acima de 1230ºC.
31
Aço AISI 304 laminado Tratamento: 6.000h à 600ºC Ataque: água régia diluída Aumento: 1000x
Aço AISI 347 – zona fundida Tratamento: 6.000h à 600ºC Ataque: água régia diluída Aumento: 1000x
Vaso de contenção de Angra 2 Solda: Metal de Base AISI 304 Metal de Adição AWS 347
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Duas grandezas podem medir a resistência à fadiga do cordão da junta soldada.
= Raio no pé do cordão
= Ângulo da concordância no pé do cordão Quando e Resistência a Fadiga
FLANGES SOLDADOS X FLANGES FORJADOS
TEMPERATURAS LIMITES DE UTILIZAÇÃO
MATERIAL Partes pressurizadas Partes não pressurizadas
Aço inox. 304 e 316 600ºC 800ºC
Aço inox. 304L e 316L 400ºC 800ªC
Aço inox. 310 600ºC 1.100ºC
33 Acima de 600ºC ocorre a formação de “Fase Sigma” , resultando em severa fragilização do material.
Essa mudança na estrutura metalúrgica ocorre principalmente nos aços AISI 316 e 310.
OUTROS TIPOS DE AÇOS INOX
DUPLEX PH
•Microestrutura bifásica austenite+ferrite
•Melhor resistência corrosão que os austeníticos
•Tensão cedência pode atingir valores duplos dos austeníticos
•Endurecimento por precipitação
•Teores variáveis de Ni e Mo
•Precipitados de Cu, Al, Ti e Nb
•Elevadas resist. mecânica e tenacidade, mantidas a altas
temperaturas
(17-4 PH)
ASTM A 182 grau F55
Foto Embraer Trem de Pouso Principal
Duplex x Ferrítico e Austenítico
Aço Inox Limite de escoamento MPa Limite de resistência MPa Alongamento (%) Austenítico ≈ 250 ≈ 550 > 50 Ferrítico ≈ 350 ≈ 550 25 - 30 Duplex 500 – 550 700 -800 ≈ 40
Microestrutura de um aço inoxidável duplex: a Ferrita é a fase escura e a Austenita é a fase clara.
Custo relativo
Material Custo Relativo
Aço-carbono estrutural 1 Aço inoxidável 304 8,6 Aço inoxidável 304 L 13,3 Aço inoxidável 310 13,5 Aço inoxidável 316 11,1 Aço inoxidável 321 13,7 Aço inoxidável 410 6
CONSULTÓRIA TÉCNICA:
http://www.salsoldas.com.br
Juntas soldada em tubulação de material super duplex,
será necessário fazer alívio de tensão nas juntas ?
Resp.: Não se faz alívio de tensões em material
super-duplex devido a formação da Fase Sigma na zona da
junta soldada ocasionando a fragilidade da mesma.
Caracterização química e metalográfica dos aços
inoxidáveis de implantes removidos de pacientes
Autores: Elison da Fonseca e SilvaI; Luiz Fernando Cappa de OliveiraII
MÉTODO: Foram analisados doze implantes removidos de pacientes
afetados por quadro inflamatório.
RESULTADOS: Observou-se que, todos os implantes apresentavam tamanho de grão superior ao recomendado pela norma, constatou-se
também a presença de ferrita delta em dez dos doze implantes
removidos, que de acordo com a norma ASTM F138-92 não deveriam ser percebidas microscopicamente com um aumento de 100 vezes.
CONCLUSÕES: Em oito casos existe forte
indicação de que as inflamações foram desencadeadas pela corrosão por pite.
Material sem rejeição: Aço cirúrgico anel de casamento jóias banhado a
Qual a diferença entre aço inox e aço cirúrgico?
AÇOS INOXIDÁVEIS CIRÚRGICOS
Melhor resposta na internet: Aço inox recebe um banho (?) para mante-lo com aparência cromoda(?), e resistente a ferrugem. Aço cirúrgico, possui tratamento através de imersão(?), afim de preservar contra ferrugem, e não apresentar problemas de
rejeição e inflamações.
Aço Cirúrgico - De muitos aços inoxidáveis disponíveis, somente 316L e 316LVM são apropriados para o uso como a joia do corpo. O 316L é uma variedade low carbon de 316. 316LVM é 316L que foram derretidos a vácuo; o vácuo impede que o ar ou
contaminadores transportados por via aérea que se unam ao metal líquido na aciaria, tendo por resultado um aço mais
41 PESQUISA E DESENVOLVIMENTO PELA UFSC EM PARCERIA COM O GRUPO GERDAU
42
TRANSFERÊNCIA DE TECNOLOGIA E CONSULTÓRIA
MERCADO DE
AÇO INOX, FERRÍTICO AISI 444
A Acesita S.A. desenvolveu um novo Aço Inoxidável Ferrítico denominado 444, o qual combina elevada resistência à corrosão, superior ao aço 304, e todas as vantagens dos Aços Inoxidáveis Ferríticos em relação aos Aços Inoxidáveis Austeniticos, como, por exemplo, a imunidade à corrosão sob tensão, além de uma maior competividade e estabilidade em termos de preços.
