Koje su razlike između TIG (DC) i TIG (AC)?

Zavarivanje istosmjernom strujom TIG (DC) je kada struja teče samo u jednom smjeru.U usporedbi s AC (izmjeničnom strujom) TIG zavarivanjem, struja kada jednom teče neće pasti na nulu dok se zavarivanje ne završi.Općenito, TIG pretvarači će biti sposobni zavariti bilo DC ili AC/DC zavarivanje s vrlo malo strojeva koji su samo na izmjeničnu struju.

​

DC se koristi za TIG zavarivanje blagog čelika/nehrđajućeg materijala, a AC bi se koristio za zavarivanje aluminija.

Polaritet

Proces TIG zavarivanja ima tri opcije struje zavarivanja ovisno o vrsti spoja.Svaki način povezivanja ima i prednosti i nedostatke.

Istosmjerna struja – negativna elektroda (DCEN)

Ova metoda zavarivanja može se koristiti za širok raspon materijala.TIG plamenik za zavarivanje spojen je na negativni izlaz invertera za zavarivanje, a kabel povratnog rada na pozitivni izlaz.

​

Kada je luk uspostavljen, struja teče u krugu i raspodjela topline u luku je oko 33% u negativnoj strani luka (baklja za zavarivanje) i 67% u pozitivnoj strani luka (obradni komad).

​

Ova ravnoteža omogućuje duboko prodiranje luka u radni komad i smanjuje toplinu u elektrodi.

​

Ova smanjena toplina u elektrodi omogućuje nošenje veće struje manjim elektrodama u usporedbi s drugim vezama polariteta.Ovaj način spajanja često se naziva ravnim polaritetom i najčešći je spoj koji se koristi u istosmjernom zavarivanju.

Istosmjerna struja – pozitivna elektroda (DCEP)

Kod zavarivanja u ovom načinu rada TIG plamenik za zavarivanje spojen je na pozitivni izlaz pretvarača za zavarivanje, a kabel povratnog rada na negativni izlaz.

Kada je luk uspostavljen, struja teče u krugu i raspodjela topline u luku je oko 33% u negativnoj strani luka (obradni komad) i 67% u pozitivnoj strani luka (plamenik za zavarivanje).

​

To znači da je elektroda podvrgnuta najvišoj razini topline i stoga mora biti mnogo veća nego kod DCEN načina rada čak i kada je struja relativno niska kako bi se spriječilo pregrijavanje ili taljenje elektrode.Radni komad je podvrgnut nižoj razini topline pa će prodiranje zavara biti plitko.

 

Ova metoda povezivanja često se naziva obrnuti polaritet.

Također, s ovim načinom rada učinci magnetskih sila mogu dovesti do nestabilnosti i fenomena poznatog kao udar luka gdje luk može lutati između materijala koji se zavaruju.To se također može dogoditi u DCEN načinu rada, ali je češće u DCEP načinu.

​

Može se postaviti pitanje čemu služi ovaj način zavarivanja.Razlog je taj što neki materijali od obojenih metala kao što je aluminij pri normalnoj izloženosti atmosferi stvaraju oksid na površini. Ovaj oksid nastaje zbog reakcije kisika u zraku i materijala sličnog hrđi na čeliku.Međutim, ovaj oksid je vrlo tvrd i ima višu točku taljenja od stvarnog osnovnog materijala i stoga se mora ukloniti prije nego što se može izvesti zavarivanje.

​

Oksid se može ukloniti brušenjem, četkom ili nekim kemijskim čišćenjem, ali čim proces čišćenja prestane, oksid se ponovno počinje stvarati.Stoga bi bilo idealno da se čisti tijekom zavarivanja.Ovaj efekt se događa kada struja teče u DCEP modu kada će se protok elektrona razbiti i ukloniti oksid.Stoga bi se moglo pretpostaviti da bi DCEP bio idealan način zavarivanja ovih materijala s ovom vrstom oksidnog premaza.Nažalost, zbog izloženosti elektrode visokim razinama topline u ovom načinu rada, veličina elektroda bi morala biti velika, a prodor luka bio bi mali.

​

Rješenje za ove vrste materijala bio bi luk dubokog prodiranja u DCEN modu plus čišćenje DCEP načina.Za postizanje ovih prednosti koristi se način zavarivanja izmjeničnom strujom.

Zavarivanje naizmjeničnom strujom

Kod zavarivanja u AC načinu rada struja koju dovodi inverter za zavarivanje radi s pozitivnim i negativnim elementima ili poluciklusima.To znači da struja teče u jednom smjeru, a zatim u drugom u različito vrijeme pa se koristi izraz izmjenična struja.Kombinacija jednog pozitivnog elementa i jednog negativnog elementa naziva se jednim ciklusom.

