Como soldar titânio TIG?

Introdução

A soldagem com gás inerte de tungstênio (TIG), também conhecida como soldagem a arco de tungstênio a gás (GTAW), é um método usado para soldar titânio criando um arco com um eletrodo de tungstênio. Este processo protege a poça de fusão e a costura com gás argônio de alta pureza, evitando que o metal entre em contato com impurezas como oxigênio, nitrogênio e hidrogênio no ar em altas temperaturas. Devido às propriedades únicas do titânio e à sua alta sensibilidade à contaminação, a soldagem TIG de titânio requer procedimentos de soldagem e medidas de proteção particularmente rigorosos.

TIG welding titanium

Princípios Básicos da Soldagem TIG de Titânio

A soldagem TIG utiliza um eletrodo de tungstênio não consumível para gerar um arco, que produz altas temperaturas que derretem tanto o material base de titânio quanto o fio de enchimento, formando uma costura de solda. O gás argônio é usado como gás de proteção, envolvendo o arco e a poça de fusão para evitar que o titânio metálico reaja com impurezas como oxigênio, nitrogênio e hidrogênio no ar. Esta proteção é crucial para evitar a fragilização e a degradação do desempenho da costura de solda.

Equipamentos e Materiais para Solda TIG de Titânio

Equipamento de solda

Soldador TIG: Equipado com capacidade de partida de alta frequência para fornecer um arco CC estável.

Eletrodo de tungstênio: Os tipos comuns incluem 2% de tungstênio toriado (EWTh-2) ou 2% de tungstênio ceriado (EWCe-2). O diâmetro do eletrodo é selecionado com base na corrente de soldagem.

Cilindro de Argônio: Gás argônio de alta pureza (99,999%) para garantir que o gás esteja limpo e livre de impurezas.

Equipamento auxiliar

Tocha de soldagem: Equipado com bico cerâmico de diâmetro adequado para garantir uma cobertura adequada de argônio.

Escudo de purga traseira: Utilizado para proteger o cordão de solda durante a fase de resfriamento, evitando que o titânio entre em contato com o ar em altas temperaturas.

Acessórios de soldagem: Usado para segurar a peça no lugar, evitando movimento durante a soldagem.

Materiais de soldagem

Fio de enchimento de titânio: Selecionado para combinar ou se parecer muito com o material de base, garantindo consistência na costura de solda.

Limpadores: Etanol anidro ou acetona, utilizado para limpeza da área de soldagem e arame de enchimento.

Etapas operacionais para soldagem TIG de titânio

Preparação Pré-Soldagem

1. Limpe a superfície das placas de titânio e do fio de enchimento para garantir que não haja graxa, óxidos ou outros contaminantes.

2. Limpe a área de soldagem com etanol anidro ou acetona para manter a secura.

Definir parâmetros de soldagem

1. Defina a corrente de soldagem apropriada (50-150 amperes) com base na espessura da placa de titânio.

2. Defina a vazão do gás argônio para 10-20 litros por minuto para garantir proteção de gás suficiente.

Procedimento de soldagem

1. Use partida de alta frequência para acender o arco.

2. Mantenha um ângulo de 75-80 graus entre a tocha de soldagem e a peça de trabalho para manter o arco estável.

3. Adicione fio de enchimento conforme necessário para garantir o preenchimento uniforme da costura de solda.

4. Mantenha a proteção do gás argônio durante a soldagem para evitar contaminação.

Tratamento Pós-Soldagem

1. Após a conclusão da soldagem, continue a manter a proteção do gás argônio até que a temperatura da costura de solda caia abaixo de 250°C.

2. Inspecione a qualidade da costura de solda para garantir que não haja rachaduras, porosidade ou inclusões de escória.

3. Realize testes não destrutivos (raios X, ultrassom, etc.), se necessário, para garantir a qualidade interna da costura de solda.

Precauções para soldagem TIG de titânio

Prevenindo Contaminação

O titânio é altamente sensível a impurezas como oxigênio, nitrogênio e hidrogênio. Qualquer leve contaminação durante a soldagem pode levar à fragilização e degradação do desempenho da costura de solda.

