Principais variantes do GTAW

Existem várias variantes do processo de soldagem por arco de tungstênio a gás (GTAW) e algumas das mais populares incluem o seguinte: 1. Corrente Pulsada GTAW 2. Fio a quente GTAW 3. Solda a arco a arco GTAW.

Variante # 1. Corrente Pulsada GTAW:

No GTAW de corrente pulsada, a corrente de soldagem é fornecida em pulsos e não em magnitude constante. Isso ocorre porque o GTAW convencional, quando usado para chapas finas, requer uma corrente muito baixa, o que, dependendo da natureza da corrente, faz o arco vagar de ponto a ponto na superfície da poça de solda e / ou na ponta do eletrodo. A estabilidade do arco pode ser alcançada em tais casos, se a corrente for fornecida em pulsos. A natureza da mudança na corrente de soldagem do modo convencional para o modo de pulso para o arco dc e ac mostrado na Fig. 9.19.

O aquecimento e a fusão ocorrem durante os períodos de corrente de pulso enquanto o resfriamento e a solidificação ocorrem durante os períodos de corrente de fundo. Fontes de energia pulsadas GTAW são fornecidas com dispositivos especiais para definir essas correntes de pulso e de fundo e seus períodos de tempo. Uma vez que estes parâmetros sejam ajustados e ajustados, a fonte de alimentação fornece corrente de pulso e corrente de fundo para os períodos de tempo correspondentes até que novos ajustes sejam feitos para um material diferente ou um trabalho.

Pulsar a corrente de soldagem fornece um método poderoso de aumentar a tolerância do GTAW para ajustar as variações na peça de trabalho. A soldagem com corrente pulsada resulta em uma série de pontos separados que normalmente se sobrepõem em cerca de 50% do diâmetro do ponto.

Quando a cabeça de soldagem é mantida estacionária durante o período de pulso, as manchas são de aparência circular e com penetração máxima para os parâmetros de corrente definidos, como mostrado na Fig. 9.20. Quando a cabeça de soldagem é movida com uma velocidade contínua, as manchas ficam alongadas com um pouco menos de penetração.

Este movimento contínuo da cabeça de soldagem é um método preferido de soldagem. O DCEN é a fonte de corrente preferida, embora o AC seja usado onde a ação de limpeza do cátodo móvel é um requisito essencial, como na soldagem de ligas de alumínio e bronzes de alumínio.

Em geral, a corrente de pulso é ajustada de 1-5 a 2 vezes a corrente de estado estacionário normal usada para o mesmo trabalho. A corrente de fundo é definida em 15 a 25% da magnitude da corrente de pulso. Por exemplo, se a corrente de pulso estiver definida em 200A, a corrente de fundo pode ser definida entre 30 e 50 amperes.

Os períodos de tempo para as correntes de pulso e de fundo são igualmente importantes, pois o primeiro decide o tamanho da poça de fusão e a profundidade de penetração, enquanto o segundo controla a taxa de solidificação do cordão derretido. Se a poça de solda ficar muito grande, o período de tempo de pulso será reduzido e, se a penetração for muito profunda, a magnitude da corrente de pulso será reduzida.

O pulso retangular é considerado satisfatório para a maioria dos propósitos, no entanto, se necessário, o pulso de qualquer formato pode ser gerado para atingir os objetivos desejados. Por exemplo, a Fig. 9.14 mostra um pulso composto que fornece operação de enchimento de cratera satisfatória e ajuda no controle do desenvolvimento de trincas nas soldas. No entanto, enquanto os pulsos retangulares podem ser obtidos incorporando um resistor simples com chaveamento de desvio no circuito de saída de um conjunto convencional, para pulsos de formato especial, é necessário o controle do transistor da corrente de saída.

Distorção ou deformação, particularmente em materiais finos, são reduzidos pelo uso de GTAW pulsado. No entanto, o principal uso do GTAW por pulso é soldar materiais diferentes ou mesmo material de diferentes espessuras. Outra aplicação importante é a colocação de raizes na soldagem de tubos; isso reduz o acúmulo de calor e, consequentemente, a variação na penetração das raízes. As soldas tubo-tubo-placa são particularmente adequadas para o GTAW por pulso, pois envolvem espessuras dissimilares e juntas circunferenciais.

A corrente de pulso GTAW é usada principalmente como um processo automático, mas também pode ser usada com sucesso em seu modo manual. Pulsando a corrente, no entanto, reduz a velocidade de soldagem.

Variante # 2. Hot Wire GTAW:

Nesta variante do processo GTAW, um circuito elétrico adicional é usado para aquecer o arame de enchimento antes de alimentá-lo à poça de fusão; Além disso, o equipamento é semelhante ao utilizado para alimentar o fio frio. O fio é aquecido por aquecimento de resistência elétrica com baixa tensão ac de uma fonte de energia potencial constante.

Quando o processo de GTAW com fio quente é usado para a posição de solda descendente, o fio é alimentado mecanicamente e a blindagem de gás inerte é fornecida para proteger a poça de solda e o fio quente da oxidação. Esse sistema é mostrado na Fig. 9.21.

Normalmente, uma mistura de 75/25 He-Ar é usada para proteger o eletrodo de tungstênio, o fio de enchimento e a poça de solda.

O fio quente GTAW resulta em considerável aumento na taxa de deposição que pode se aproximar da obtida pela GMAW. A comparação entre as taxas de deposição obtidas pelos processos GTAW de fio quente e fio frio é mostrada na Fig. 9.22.

