Gases de Proteção em Soldadura — Guia Técnico Completo (EN ISO 14175)

Introdução

Os gases de proteção desempenham uma função crítica nos processos de soldadura por arco com proteção gasosa — MIG/MAG (131/135), TIG (141) e FCAW (136/137). A sua função principal é proteger o banho de fusão, as gotas de metal de adição e o cordão solidificado da contaminação atmosférica (oxigénio, azoto e vapor de água), que causam porosidade, oxidação e fragilização da soldadura.

Mas os gases fazem muito mais do que proteger. Influenciam diretamente a estabilidade do arco, o modo de transferência metálica, a penetração, a morfologia do cordão, os salpicos e as propriedades mecânicas da junta soldada. A escolha correta do gás é tão importante quanto a escolha do consumível ou dos parâmetros elétricos.

A norma de referência é a EN ISO 14175:2008 — *Consumíveis para soldadura — Gases e misturas de gases para soldadura por fusão e processos afins*.

---

Classificação EN ISO 14175

A EN ISO 14175 classifica os gases e misturas de gases em grupos e subgrupos com base na sua composição e reatividade. A designação segue o formato:

ISO 14175 – Grupo Subgrupo (exemplo: ISO 14175 – M21)

Grupos principais

Subgrupos mais utilizados na indústria

---

Propriedades Individuais dos Gases

Árgon (Ar)

O árgon é o gás de proteção mais utilizado. O seu baixo potencial de ionização facilita o escorvamento e a estabilidade do arco. Sendo mais pesado que o ar, proporciona excelente cobertura do banho de fusão. Usado puro no TIG para todos os materiais e no MIG para não ferrosos. No MAG, é sempre combinado com gases ativos.

A baixa condutividade térmica do árgon puro produz um perfil de penetração tipo "dedo" (finger-like) — estreito e profundo no centro, com pouca fusão nas bordas. Este perfil favorece a falta de fusão lateral em juntas de ângulo.

Dióxido de Carbono (CO₂)

O CO₂ é um gás ativo que se dissocia no arco em CO + O. O oxigénio liberto reage com o banho de fusão (oxidação), mas a alta energia do arco e a elevada condutividade térmica produzem grande penetração e cordão largo. Contrapartidas: mais salpicos, superfície mais rugosa e perda de elementos de liga (Mn, Si) por oxidação.

Usado puro (C1) é o gás mais económico para MAG em aço carbono. A transferência spray não é possível com CO₂ puro — apenas curto-circuito e globular.

Hélio (He)

O hélio tem alta condutividade térmica, o que resulta num arco mais quente e num perfil de penetração largo e parabólico — ideal para materiais de alta condutividade como alumínio e cobre espessos. É significativamente mais caro que o árgon e, por ser mais leve que o ar, necessita de caudais 2–3× superiores para proteção equivalente.

Raramente usado puro — normalmente em misturas Ar+He (25–75% He) para obter maior entrega térmica sem o custo do hélio puro.

Oxigénio (O₂)

Adicionado em pequenas quantidades (1–5%) às misturas de árgon para melhorar a molhabilidade do banho de fusão e a estabilidade do arco em MAG de aço carbono e inox. Reduz a tensão superficial do banho, produzindo cordões mais planos e com melhor "molhagem" nos bordos. Em excesso, causa oxidação excessiva e inclusões de óxidos.

Hidrogénio (H₂)

Usado apenas com materiais austeníticos (inox austenítico, ligas de níquel) e nunca com aços carbono, ferríticos ou martensíticos (causa fissuração a frio). Em misturas R1/R2 (2–15% H₂ + Ar), o hidrogénio atua como redutor, produzindo cordões mais brilhantes, limpos e com boa molhabilidade. Aumenta a entrega térmica e permite maiores velocidades de soldadura em TIG orbital.

Azoto (N₂)

Gás de baixo custo, utilizado como gás de purga (backing gas) em soldadura TIG de aço inox, e em pequenas adições (1–2%) a misturas de árgon para aço inox duplex (estabiliza a fase austenítica). Nunca como gás de proteção principal em aço carbono.

---

Seleção do Gás por Processo e Material

MIG/MAG — Aço Carbono e Baixa Liga

Recomendação prática: Para a maioria das aplicações em aço carbono, Ar + 18% CO₂ (M21) é a mistura universal. Cobre curto-circuito e spray, todas as posições, espessuras de 1,5 a 30 mm.

MIG — Aço Inox Austenítico

Regra: em inox, manter CO₂ ≤ 3% para evitar carburização do cordão e degradação da resistência à corrosão.

MIG — Alumínio e Ligas Leves

O alumínio requer obrigatoriamente gás inerte. Qualquer gás ativo (CO₂, O₂) provoca oxidação severa e porosidade inaceitável.

TIG (141)

Gás de purga (backing): N₂ para inox (económico) ou Ar para melhor resultado. O gás de purga protege a raiz do cordão durante a soldadura.

FCAW (136/137)

---

Influência do Gás na Morfologia do Cordão

O gás altera fundamentalmente a geometria e o aspeto do cordão:

A adição progressiva de CO₂ ao árgon alarga o perfil de penetração, melhora a molhabilidade mas aumenta salpicos e oxidação superficial. A adição de He ao Ar produz um perfil mais largo e parabólico com maior entrega térmica.

---

Caudais de Gás

O caudal deve garantir proteção adequada sem ser excessivo (turbulência aspira ar para a zona de soldadura):

Regra empírica

Caudal (l/min) ≈ diâmetro do bocal (mm) × 1,0 a 1,2

Fatores que requerem aumento do caudal

---

Armazenamento e Segurança

---

Defeitos Causados por Problemas com o Gás

---

Comparação Económica

O custo do gás representa tipicamente 2–5% do custo total da soldadura (o maior custo é a mão-de-obra). Economizar no gás à custa de qualidade/produtividade é quase sempre um mau investimento.

---

Normas de Referência

---

*Artigo técnico baseado em EN ISO 14175:2008, AWS Welding Handbook — Módulo EWE/IWE 1.8 Processo MIG/MAG, Lincoln Electric — The Procedure Handbook of Arc Welding e AWS Welding Handbook Vol. 1. Publicado na WeldFC Academy.*