Aké sú rozdiely medzi TIG (DC) a TIG (AC)?

Zváranie TIG (DC) jednosmerným prúdom je, keď prúd tečie iba jedným smerom.V porovnaní so zváraním TIG AC (striedavý prúd) sa raz pretekajúci prúd nezníži na nulu, kým sa zváranie neskončí.Vo všeobecnosti budú invertory TIG schopné zvárať buď jednosmerným alebo striedavým/ jednosmerným prúdom, pričom len veľmi málo strojov je iba striedavých.

​

DC sa používa na zváranie TIG mäkká oceľ/nehrdzavejúci materiál a AC sa používa na zváranie hliníka.

Polarita

Zvárací proces TIG má tri možnosti zváracieho prúdu podľa typu pripojenia.Každý spôsob pripojenia má výhody aj nevýhody.

Jednosmerný prúd – záporná elektróda (DCEN)

Tento spôsob zvárania je možné použiť pre širokú škálu materiálov.Zvárací horák TIG je pripojený k zápornému výstupu zváracieho invertora a kábel spätného chodu k kladnému výstupu.

​

Keď je oblúk vytvorený, prúd preteká obvodom a distribúcia tepla v oblúku je približne 33 % na zápornej strane oblúka (zvárací horák) a 67 % na kladnej strane oblúka (obrobok).

​

Táto rovnováha umožňuje hlboké prenikanie oblúka oblúka do obrobku a znižuje teplo v elektróde.

​

Toto znížené teplo v elektróde umožňuje prenášanie väčšieho prúdu menšími elektródami v porovnaní s inými zapojeniami polarity.Tento spôsob pripojenia sa často označuje ako priama polarita a je to najbežnejšie pripojenie používané pri zváraní jednosmerným prúdom.

Jednosmerný prúd – elektróda pozitívna (DCEP)

Pri zváraní v tomto režime je zvárací horák TIG pripojený na kladný výstup zváracieho invertora a kábel spätného chodu na záporný výstup.

Keď je oblúk vytvorený, prúd tečie obvodom a distribúcia tepla v oblúku je približne 33 % na zápornej strane oblúka (obrobok) a 67 % na kladnej strane oblúka (zvárací horák).

​

To znamená, že elektróda je vystavená najvyšším úrovniam tepla, a preto musí byť oveľa väčšia ako v režime DCEN, aj keď je prúd relatívne nízky, aby sa zabránilo prehriatiu alebo roztaveniu elektródy.Obrobok je vystavený nižšej úrovni tepla, takže prienik zvaru bude plytký.

 

Tento spôsob pripojenia sa často označuje ako reverzná polarita.

V tomto režime môžu účinky magnetických síl viesť k nestabilite a javu známemu ako úder oblúka, kedy sa oblúk môže pohybovať medzi materiálmi, ktoré sa majú zvárať.To sa môže stať aj v režime DCEN, ale častejšie sa to vyskytuje v režime DCEP.

​

Možno je otázne, aké využitie má tento režim pri zváraní.Dôvodom je, že niektoré neželezné materiály ako hliník pri bežnom vystavení atmosfére vytvárajú na povrchu oxid. Tento oxid vzniká reakciou kyslíka vo vzduchu a materiálu podobného hrdzi na oceli.Tento oxid je však veľmi tvrdý a má vyššiu teplotu topenia ako skutočný základný materiál, a preto sa musí pred zváraním odstrániť.

​

Oxid je možné odstrániť brúsením, kefovaním alebo nejakým chemickým čistením, ale akonáhle proces čistenia prestane, oxid sa začne znova vytvárať.V ideálnom prípade by sa preto mal čistiť počas zvárania.Tento efekt nastáva, keď prúd tečie v režime DCEP, keď sa tok elektrónov rozpadne a odstráni oxid.Dalo by sa teda predpokladať, že DCEP by bol ideálny režim na zváranie týchto materiálov s týmto typom oxidového povlaku.Bohužiaľ kvôli vystaveniu elektródy vysokým teplotám v tomto režime by veľkosť elektród musela byť veľká a prienik oblúka by bol nízky.

​

Riešením pre tieto typy materiálov by bol hlboko prenikajúci oblúk v režime DCEN plus čistenie v režime DCEP.Na získanie týchto výhod sa používa režim zvárania striedavým prúdom.

Zváranie striedavým prúdom (AC).

Pri zváraní v režime AC prúd dodávaný zváracím invertorom pracuje buď s kladnými a zápornými prvkami alebo s polovičnými cyklami.To znamená, že prúd tečie jedným smerom a potom druhým v rôznych časoch, takže sa používa termín striedavý prúd.Kombinácia jedného pozitívneho prvku a jedného negatívneho prvku sa nazýva jeden cyklus.

