Este guia técnico compara a soldabilidade relativa do titânio comercialmente puro e de várias ligas de titânio, apresentando, em seguida, dados práticos de processo para a soldagem a arco com gás tungstênio, a soldagem a arco de plasma e a soldagem por feixe de elétrons. Ele aborda os tipos e dimensões de chanfros para GTAW, os arranjos de proteção para a poça de fusão e a zona afetada pelo calor, além de tabelas de parâmetros para soldagem manual e automática. Tabelas adicionais resumem as configurações para a soldagem a arco de plasma e a solda por feixe de elétrons de acordo com a espessura da peça, incluindo corrente, tensão, velocidade de avanço, alimentação do fio de adição, tamanho do bico e vazão de argônio. Os valores apresentados nas tabelas referem-se às espessuras das peças listadas e às condições do processo, e não a limites universais de qualificação.
O titânio e as ligas de titânio podem ser soldados por arco de gás-tungstênio, arco de plasma e soldagem por feixe de elétrons. A soldabilidade das ligas varia, e o sucesso da soldagem depende da geometria da junta, da limpeza das bordas, da proteção eficaz do metal incandescente e das configurações do processo adequadas à espessura da peça. As tabelas abaixo comparam a soldabilidade e apresentam as dimensões do sulco, o fluxo de gás e os parâmetros de soldagem para as condições listadas.
| Liga | Soldabilidade relativa |
| Titânio comercialmente puro | Excelente soldabilidade |
| Ti-5Al-2,5Sn | Soldabilidade razoável |
| Ti-5Al-2.5Sn (teor de impurezas muito baixo) | Excelente soldabilidade |
| Ti-0.2Pd | Excelente soldabilidade |
| Ti-5Mo-5V-8Cr-3Al | Soldabilidade razoável |
| Ti-3Al-8Mo-11Cr | Soldabilidade razoável |
| Ti-5Al-4V | Soldabilidade razoável |
| Ti-6Al-4V | Soldabilidade razoável |
| Ti-6Al-4V (teor de impurezas muito baixo) | Excelente soldabilidade |
| Ti-6Al-1.5Cr-2.5Mo-0.5Fe-0.3Si | Baixa soldabilidade; restrita a aplicações especiais |
| Ti-6Al-6V-2Sn | Baixa soldabilidade; restrita a aplicações especiais |
Observação: O calor em uma junta soldada depende, em grande parte, da rugosidade da superfície da ranhura, da limpeza das bordas e da preparação pré-soldagem do material de titânio.
| Tipo de chanfro | Espessura da peça, δ/mm | Dimensões dos chanfros | ||
| Folga/mm | Face da raiz/mm | Ângulo/(°) | ||
| Chanfro em I | 0.5~2.3 | 0 | – | – |
| 0.8~3.2 | 0~0.1 δ | – | – | |
| Chanfro em V | 1.6~6.4 | 0~1.0 δ | (0.1~0.2) δ | 30~60 |
| 3.0~13 | 30~90 | |||
| Chanfro em X | 6.4~38 | 30~90 | ||
| Chanfro em U | 6.4~25 | 15~30 | ||
| Chanfro em U duplo | 19~51 | 15~30 | ||
[ESPAÇO RESERVADO PARA IMAGEM: Tipos e dimensões de ranhuras para soldagem GTAW com titânio]
| Categoria | Área protegida | Medida de proteção | Aplicação e características |
| Proteção local | Poço de fusão e área circundante | Utilize um bico cilíndrico ou elíptico que ofereça proteção eficaz e aumente o fluxo de argônio de acordo com a necessidade. | Adequado para peças com geometria de solda regular e construção simples; prático de operar e altamente flexível. |
| Solda e zona afetada pelo calor a temperaturas ≥400 °C |
|
||
| Raiz da solda e zona afetada pelo calor a temperaturas ≥400 °C |
|
||
| Blindagem com câmara preenchida com argônio | Peça inteira |
|
Adequado para peças com estrutura complexa e acesso difícil para soldagem. |
| Resfriamento aprimorado | Soldadura e zona afetada pelo calor |
|
Utilizado em conjunto com outras medidas de blindagem para melhorar a proteção. |
| Espessura da peça/mm | Tipo de chanfro | Diâmetro do eletrodo de tungstênio/mm | Diâmetro do fio de adição/mm | Número de passadas de solda | Corrente de soldagem/A | Vazão de argônio/(L/min) | Diâmetro do orifício do bico/mm | Observações | ||
| Lado da face | Escudo traseiro | Lado da raiz | ||||||||