​

Broj dovršenih ciklusa unutar jedne sekunde naziva se frekvencijom.U Velikoj Britaniji frekvencija izmjenične struje koju dovodi mrežna mreža iznosi 50 ciklusa u sekundi i označava se kao 50 Hertz (Hz)

​

To bi značilo da se struja mijenja 100 puta svake sekunde.Broj ciklusa u sekundi (frekvencija) u standardnom stroju diktira mrežna frekvencija koja u UK iznosi 50Hz.

​

​

​

​

Vrijedi napomenuti da se povećanjem frekvencije povećavaju magnetski učinci i elementi kao što su transformatori postaju sve učinkovitiji.Također povećanje frekvencije struje zavarivanja učvršćuje luk, poboljšava stabilnost luka i dovodi do stanja zavarivanja koje se može kontrolirati.
Međutim, to je teoretski jer kod zavarivanja u TIG modu postoje drugi utjecaji na luk.

Na sinusni val izmjenične struje može utjecati oksidna prevlaka nekih materijala koja djeluje kao ispravljač koji ograničava protok elektrona.To je poznato kao ispravljanje luka i njegov učinak uzrokuje da se pozitivni poluciklus odsiječe ili izobliči.Učinak na zonu zavara su nepravilni uvjeti luka, nedostatak djelovanja čišćenja i moguća oštećenja volframa.

Lukno ispravljanje pozitivnog poluciklusa

Valni oblici izmjenične struje (AC).

Sinusni val

Sinusoidni val sastoji se od toga da se pozitivni element nadiže do svog maksimuma od nule prije nego što se vrati na nulu (često se naziva brdo).

Kako prijeđe nulu i struja mijenja smjer prema svojoj maksimalnoj negativnoj vrijednosti prije nego što poraste na nulu (često se naziva dolina), jedan ciklus je završen.

​

Mnogi TIG zavarivači starijeg stila bili su samo strojevi tipa sinusnog vala.S razvojem modernih pretvarača za zavarivanje sa sve sofisticiranijom elektronikom došao je i razvoj upravljanja i oblikovanja valnog oblika izmjenične struje koji se koristi za zavarivanje.

Kvadratni val

S razvojem AC/DC TIG pretvarača za zavarivanje koji uključuju više elektronike razvijena je generacija strojeva s kvadratnim valovima.Zbog ovih elektroničkih kontrola prijelaz s pozitivnog na negativan i obrnuto može se napraviti gotovo u trenu što dovodi do učinkovitije struje u svakom poluciklusu zbog dužeg perioda na maksimumu.

 

Učinkovito korištenje pohranjene energije magnetskog polja stvara valne oblike koji su vrlo blizu kvadrata.Kontrole prvih elektroničkih izvora energije omogućile su kontrolu 'kvadratnog vala'.Sustav bi omogućio kontrolu pozitivnog (čišćenje) i negativnog (prodiranje) poluciklusa.

​

Uvjet ravnoteže bio bi jednak + pozitivni i negativni poluciklusi dajući stabilno stanje zavara.

Problemi koji se mogu susresti su da nakon što se čišćenje dogodi za manje od pozitivnog poluciklusa, tada dio pozitivnog poluciklusa nije produktivan i može također povećati potencijalno oštećenje elektrode zbog pregrijavanja.Međutim, ovaj tip stroja također bi imao kontrolu ravnoteže koja bi omogućila da vrijeme pozitivnog poluciklusa varira unutar vremena ciklusa.

 

Maksimalna penetracija

To se može postići postavljanjem kontrole na položaj koji će omogućiti da se provede više vremena u negativnom poluciklusu u odnosu na pozitivni poluciklus.To će omogućiti korištenje veće struje s manjim elektrodama što više

topline je u pozitivu (rad).Povećanje topline također rezultira dubljim prodiranjem pri zavarivanju pri istoj brzini kretanja kao i uravnoteženo stanje.
Smanjena zona utjecaja topline i manje izobličenja zbog užeg luka.

 

Maksimalno čišćenje

​To se može postići postavljanjem kontrole na položaj koji će omogućiti da se provede više vremena u pozitivnom poluciklusu u odnosu na negativni poluciklus.To će omogućiti korištenje vrlo aktivne struje čišćenja.Treba imati na umu da postoji optimalno vrijeme čišćenja nakon kojeg više čišćenja neće doći, a mogućnost oštećenja elektrode je veća.Učinak na luk je osiguravanje šire čiste zavarene bazene s plitkim prodorom.