Use gás argônio de alta pureza, mantenha um ambiente de trabalho limpo e evite contato entre placas de titânio/fio de enchimento e manchas de óleo, suor, etc.

Blindagem de Gás

Certifique-se de que haja sempre proteção de gás argônio durante a soldagem e o resfriamento da costura de solda para evitar que o titânio entre em contato com o ar em altas temperaturas.

Use uma proteção de purga traseira para estender a duração da cobertura de gás argônio.

Controle de entrada de calor

Controle a entrada de calor ajustando a corrente e a velocidade de soldagem para evitar superaquecimento e deformação das placas de titânio.

Para placas espessas ou componentes soldados que exigem alta resistência, considere a soldagem multipasse. Mantenha cada costura de solda limpa entre passagens e use gás argônio para proteção durante o resfriamento.

Vantagens da soldagem TIG Titânio

Proteção de alta pureza

A soldagem TIG utiliza gás argônio de alta pureza (99,999%) como gás de proteção, cobrindo completamente a área de soldagem para evitar que o titânio entre em contato com oxigênio, nitrogênio, hidrogênio e outros gases em altas temperaturas.

O próprio gás argônio é inerte e não reage com o titânio, garantindo a pureza da costura de solda.

Controle Preciso

A soldagem TIG produz um arco estável, permitindo o controle preciso da corrente de soldagem e do comprimento do arco, o que é adequado para metais sensíveis à entrada de calor, como o titânio.

Os operadores podem ajustar os parâmetros de soldagem manual ou automaticamente para garantir a qualidade da soldagem e a aparência do cordão de solda.

Costura de solda de alta qualidade

A soldagem TIG pode obter cordões de solda de alta qualidade com resistência e resistência à corrosão comparáveis ​​ou melhores que o material de base.

O arame de enchimento pode ser usado durante a soldagem para garantir que a composição do cordão de solda corresponda ao material de base, evitando a fragilidade do cordão de solda causada por estruturas heterogêneas.

Adaptabilidade a diversas posições e espessuras

A soldagem TIG pode soldar materiais de titânio de diversas posições (planas, verticais, suspensas) e espessuras, desde chapas finas até chapas grossas.

É adequado para soldar formas e estruturas complexas, atendendo às necessidades de diversos setores industriais.

Aplicações de soldagem TIG de titânio

Aeroespacial

As características de alta resistência e leveza do titânio fazem dele o material preferido para aplicações aeroespaciais. A soldagem TIG garante soldagem de componentes estruturais de alta qualidade, atendendo aos rigorosos requisitos de desempenho de materiais na indústria aeroespacial.

Dispositivos médicos

O titânio possui excelente biocompatibilidade e é comumente utilizado na fabricação de dispositivos médicos e implantes. A soldagem TIG garante que a costura de solda não seja tóxica e atenda aos altos padrões de higiene e segurança em dispositivos médicos.

Equipamento Químico

A resistência à corrosão do titânio o torna amplamente utilizado em equipamentos químicos e tubulações. A soldagem TIG pode garantir a vedação e durabilidade de equipamentos e tubulações, prolongando sua vida útil.

Outros aplicativos de alta demanda

O titânio também é amplamente utilizado em engenharia naval, fabricação automotiva, equipamentos esportivos e outros campos. A soldagem TIG garante alto desempenho e confiabilidade desses produtos.

Conclusão

Através deste artigo, obtivemos uma compreensão abrangente da soldagem TIG de titânio e aprendemos por que a soldagem TIG de titânio é amplamente aplicada. Isso ocorre porque a soldagem TIG fornece um ambiente de proteção de gás de alta pureza, controle preciso sobre os parâmetros de soldagem e a característica de baixo aporte de calor. Esses fatores permitem que os materiais de titânio mantenham alta qualidade e estabilidade durante o processo de soldagem, atendendo aos rigorosos requisitos de qualidade e desempenho de soldagem em diversas aplicações.

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yutong metal CEO

Artigo por

Darren Shi

Darren é cofundador da Yutong Metal com 15 anos de experiência na produção e processamento de titânio. Ele adora esportes e escrever e tenta compartilhar sua experiência na produção e aplicações de materiais de titânio por meio de seus artigos.