Jaké jsou rozdíly mezi TIG (DC) a TIG (AC)?

Stejnosměrné svařování TIG (DC) je, když proud teče pouze jedním směrem.Ve srovnání se svařováním TIG AC (střídavý proud) se jednou protékající proud nezmenší na nulu, dokud svařování neskončí.Obecně budou invertory TIG schopny svařovat buď stejnosměrným nebo střídavým/stejnosměrným proudem, přičemž velmi málo strojů bude pouze střídavých.

​

DC se používá pro svařování TIG měkké oceli/nerezové materiály a AC se používá pro svařování hliníku.

Polarita

Svařovací proces TIG má tři možnosti svařovacího proudu podle typu připojení.Každý způsob připojení má své výhody i nevýhody.

Stejnosměrný proud – záporná elektroda (DCEN)

Tento způsob svařování lze použít pro širokou škálu materiálů.Svařovací hořák TIG je připojen k zápornému výstupu svařovacího invertoru a kabel zpětného chodu ke kladnému výstupu.

​

Když je oblouk ustaven, proud protéká obvodem a distribuce tepla v oblouku je přibližně 33 % na záporné straně oblouku (svařovací hořák) a 67 % na kladné straně oblouku (obrobek).

​

Tato rovnováha umožňuje hluboké pronikání oblouku oblouku do obrobku a snižuje teplo v elektrodě.

​

Toto snížené teplo v elektrodě umožňuje přenášení většího proudu menšími elektrodami ve srovnání s připojeními s jinou polaritou.Tento způsob připojení je často označován jako přímá polarita a je nejběžnějším připojením používaným při stejnosměrném svařování.

Stejnosměrný proud – elektroda pozitivní (DCEP)

Při svařování v tomto režimu je svařovací hořák TIG připojen ke kladnému výstupu svařovacího invertoru a zpětný pracovní kabel k zápornému výstupu.

Když je oblouk vytvořen, proud protéká obvodem a distribuce tepla v oblouku je přibližně 33 % na záporné straně oblouku (obrobek) a 67 % na kladné straně oblouku (svařovací hořák).

​

To znamená, že elektroda je vystavena nejvyšším teplotám, a proto musí být mnohem větší než v režimu DCEN, i když je proud relativně nízký, aby se zabránilo přehřátí nebo roztavení elektrody.Obrobek je vystaven nižší úrovni tepla, takže průnik svaru bude mělký.

 

Tento způsob připojení je často označován jako obrácená polarita.

Také v tomto režimu mohou účinky magnetických sil vést k nestabilitě a jevu známému jako oblouk oblouku, kdy se oblouk může pohybovat mezi materiály, které mají být svařovány.To se také může stát v režimu DCEN, ale více převládá v režimu DCEP.

​

Může být otázkou, k čemu je tento režim při svařování použit.Důvodem je to, že některé neželezné materiály jako hliník při normálním vystavení atmosféře tvoří na povrchu oxid. Tento oxid vzniká reakcí kyslíku ve vzduchu a materiálu podobného rzi na oceli.Tento oxid je však velmi tvrdý a má vyšší bod tání než skutečný základní materiál, a proto musí být před svařováním odstraněn.

​

Oxid lze odstranit broušením, kartáčováním nebo chemickým čištěním, ale jakmile proces čištění ustane, oxid se začne znovu tvořit.V ideálním případě by se proto při svařování čistil.Tento efekt nastává, když proud teče v režimu DCEP, kdy se tok elektronů rozpadne a odstraní oxid.Dalo by se tedy předpokládat, že DCEP by byl ideální režim pro svařování těchto materiálů s tímto typem oxidového povlaku.Bohužel kvůli vystavení elektrody vysokým úrovním tepla v tomto režimu by velikost elektrod musela být velká a pronikání oblouku by bylo nízké.

​

Řešením pro tyto typy materiálů by byl hluboký penetrační oblouk v režimu DCEN plus čištění režimu DCEP.K získání těchto výhod se používá režim AC svařování.

Svařování střídavým proudem (AC).

Při svařování v režimu AC pracuje proud dodávaný svařovacím invertorem buď s kladnými a zápornými prvky nebo s polovičními cykly.To znamená, že proud teče jedním směrem a poté druhým v různých časech, takže se používá termín střídavý proud.Kombinace jednoho pozitivního prvku a jednoho negativního prvku se nazývá jeden cyklus.

