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

Zavarivanje jednosmjernom strujom TIG (DC) je kada struja teče samo u jednom smjeru.U poređenju sa AC (izmjeničnom strujom) TIG zavarivanjem, struja kada jednom teče neće pasti na nulu dok se zavarivanje ne završi.Uopšteno govoreći, TIG invertori će biti sposobni za zavarivanje bilo DC ili AC/DC zavarivanja sa vrlo malo mašina koje su samo naizmenične struje.

​

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

Polaritet

Proces TIG zavarivanja ima tri opcije struje zavarivanja u zavisnosti od vrste veze.Svaki način povezivanja ima i prednosti i nedostatke.

Istosmjerna struja – negativna elektroda (DCEN)

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

​

Kada se luk uspostavi struja teče u strujnom krugu i distribucija toplote u luku je oko 33% na negativnoj strani luka (gorionik za zavarivanje) i 67% na pozitivnoj strani luka (obradni komad).

​

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

​

Ova smanjena toplina u elektrodi omogućava nošenje veće struje manjim elektrodama u odnosu na druge veze polariteta.Ova metoda povezivanja se često naziva ravnim polaritetom i najčešća je veza koja se koristi u DC zavarivanju.

Istosmjerna struja – pozitivna elektroda (DCEP)

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

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

​

To znači da je elektroda izložena najvišim razinama 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 topljenje elektrode.Radni komad se podvrgava nižoj toploti tako da će prodiranje zavara biti plitko.

 

Ova metoda povezivanja se često naziva obrnutim polaritetom.

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

​

Može se postaviti pitanje čemu služi ovaj način zavarivanja.Razlog je taj što neki obojeni materijali kao što je aluminij pri normalnom izlaganju atmosferi formiraju oksid na površini. Ovaj oksid nastaje reakcijom kisika u zraku i materijala sličnog hrđi na čeliku.Međutim, ovaj oksid je vrlo tvrd i ima višu tačku topljenja od stvarnog osnovnog materijala i stoga se mora ukloniti prije nego što se može izvesti zavarivanje.

​

Oksid se može ukloniti brušenjem, četkom ili nekim hemijskim čišćenjem, ali čim proces čišćenja prestane, oksid počinje ponovo da se formira.Stoga bi bilo idealno da se čisti tokom zavarivanja.Ovaj efekat se dešava 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 za zavarivanje ovih materijala sa ovom vrstom oksidnog premaza.Nažalost, zbog izloženosti elektrode visokim nivoima toplote u ovom režimu, veličina elektroda bi morala biti velika, a penetracija luka bila bi mala.

​

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

Zavarivanje naizmjeničnom strujom

Prilikom zavarivanja u AC načinu rada struja koju dovodi inverter za zavarivanje radi sa 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 naizmjenična struja.Kombinacija jednog pozitivnog elementa i jednog negativnog elementa naziva se jednim ciklusom.

​

Koliko puta se ciklus završi unutar jedne sekunde naziva se frekvencija.U Velikoj Britaniji frekvencija naizmjenične struje koju dovodi mrežna mreža je 50 ciklusa u sekundi i označava se kao 50 Herca (Hz)

​

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

​

​

​

​

Vrijedi napomenuti da kako se frekvencija povećava, magnetni efekti se povećavaju i predmeti kao što su transformatori postaju sve efikasniji.Takođe povećanje frekvencije struje zavarivanja učvršćuje luk, poboljšava stabilnost luka i dovodi do uslova zavarivanja koji se mogu kontrolirati.
Međutim, ovo je teoretski jer kod zavarivanja u TIG modu postoje drugi utjecaji na luk.

Na sinusni val izmjenične struje može utjecati oksidni premaz nekih materijala koji djeluje kao ispravljač koji ograničava protok elektrona.Ovo je poznato kao ispravljanje luka i njegov efekat uzrokuje da se pozitivni poluciklus odseče ili izobliči.Učinak na zonu zavara je nepravilan luk, nedostatak akcije čišćenja i moguća oštećenja volframa.

Lukno ispravljanje pozitivnog poluciklusa

Talasni oblici naizmjenične struje (AC).

Sinusni talas

Sinusoidalni 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 prelazi nulu i struja mijenja smjer prema svojoj maksimalnoj negativnoj vrijednosti prije nego što poraste na nulu (koja se često naziva dolina), jedan ciklus se završava.

​

Mnogi TIG zavarivači starijeg stila bili su samo mašine tipa sinusnog talasa.Sa razvojem modernih invertera za zavarivanje sa sve sofisticiranijom elektronikom došao je i razvoj kontrole i oblikovanja AC valnog oblika koji se koristi za zavarivanje.

The Square Wave

Sa razvojem AC/DC TIG pretvarača za zavarivanje koji uključuju više elektronike, razvijena je generacija strojeva s kvadratnim valovima.Zahvaljujući ovim elektronskim kontrolama, prelaz sa pozitivnog na negativan i obrnuto može se izvršiti skoro u trenu što dovodi do efektivnije struje u svakom poluciklusu zbog dužeg perioda na maksimumu.

 

Efikasna upotreba pohranjene energije magnetnog polja stvara talasne oblike koji su vrlo blizu kvadrata.Kontrole prvih elektronskih izvora energije omogućile su kontrolu 'kvadratnog talasa'.Sistem bi omogućio kontrolu pozitivnog (čišćenje) i negativnog (penetracija) poluciklusa.

​

Stanje ravnoteže bi bilo jednako + pozitivni i negativni poluciklusi dajući stabilno stanje zavarivanja.

Problemi s kojima se može susresti su da nakon što se čišćenje dogodi za manje od pozitivnog poluciklusa, onda dio pozitivnog poluciklusa nije produktivan i može povećati potencijalno oštećenje elektrode zbog pregrijavanja.Međutim, ovaj tip mašine bi takođe imao kontrolu ravnoteže koja bi omogućila da vreme pozitivnog poluciklusa varira u toku ciklusa.

 

Maksimalna penetracija

Ovo 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 sa manjim elektrodama što više

topline je u pozitivi (rad).Povećanje topline također rezultira dubljim prodiranjem pri zavarivanju pri istoj brzini kretanja kao u izbalansiranom stanju.
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 napomenuti da postoji optimalno vrijeme čišćenja nakon kojeg više čišćenja neće doći i mogućnost oštećenja elektrode je veća.Efekat na luk je da se obezbedi širi čist zavareni bazen sa plitkim prodorom.