O fluxo de corrente para o aquecimento do fio de enchimento é iniciado estabelecendo um contato entre o fio e a superfície da peça de trabalho na borda da poça de solda. O fio quente é alimentado por trás do arco com um ângulo de 40 ° a 60 ° entre o fio e o eletrodo de tungstênio. A CA é usada para o circuito de aquecimento do fio para evitar o arco elétrico.

No entanto, o uso de AC para aquecimento do fio resulta na oscilação do arco de tungstênio CC na direção longitudinal até 30 ° quando a corrente de aquecimento é de 60% da corrente de arco e a oscilação é de 120 ° quando as duas correntes são iguais. Para controlar a oscilação, o melhor método é usar fio de enchimento com um diâmetro máximo de 7 mm que restringe a corrente de aquecimento a 60% da corrente de arco.

Fio quente O GTAW tem sido utilizado com sucesso na soldagem de aços carbono e baixa liga, aços inoxidáveis ​​e ligas de cobre e níquel. Pré-aquecer o fio não é muito satisfatório para materiais de alta condutividade como alumínio e cobre, pois eles exigem correntes mais pesadas para aquecimento, o que resulta em fusão irregular e arco excessivo abaixo. Outro uso importante do fio quente GTAW é feito em superfícies especialmente para depositar aço inoxidável em base de aço de baixo carbono.

Variante # 3. Soldagem a arco GTAW:

A soldagem a ponto de arco é uma importante variante do processo GTAW. O equipamento usado é basicamente o mesmo que para o GTAW convencional, exceto que o sistema de controle inclui o dispositivo de temporização e o bocal da tocha é modificado.

A soldagem a ponto de arco pode ser feita com ac ou dcen. A corrente contínua com eletrodo negativo é usada para todos os materiais, exceto o alumínio, para o qual é empregada uma sobreposição contínua de corrente de alta frequência. O bocal da tocha é usado para aplicar pressão para manter as peças sendo soldadas em contato direto. O bocal é feito de cobre ou aço inoxidável e muitas vezes é resfriado a água, pois o arco é completamente fechado dentro do bocal.

O projeto do bico determina o eletrodo para a distância da peça, o que é crítico para obter uma boa solda. O bico é fornecido com portas de ventilação para afetar o fluxo de gás e escapar. O diâmetro interno do bocal é o diâmetro do eletrodo de tungstênio e geralmente é de cerca de 12 mm. A tocha de soldagem também é fornecida com um interruptor de disparo que aciona o ciclo de soldagem a ponto.

O gás de proteção utilizado é o hélio ou o argônio, com vazão de 2-5 a 4-5 lit / min. O contato da superfície do bico com o trabalho deve ser bom para evitar o fluxo excessivo de gás. O hélio fornece uma pequena pepita de solda com maior penetração, enquanto o argônio produz uma pepita de solda maior com menor penetração.

A seqüência normal de operação é que a tocha de soldagem por pontos seja pressionada sobre a peça de trabalho onde a solda por pontos deve ser feita. O interruptor acende a tocha e isso inicia os fluxos de gás e água para purgar o sistema e afetar o resfriamento. O arco é iniciado pela descarga de HF para a qual o circuito de contorno é mostrado na Fig. 9.23.

O arco continua durante o tempo predefinido e a solda por pontos é obtida. A placa de back-up de cobre é usada para chapas finas de solda a ponto de, digamos, 0, 5 mm de espessura. É melhor usar um ciclo de tempo curto de alta corrente em vez de um ciclo de baixa e de longa duração. Corrente excessiva pode levar a salpicos. O controle do comprimento do arco também é essencial, pois um arco longo leva ao superaquecimento e ao subcorte, enquanto um arco curto geralmente resulta em contaminação do eletrodo devido ao curto-circuito entre a ponta e o metal fundido em expansão.

A soldadura por pontos de arco GTAW é utilizada para espessura máxima de folha de 1, 6 mm. Normalmente, nenhum metal de adição é usado, mas quando necessário é alimentado com a ajuda de alimentadores de arame especiais. A adição do fio de enchimento melhora a configuração da pepita e ajuda a superar as rachaduras da cratera.

A soldagem por arco a arco GTAW é amplamente utilizada na fabricação de peças automáticas, peças metálicas de precisão e peças para componentes eletrônicos e eletrodomésticos. É particularmente útil quando o acesso a uma articulação de colo pode ser obtido apenas de um lado. O processo é usado principalmente em seu modo semiautomático, mas pode ser mecanizado e até mesmo controlado por um sistema controlado numericamente (NC) para alcançar alta taxa de produção.

Eletrodo Gêmeo GTAW é usado onde uma solda larga e lisa é necessária, como na fabricação de revestimento de cabos a partir de tiras. Dois eletrodos de tungstênio são usados ​​com alimentação de fase separada do transformador de duas fases da Scott.

Assim, o arco atinge cada eletrodo separadamente. Os dois eletrodos são movidos lado a lado ao longo da junta para obter uma solda larga e lisa, sem quaisquer cortes inferiores. Tal arranjo pode ser empregado para a colocação de um cosmético ou para o revestimento.

O GTAW programado manualmente pode ser obtido com o uso de um reostato controlado por pé para iniciar e terminar uma solda. Para algumas soldas específicas, são necessárias mudanças adicionais na corrente durante o ciclo de soldagem, o que é realizado por programadores no comando de um comutador.

Um interruptor de dedo na tocha GTAW pode ser usado para selecionar um programa específico para obter a solda desejada. O switch também pode ser usado para finalizar um programa ou repeti-lo. Este tipo de soldagem com GTAW é conhecido como GTAW programado manualmente e é popularmente usado para soldagem de chapas tubo-a-tubo e solda por passagem de raiz em tubulações.