Influência da corrente elétrica em revestimento e aço inoxidável super austenítico por meio do processo GTAW

Resumo

A soldagem GTAW (Gas Tungsten Arc Welding), mais conhecida como TIG (Tungsten Inert Gas), é um método de soldagem a arco que utiliza um eletrodo de tungstênio não consumível para produzir a solda. O arco é responsável pela fusão do metal base e, quando necessário, um metal de enchimento é incorporado para formar a junção de solda. Para proteger todo o processo de contaminação atmosférica, um gás inerte, geralmente argônio ou hélio, é usado para circundar o eletrodo e a poça de fusão [1]. Este processo é usado nas indústrias aeronáutica e aeroespacial, automotiva, médica, de alimentos e bebidas, construção naval e artesanato e joalheria, em diferentes aplicações. As vantagens do seu uso estão: na alta qualidade da solda, na sua limpeza e na ausência de imperfeições e respingos; na versatilidade, podendo soldar materiais como: aço inoxidável, alumínio, magnésio, cobre, titânio e outros metais não ferrosos; na precisão da solda no controle da entrada de calor e na adição de material; na ausência de contaminação com a atmosfera em função da utilização do gás inerte ao redor do processo [1]. Algumas fontes citam a minimização de respingos e melhor acabamento de cordão de solda [2]. No entanto, tem a desvantagem de ser um processo lento e de depositar uma pequena quantidade de metal, quando comparado a outros processos de soldagem [2]. No processo de soldagem GTAW o controle da corrente elétrica é um aspecto crucial que influencia diretamente a qualidade e a precisão da solda [3]. Descreve-se a seguir alguns aspectos importantes desse parâmetro: controle e estabilidade do arco, pois quando o arco obtido possui estabilidade, obtém-se uma penetração uniforme do revestimento; controle da entrada de calor, pois isso se torna importante ao trabalhar com materiais finos ou metais sensíveis ao calor, visto que o calor excessivo pode causar empenamento, distorção ou até mesmo perfuração; controle da fluidez da poça de fusão, limitando o escoamento e garantindo a aderência; controle de corrente evita o sobreaquecimento do eletrodo de tungstênio, garantido a durabilidade do equipamento [4]. O cladding é um método de revestimento que consiste na aplicação de uma camada de material sobre a superfície de um substrato. O objetivo dessa técnica é aprimorar características como resistência à corrosão e ao desgaste, além de conferir outras propriedades desejáveis, sem afetar a integridade do metal-base. Este processo é amplamente adotado em indústrias que também fazem uso da soldagem GTAW [5]. Diversos estudos foram conduzidos com o objetivo de aprimorar a desempenho desta técnica, explorando a variação do valor da corrente elétrica aplicada e o tempo de processamento da solda [2]-[3]-[6]. Nesses casos, um dispositivo de aquisição de dados foi integrado ao experimento para facilitar o trabalho. O controle da corrente elétrica surge como um fator crucial, dada sua influência direta na qualidade e precisão da solda [7]. Alguns aspectos deste parâmetro são especialmente importantes: controle e estabilidade do arco, já que um arco estável resulta em uma penetração uniforme do revestimento; controle da entrada de calor, que é fundamental ao lidar com materiais finos ou metais sensíveis ao calor, uma vez que o calor excessivo pode causar deformações, distorções ou até perfurações; controle da fluidez da poça de fusão, restringindo o escoamento e assegurando a aderência; e o controle de corrente, que evita o superaquecimento do eletrodo de tungstênio, garantindo a longevidade do equipamento [4]. Este projeto consiste em um estudo mais detalhado dos parâmetros de soldagem como temperatura de aquecimento do metal-base, velocidade de recobrimento e temperatura de aquecimento do metal de adição, com o objetivo de aperfeiçoar as propriedades mecânicas do material processado, possibilitando uma ampliação do uso desta técnica. No entanto, não está previsto neste projeto um sistema de aquisição de dados elétricos que registre os valores das grandezas elétricas, como a corrente elétrica, para que estes parâmetros possam ser obtidos com precisão.