Kakšna je razlika med TIG (DC) in TIG (AC)?

Kakšne so razlike med TIG (DC) in TIG (AC)?

TIG (DC) varjenje z enosmernim tokom je, ko tok teče samo v eno smer.V primerjavi z AC (izmeničnim tokom) varjenjem TIG, tok, ko teče, ne bo šel na nič, dokler se varjenje ne konča.Na splošno bodo pretvorniki TIG zmožni varjenja z enosmernim ali izmeničnim/enosmernim tokom, pri čemer je zelo malo strojev samo z izmeničnim tokom.

DC se uporablja za TIG varjenje mehkega jekla/nerjavečega materiala, AC pa bi se uporabljal za varjenje aluminija.

Polarnost

TIG varilni postopek ima tri možnosti varilnega toka glede na vrsto priključka.Vsak način povezave ima tako prednosti kot slabosti.

Enosmerni tok – negativna elektroda (DCEN)

Ta metoda varjenja se lahko uporablja za široko paleto materialov.Varilni gorilnik TIG priključite na negativni izhod varilnega inverterja, delovni povratni kabel pa na pozitivni izhod.

Ko je oblok vzpostavljen, tok teče v tokokrogu in porazdelitev toplote v obloku je približno 33 % na negativni strani obloka (varilni gorilnik) in 67 % na pozitivni strani obloka (obdelovanec).

To ravnovesje omogoča globoko prodiranje obloka v obdelovanec in zmanjša toploto v elektrodi.

Ta zmanjšana toplota v elektrodi omogoča, da manjše elektrode prenašajo več toka v primerjavi z drugimi povezavami polarnosti.Ta način povezave se pogosto imenuje ravna polarnost in je najpogostejša povezava, ki se uporablja pri varjenju z enosmernim tokom.

Varilni inverterji Jasic TIG DC Electrode Negative.jpg
Enosmerni tok – pozitivna elektroda (DCEP)

Pri varjenju v tem načinu je varilni gorilnik TIG priključen na pozitivni izhod varilnega inverterja, delovni povratni kabel pa na negativni izhod.

Ko je oblok vzpostavljen, tok teče v tokokrogu in porazdelitev toplote v obloku je približno 33 % na negativni strani obloka (obdelovanec) in 67 % na pozitivni strani obloka (varilni gorilnik).

To pomeni, da je elektroda izpostavljena najvišjim stopnjam toplote in mora biti zato veliko večja kot pri načinu DCEN, tudi če je tok relativno nizek, da se prepreči pregrevanje ali taljenje elektrode.Obdelovanec je izpostavljen nižji stopnji toplote, tako da bo preboj zvara plitek.

 

Ta način povezave se pogosto imenuje obratna polarnost.

Poleg tega lahko pri tem načinu učinki magnetnih sil povzročijo nestabilnost in pojav, znan kot udar obloka, kjer lahko oblok tava med materiali, ki jih je treba variti.To se lahko zgodi tudi v načinu DCEN, vendar je bolj razširjeno v načinu DCEP.

Lahko se vprašamo, zakaj je ta način uporaben pri varjenju.Razlog je v tem, da nekateri neželezni materiali, kot je aluminij, ob normalni izpostavljenosti atmosferi na površini tvorijo oksid. Ta oksid nastane zaradi reakcije kisika v zraku in materiala, podobnega rji na jeklu.Vendar je ta oksid zelo trd in ima višje tališče kot dejanski osnovni material, zato ga je treba odstraniti, preden se lahko izvede varjenje.

Oksid je mogoče odstraniti z brušenjem, ščetkanjem ali kakšnim kemičnim čiščenjem, a takoj ko se postopek čiščenja konča, začne oksid ponovno nastajati.Zato bi bilo idealno, če bi ga očistili med varjenjem.Ta učinek se zgodi, ko tok teče v načinu DCEP, ko se tok elektronov zlomi in odstrani oksid.Zato bi lahko domnevali, da bi bil DCEP idealen način za varjenje teh materialov s to vrsto oksidne prevleke.Na žalost bi zaradi izpostavljenosti elektrode visokim nivojem toplote v tem načinu morala biti velikost elektrod velika, penetracija obloka pa majhna.

Rešitev za te vrste materialov bi bil globok prodorni lok načina DCEN in čiščenje načina DCEP.Za pridobitev teh prednosti se uporablja AC varilni način.