43 OBRIGADO
Como evitar a Penetração Excessiva
e garantir uma melhor proteção gasosa
na soldagem de tubulações com TIG?
Como evitar a Penetração Excessiva
e garantir uma melhor proteção gasosa
na soldagem de tubulações com TIG?
AVALIAÇÃO
45
Dispositivo para controle da vazão e pressão de gás de purga
O gás inerte injetado no interior do tubo funciona como cobre-junta gasoso
Economia de Gás Inerte de até 90% . Maior produtividade devido o menor tempo e um menor volume de Gás Inerte
46
POR QUE A PROIBIÇÃO DE ENCOSTAR
O ELETRODO DO TIG NA PEÇA?
POR QUE A PROIBIÇÃO DE ENCOSTAR
O ELETRODO DO TIG NA PEÇA?
Pipe shop
Técnica Bocal Colado (walk de cup)
Solução Descontinuidade induzida pelo processo
Técnica Bocal Colado
Tocha TIG especialmente desenvolvida para a técnica "bocal colado"
Tocha TIG, a TL26 da Ck Worldwide, com gatilho e um cabo super
flexível, especialmente desenvolvida para soldadores TIG, que soldam
tubulações e que utilizam a técnica "bocal colado" ou " Walk the Cup" Menor tocha de alta amperagem (200 amp).
Gatilho em punho ergonômico, que trava mantendo o arco elétrico aberto, sem necessidade de aperta-lo o tempo todo.
Inserto grande de bronze temperado na cabeça, cap. de 200 Amp. Cabo flexível para refrigeração a gás ou água.
Mangueira construída em borracha com silicone, com nylon trançado para resistir a abrasão.
Capa de couro com velcro para proteção do cabo-mangueira da Tocha TIG
TUBULAÇÃO COM SPOOL
Spool é um pequeno trecho de tubulação (contendo tubos, curvas, tês, reduções ) pré-montado que será soldado a outros spools para completar uma linha.
Pequeno trecho de tubulação de aço,
utilizado na operação de conexão submarina entre dutos (rígidos e flexíveis), ou entre
APLICAÇÃO DE FLUXO ATIVO (PROCESSO ATIG)
NA SOLDAGEM DE UM AÇO INOXIDÁVEL FERRÍTICO
CONSULTORIA/INOVAÇÕES TECNOLOGICAS
Aspecto visual dos cordões de solda
Sem Fluxo Com Fluxo
A adição de fluxo ativo, interfere na geometria do cordão, sendo
possível obter cordões de maiores penetrações e estreitos.
DEVER DE CASA: Prospecções de Novas Possibilidades
de Soldagem com Duplo Eletrodo Não Consumível
http://www.labsolda.ufsc.br/site/publicacoes/projetos_mestrado_doutorado/2011_ pdm_fabio.pdf
O Processo TIG
pode se
automatizado?
O Processo TIG
pode se
automatizado?
AVALIAÇÃO
ALIMENTADORES DE ARAME
Trata-se de um dispositivo para o fornecimento mecanizado do metal de adição, em processos mecanizados ou automatizados de soldagem, com o objetivo de aumentar a produtividade e
reprodutibilidade do processo.
Alimentador de arame Cold Wire (arame frio):
o arame e alimentado na temperatura ambiente. Uso na
soldagem de aço carbono, aço inox, alumínio, cobre e ligas de cobalto para revestimento.
TIG Cold wire
TIG
Manual Espessura de chapa em mm TIG Cold wire TIG Manual S o ld a g e m c m /m in
Alimentador de arame Hot Wire
O arame e alimentado pré-aquecido por resistência elétrica, utilizando-se corrente alternada. Este modo oferece maiores taxas de deposição com velocidades de soldagem mais altas em relação ao cold wire.
Normalmente e utilizado na posição plana para aumento da taxa de deposição. O processo Hot Wire é empregado com sucesso em cladding e na soldagem de aços inoxidaveis, ligas de níquel e de cobre e titânio.
A velocidade de alimentação do arame influencia nas características do cordão de solda.
Maiores velocidades resultam em cordões de solda com menor penetração e perfis mais convexos, enquanto menores
velocidades de alimentação aumentam a penetração e produzem um cordão com perfil mais achatado.
AUTOMATIZAÇÃO: TIG ORBITAL
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CONSULTÓRIA TÉCNICA:
http://www.salsoldas.com.br
Juntas soldada em tubulação de material super duplex, será necessário fazer alívio de tensão nas juntas ?Resp.: Não se faz alívio de tensões em material super-duplex devido a formação da Fase Sigma na zona da junta soldada ocasionando a fragilidade da mesma.
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Microestrutura de um aço inoxidável duplex: a Ferrita é a fase escura e a Austenita é a fase clara.