​

Počet dokončení cyklu během jedné sekundy se označuje jako frekvence.Ve Spojeném království je frekvence střídavého proudu dodávaného ze sítě 50 cyklů za sekundu a je označována jako 50 Hertz (Hz).

​

To by znamenalo, že se proud změní 100krát za sekundu.Počet cyklů za sekundu (frekvence) u standardního stroje je dán frekvencí sítě, která je ve Spojeném království 50 Hz.

​

​

​

​

Stojí za zmínku, že se zvyšující se frekvencí se zvyšují magnetické efekty a položky, jako jsou transformátory, jsou stále účinnější.Také zvýšení frekvence svařovacího proudu ztuhne oblouk, zlepší stabilitu oblouku a vede k lépe kontrolovatelným podmínkám svařování.
To je však teoretické, protože při svařování v režimu TIG existují další vlivy na oblouk.

Sinusová vlna střídavého proudu může být ovlivněna oxidovým povlakem některých materiálů, který působí jako usměrňovač omezující tok elektronů.Toto je známé jako usměrnění oblouku a jeho účinek způsobuje oříznutí nebo deformaci kladného půlcyklu.Důsledkem pro svarovou zónu jsou nevyzpytatelné podmínky oblouku, nedostatečná čisticí činnost a možné poškození wolframem.

Usměrnění oblouku kladného půlcyklu

Průběhy střídavého proudu (AC).

Sinusová vlna

Sinusová vlna se skládá z pozitivního prvku, který se hromadí až do svého maxima z nuly, než spadne zpět na nulu (často označovaný jako kopec).

Jakmile překročí nulu a proud změní směr směrem ke své maximální záporné hodnotě, než poté stoupne na nulu (často označované jako údolí), jeden cyklus je dokončen.

​

Mnohé ze starších svářeček TIG byly pouze stroje typu sinusového typu.S vývojem moderních svařovacích invertorů se stále dokonalejší elektronikou přišel vývoj řízení a tvarování střídavého tvaru vlny používaného pro svařování.

Čtvercová vlna

S vývojem AC/DC svařovacích invertorů TIG, aby zahrnovaly více elektroniky, byla vyvinuta generace strojů s obdélníkovou vlnou.Díky těmto elektronickým ovládacím prvkům může být přechod z kladného na záporný a naopak proveden téměř okamžitě, což vede k účinnějšímu proudu v každém půlcyklu díky delší době maxima.

 

Efektivní využití akumulované energie magnetického pole vytváří křivky, které jsou velmi blízké čtverci.Ovládací prvky prvních elektronických zdrojů energie umožňovaly ovládání „čtvercové vlny“.Systém by umožňoval řízení pozitivních (čištění) a negativních (penetrace) polovičních cyklů.

​

Podmínka vyvážení by byla stejná + kladné a záporné poloviční cykly poskytující stabilní stav svaru.

Problémy, se kterými se lze setkat, jsou, že jakmile k čištění dojde v době kratší než kladná polovina cyklu, pak některé z kladných polovičních cyklů nejsou produktivní a mohou také zvýšit potenciální poškození elektrody v důsledku přehřátí.Tento typ stroje by však měl také ovládání vyvážení, které umožňovalo, aby se čas kladného půlcyklu měnil v rámci doby cyklu.

 

Maximální penetrace

Toho lze dosáhnout umístěním ovladače do polohy, která umožní strávit více času v záporném polovičním cyklu vzhledem k kladnému polovičnímu cyklu.To umožní použít vyšší proud s menšími elektrodami

tepla je v plusu (práce).Nárůst tepla má také za následek hlubší průnik při svařování stejnou rychlostí pojezdu, jako je vyvážený stav.
Snížená tepelně ovlivněná zóna a menší zkreslení díky užšímu oblouku.

 

Maximální čištění

Toho lze dosáhnout umístěním ovladače do polohy, která umožní strávit více času v kladném polovičním cyklu vzhledem k zápornému polovičnímu cyklu.To umožní použití velmi aktivního čisticího proudu.Je třeba poznamenat, že existuje optimální doba čištění, po které již nedojde k dalšímu čištění a potenciál poškození elektrody je větší.Účinek na oblouk je poskytnutí širší čisté svarové lázně s mělkým průnikem.