​

Počet dokončení cyklu v priebehu jednej sekundy sa označuje ako frekvencia.Vo Veľkej Británii je frekvencia striedavého prúdu dodávaného zo siete 50 cyklov za sekundu a označuje sa ako 50 Hertz (Hz).

​

To by znamenalo, že prúd sa každú sekundu zmení 100-krát.Počet cyklov za sekundu (frekvencia) v štandardnom stroji je diktovaný frekvenciou siete, ktorá je vo Veľkej Británii 50 Hz.

​

​

​

​

Stojí za zmienku, že so zvyšujúcou sa frekvenciou sa magnetické efekty zväčšujú a položky, ako sú transformátory, sú čoraz efektívnejšie.Zvýšenie frekvencie zváracieho prúdu tiež spevňuje oblúk, zlepšuje stabilitu oblúka a vedie k lepšie kontrolovateľným podmienkam zvárania.
To je však teoretické, pretože pri zváraní v režime TIG existujú na oblúk iné vplyvy.

Sínusová vlna striedavého prúdu môže byť ovplyvnená oxidovým povlakom niektorých materiálov, ktorý pôsobí ako usmerňovač obmedzujúci tok elektrónov.Toto je známe ako usmerňovanie oblúka a jeho účinok spôsobuje odrezanie alebo skreslenie kladného polcyklu.Vplyvom na zvarovú zónu sú nepravidelné podmienky oblúka, nedostatočné čistenie a možné poškodenie volfrámom.

Oblúková korekcia kladného polcyklu

Priebehy striedavého prúdu (AC).

Sínusová vlna

Sínusová vlna pozostáva z kladného prvku, ktorý sa z nuly vyšplhá do maxima a potom spadne späť na nulu (často označovaný ako kopec).

Keď prekročí nulu a prúd zmení smer smerom k svojej maximálnej zápornej hodnote, potom sa zvýši na nulu (často označované ako údolie), jeden cyklus sa dokončí.

​

Mnohé zo starších zváračiek TIG boli iba stroje sínusového typu.S vývojom moderných zváracích invertorov so stále sofistikovanejšou elektronikou prišiel vývoj na riadenie a tvarovanie tvaru striedavého prúdu používaného na zváranie.

Štvorcová vlna

S vývojom AC/DC TIG zváracích invertorov, ktoré obsahujú viac elektroniky, bola vyvinutá generácia strojov so štvorcovými vlnami.Vďaka týmto elektronickým kontrolám môže byť prechod z pozitívneho na negatívny a naopak uskutočnený takmer okamžite, čo vedie k efektívnejšiemu prúdu v každej polovici cyklu vďaka dlhšej maximálnej perióde.

 

Efektívne využitie akumulovanej energie magnetického poľa vytvára tvary vĺn, ktoré sú veľmi blízke štvorcu.Ovládanie prvých elektronických zdrojov energie umožňovalo ovládanie „štvorcovej vlny“.Systém by umožňoval riadenie pozitívneho (čistenie) a negatívneho (penetrácia) polovičného cyklu.

​

Podmienka vyváženia by bola rovnaká + kladné a záporné polovičné cykly poskytujúce stabilný stav zvaru.

Problémy, s ktorými sa možno stretnúť, spočívajú v tom, že keď čistenie prebehlo v čase kratšom ako kladný polovičný cyklus, potom časť kladného polovičného cyklu nie je produktívna a môže tiež zvýšiť potenciálne poškodenie elektródy v dôsledku prehriatia.Tento typ stroja by však mal mať aj kontrolu vyváženia, ktorá by umožnila meniť čas kladného polovičného cyklu v rámci času cyklu.

 

Maximálna penetrácia

To sa dá dosiahnuť umiestnením ovládača do polohy, ktorá umožní stráviť viac času v zápornom polcykle v porovnaní s kladným polcyklom.To umožní použiť vyšší prúd s menšími elektródami

tepla je v pluse (práca).Nárast tepla má za následok aj hlbšiu penetráciu pri zváraní pri rovnakej rýchlosti pojazdu ako pri vyváženom stave.
Menšia zóna ovplyvnená teplom a menšie skreslenie vďaka užšiemu oblúku.

 

Maximálne čistenie

Dá sa to dosiahnuť umiestnením ovládača do polohy, ktorá umožní stráviť viac času v kladnom polcykle v porovnaní so záporným polcyklom.To umožní použiť veľmi aktívny čistiaci prúd.Je potrebné poznamenať, že existuje optimálny čas čistenia, po ktorom už nenastane ďalšie čistenie a potenciál poškodenia elektródy je väčší.Účinok na oblúk je poskytnúť širší čistý zvarový kúpeľ s plytkým prienikom.