| 0.5 | Junta de topo com ranhura em I | 1.5 | 1.0 | 1 | 30~50 | 8~10 | 14~16 | 6~8 | 10 | Folga na junção de topo: 0.5 mm |
| 1.0 | 2.0 | 1.0~2.0 | 1 | 40~60 | 8~10 | 14~16 | 6~8 | 10 | ||
| 1.5 | 2.0 | 1.0~2.0 | 1 | 60~80 | 10~12 | 14~16 | 8~10 | 10~12 | ||
| 2.0 | 2.0~3.0 | 1.0~2.0 | 1 | 80~110 | 12~14 | 16~20 | 10~12 | 12~14 | ||
| 2.5 | 2.0~3.0 | 2.0 | 1 | 110~120 | 12~14 | 16~20 | 10~12 | 12~14 | ||
| 3.0 | Junta de topo com ranhura em V | 3.0 | 2.0~3.0 | 1~2 | 120~140 | 12~14 | 16~20 | 10~12 | 14~18 | Abertura do chanfro: 2~3 mm; face da raiz: 0.5 mm. Uma placa de apoio de aço é colocada sob a solda, e o ângulo do sulco é de 60°~65°. |
| 3.5 | 3.0~4.0 | 2.0~3.0 | 1~2 | 120~140 | 12~14 | 16~20 | 10~12 | 14~18 | ||
| 4.0 | 3.0~4.0 | 2.0~3.0 | 2 | 130~150 | 14~16 | 20~25 | 12~14 | 18~20 | ||
| 5.0 | 4.0 | 3.0 | 2~3 | 130~150 | 14~16 | 20~25 | 12~14 | 18~20 | ||
| 6.0 | 4.0 | 3.0~4.0 | 2~3 | 140~180 | 14~16 | 25~28 | 12~14 | 18~20 | ||
| 7.0 | 4.0 | 3.0~4.0 | 2~3 | 140~180 | 14~16 | 25~28 | 12~14 | 20~22 | ||
| 8.0 | 4.0 | 3.0~4.0 | 3~4 | 140~180 | 14~16 | 25~28 | 12~14 | 20~22 | ||
| Espessura da peça/mm | Diâmetro do eletrodo de tungstênio/mm | Diâmetro do fio de adição/mm | Corrente de soldagem/A | Tensão do arco/V | Velocidade de deslocamento/(m/min) | Velocidade de alimentação do fio/(m/min) | Tipo de chanfro | Número de passadas de solda | Vazão de argônio/(L/min) | ||
| Lado da face | Lado da raiz | Escudo traseiro | |||||||||
| 0.5 | 1.5 | – | 25~40 | 8~10 | – | – | – | 1 | – | – | – |
| 0.8 | 1.5 | – | 45~55 | 0.2~0.4 | – | 1 | 8~12 | 2~4 | 10~15 | ||
| 1.0 | 1.6 | – | 50~65 | 0.3~0.5 | – | 1 | |||||
| 1.2 | 2.0 | – | 75~90 | 10~12 | 0.15~0.45 | 0.25~0.45 | – | 1 | 10~15 | 3~6 | 12~18 |
| 1.5 | 2.0 | 1.2~1.6 | 90~120 | – | 1 | ||||||
| 2.0 | 2.5 | 1.6~2.0 | 140~160 | 10~14 | 0.15~0.40 | 0.25~0.60 | – | 1 | |||
| 2.5 | 3.0 | 1.6~2.0 | 180~220 | 0.25~0.75 | – | 1 | |||||
| 3.0 | 3.0 | 2.0~3.0 | 200~240 | 14~16 | 0.30~0.33 | 0.30~0.85 | – | 1 | 12~14 | 10~12 | 16~18 |
| 4.0 | 3.0 | 3.0 | 200~260 | – | espaço de 12 mm | 2 | 14~16 | 12~14 | 18~20 | ||
| 6.0 | 4.0 | 3.0 | 240~280 | 14~18 | 0.30~0.35 | – | V60° | 3 | 14~16 | 20~24 | |
| 10 | 4.0 | 3.0 | 200~260 | 0.15~0.20 | – | V60° | 3 | 14~16 | 20~24 | ||
| Espessura da peça/mm | Diâmetro do orifício do bico/mm | Corrente de soldagem/A | Tensão de soldagem/V | Velocidade de deslocamento/(m/min) | Velocidade de alimentação do fio/(m/min) | Diâmetro do fio de adição/mm | Vazão de argônio/(L/min) | |||
| Gás de plasma | Gás de proteção | Escudo traseiro | Lado da raiz | |||||||
| 0.2 | 0.8 | 5 | – | 7.5 | – | – | 0.25 | 10 | – | 2 |
| 0.4 | 0.8 | 6 | – | 7.5 | – | – | 0.25 | 10 | – | 2 |
| 1 | 1.5 | 35 | 18 | 12 | – | – | 0.5 | 12 | 15 | 2 |
| 3 | 3.5 | 150 | 24 | 23 | 60 | 1.5 | 4 | 15 | 20 | 6 |
| 6 | 3.5 | 160 | 30 | 18 | 68 | 1.5 | 7 | 20 | 25 | 15 |
| 8 | 3.5 | 172 | 30 | 18 | 72 | 1.5 | 7 | 20 | 25 | 15 |
| 10 | 3.5 | 250 | 25 | 9 | 46 | 1.5 | 7 | 20 | 25 | 15 |
| Espessura da peça/mm | Tensão de aceleração/V | Corrente do feixe de elétrons/mA | Velocidade de deslocamento/(m/min) | Observações |
| 1.0 | 13 | 50 | 2.1 | – |
| 1.3 | 85 | 4 | 1.52 | – |
| 2.0 | 18.5 | 90 | 1.90 | – |
| 3.0 | 20.0 | 95 | 0.80 | – |
| 5.08 | 12.5 | 8 | 0.46 | Alta tensão |
| 28 | 180 | 1.27 | Alta tensão | |
| 9.5~11.4 | 36 | 220~230 | 1.4~1.52 | – |
| 12.7 | 37 | 310 | 2.29 | Penetração total |
| 19 | 80 | 2.29 | Superfície de solda | |
| 16.0 | 30 | 260 | 1.50 | – |
| 25.0 | 40 | 350 | 1.30 | – |
| 25.4 | 23 | 300 | 0.38 | – |
| 50.0 | 45 | 450 | 0.70 | – |
| 50.8 | 46 | 495 | 1.04 | Penetração total |
| 19 | 105 | 1.04 | Superfície de solda | |
| 57.2 | 48 | 450 | 0.76 | Penetração total |
| 20 | 110 | 0.76 | Superfície de solda |
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