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

Istosmjerna TIG (DC) zavarivanje je kada struja teče samo u jednom smjeru.U usporedbi s AC (izmjeničnom strujom) TIG zavarivanjem, struja koja jednom teče neće pasti na nulu dok zavarivanje ne završi.Općenito, TIG inverteri će moći zavarivati ​​ili DC ili AC/DC zavarivanje s vrlo malo strojeva koji su samo AC.

​

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

Polaritet

TIG postupak zavarivanja ima tri opcije struje zavarivanja ovisno o vrsti priključka.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 povratni kabel na pozitivni izlaz.

​

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

​

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

​

Ova smanjena toplina u elektrodi omogućuje prijenos veće struje pomoću manjih elektroda u usporedbi s drugim spojevima polariteta.Ovaj način spajanja često se naziva ravnim polaritetom i najčešći je spoj koji se koristi u zavarivanju istosmjernom strujom.

Istosmjerna struja – pozitivna elektroda (DCEP)

Prilikom zavarivanja u ovom načinu rada TIG plamenik za zavarivanje spojen je na pozitivni izlaz invertera za zavarivanje, a povratni kabel na negativni izlaz.

Kada se luk uspostavi, struja teče u krugu, a raspodjela topline u luku je oko 33% na negativnoj strani luka (radni komad) i 67% na pozitivnoj strani luka (plamen za zavarivanje).

​

To znači da je elektroda izložena najvišim razinama topline i stoga mora biti puno veća nego kod DCEN načina rada čak i kada je struja relativno niska kako bi se spriječilo pregrijavanje ili topljenje elektrode.Radni komad je izložen nižoj razini topline tako da će prodiranje zavara biti plitko.

 

Ovaj način povezivanja često se naziva obrnuti polaritet.

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

​

Može se postaviti pitanje čemu ovaj način rada pri zavarivanju.Razlog je taj što neki materijali koji ne sadrže željezo 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 izvođenja zavarivanja.

​

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

​

Rješenje za ove vrste materijala bio bi duboki prodorni luk DCEN načina plus čišćenje DCEP načina.Za postizanje ovih prednosti koristi se AC način zavarivanja.

Zavarivanje izmjeničnom strujom (AC).

Kod zavarivanja u AC modu struja koju dovodi pretvarač za zavarivanje radi ili 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 jedan ciklus.

​

Broj dovršetaka ciklusa unutar jedne sekunde naziva se učestalost.U Ujedinjenom Kraljevstvu frekvencija izmjenične struje koju napaja glavna mreža je 50 ciklusa u sekundi i označava se kao 50 Hertza (Hz)

​

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

​

​

​

​

Vrijedno je napomenuti da se s povećanjem frekvencije povećavaju magnetski učinci i elementi poput transformatora postaju sve učinkovitiji.Također povećanje frekvencije struje zavarivanja učvršćuje luk, poboljšava stabilnost luka i dovodi do bolje kontroliranih uvjeta zavarivanja.
Međutim, to je teoretski jer kod zavarivanja u TIG načinu rada postoje i drugi utjecaji na luk.

Na AC sinusni val može utjecati oksidna prevlaka nekih materijala koja djeluje kao ispravljač ograničavajući protok elektrona.Ovo je poznato kao ispravljanje luka i njegov učinak uzrokuje odsijecanje ili izobličenje pozitivnog poluciklusa.Učinak za zonu zavarivanja su nepravilni uvjeti luka, nedostatak djelovanja čišćenja i moguće oštećenje volframom.

Ispravljanje luka pozitivnog poluciklusa

Valni oblici izmjenične struje (AC).

Sinusni val

Sinusoidalni val sastoji se od pozitivnog elementa koji raste do svog maksimuma od nule prije nego što se vrati na nulu (često se naziva brdo).

Kad prijeđe nulu i struja promijeni smjer prema svojoj najvećoj negativnoj vrijednosti prije nego što se podigne na nulu (često se naziva dolina), jedan ciklus je završen.

​

Mnogi TIG zavarivači starijeg tipa bili su samo strojevi tipa sinusnog vala.S razvojem modernih invertera za zavarivanje sa sve sofisticiranijom elektronikom došlo je do razvoja kontrole i oblikovanja AC valnog oblika koji se koristi za zavarivanje.

Četvrtasti val

S razvojem AC/DC TIG invertera za zavarivanje koji uključuju više elektronike, razvijena je generacija strojeva s kvadratnim valom.Zbog ovih elektroničkih kontrola prijelaz s pozitivnog na negativni i obrnuto može se napraviti gotovo u trenu što dovodi do učinkovitije struje u svakom poluciklusu zbog duljeg 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 pozitivnih (čišćenje) i negativnih (penetracija) poluciklusa.

​

Uvjeti ravnoteže bili bi jednaki + pozitivni i negativni poluciklusi dajući stabilno stanje zavara.

Problemi s kojima se može susresti su da nakon što se čišćenje dogodi u vremenu kraćem od pozitivnog poluciklusa, dio pozitivnog poluciklusa nije produktivan i također može povećati potencijalno oštećenje elektrode zbog pregrijavanja.Međutim, ova vrsta stroja također bi imala kontrolu ravnoteže koja bi omogućila da vrijeme pozitivnog poluciklusa varira unutar vremena ciklusa.

 

Maksimalna penetracija

To se može postići postavljanjem kontrole u 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 i više

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

 

Maksimalno čišćenje

​To se može postići postavljanjem kontrole u 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 se više neće čistiti, a mogućnost oštećenja elektrode je veća.Učinak na luk je stvaranje šire čiste zavarene kupke s plitkim prodiranjem.