Jasic Welding TIG Electrode Positive.jpg
Varjenje z izmeničnim tokom (AC).

Pri varjenju v AC načinu tok, ki ga dovaja varilni inverter, deluje s pozitivnimi in negativnimi elementi ali polcikli.To pomeni, da tok teče v eno smer in nato v drugo ob različnih časih, zato se uporablja izraz izmenični tok.Kombinacija enega pozitivnega in enega negativnega elementa se imenuje en cikel.

Kolikokrat se cikel zaključi v eni sekundi, se imenuje frekvenca.V Združenem kraljestvu je frekvenca izmeničnega toka, ki ga dobavlja električno omrežje, 50 ciklov na sekundo in je označena kot 50 Hertz (Hz).

To bi pomenilo, da se tok vsako sekundo spremeni 100-krat.Število ciklov na sekundo (frekvenca) v standardnem stroju narekuje omrežna frekvenca, ki je v Združenem kraljestvu 50 Hz.

Treba je omeniti, da se z večanjem frekvence povečujejo magnetni učinki in predmeti, kot so transformatorji, postajajo vse bolj učinkoviti.Tudi povečanje frekvence varilnega toka utrjuje oblok, izboljša stabilnost obloka in vodi do bolj nadzorovanih pogojev varjenja.
Vendar je to teoretično, saj pri varjenju v načinu TIG obstajajo drugi vplivi na oblok.

Na sinusni val AC lahko vpliva oksidna prevleka nekaterih materialov, ki deluje kot usmernik in omejuje pretok elektronov.To je znano kot rektifikacija obloka in njegov učinek povzroči, da se pozitivni pol cikla odreže ali popači.Učinek za območje zvara so neenakomerni pogoji obloka, pomanjkanje čistilnega delovanja in možna poškodba volframa.

Jasic Welding Inverters Weld Cycle.jpg
Jasic Welding Inverters Half Cycle.jpg

Obločna rektifikacija pozitivnega polcikla

Valovne oblike izmeničnega toka (AC).

Sinusni val

Sinusoidni val je sestavljen iz pozitivnega elementa, ki se dvigne do svojega maksimuma od nič, preden pade nazaj na nič (pogosto imenovan hrib).

Ko prečka ničlo in tok spremeni smer proti svoji največji negativni vrednosti, preden se nato dvigne na nič (pogosto imenovano dolina), je en cikel zaključen.

Številni varilniki TIG starejšega tipa so bili samo stroji s sinusnim valom.Z razvojem sodobnih varilnih inverterjev z vse bolj izpopolnjeno elektroniko se je razvilo krmiljenje in oblikovanje izmeničnega valovanja, ki se uporablja za varjenje.

Sinusni val.jpg

Kvadratni val

Z razvojem AC/DC TIG varilnih inverterjev, ki so vključevali več elektronike, je bila razvita generacija naprav s kvadratnimi valovi.Zaradi teh elektronskih krmilnikov se lahko prehod iz pozitivnega v negativnega in obratno izvede skoraj v trenutku, kar vodi do učinkovitejšega toka v vsaki polovici cikla zaradi daljšega največjega obdobja.

 

Učinkovita uporaba shranjene energije magnetnega polja ustvarja valovne oblike, ki so skoraj kvadratne.Krmiljenje prvih elektronskih virov energije je omogočalo krmiljenje 'kvadratnega vala'.Sistem bi omogočal nadzor pozitivnih (čiščenje) in negativnih (penetracija) pol ciklov.

Pogoj ravnotežja bi bil enak + pozitivni in negativni polcikli, kar bi dalo stabilno stanje zvara.

Težave, na katere lahko naletimo, so, da ko se čiščenje izvede v času, krajšem od pozitivnega pol cikla, del pozitivnega pol cikla ni produktiven in lahko tudi poveča potencialno poškodbo elektrode zaradi pregrevanja.Vendar bi ta tip stroja imel tudi nadzor ravnovesja, ki bi omogočal, da se čas pozitivnega pol cikla spreminja znotraj časa cikla.

 

Jasic Welding Inverters Square Wave.jpg

Največja penetracija

To lahko dosežete s postavitvijo krmilnika v položaj, ki bo omogočil, da se v negativnem polciklu preživi več časa glede na pozitivni polkrog.To bo omogočilo uporabo večjega toka z manjšimi in večjimi elektrodami

toplote je v pozitivu (delo).Povečanje toplote povzroči tudi globlje preboje pri varjenju z enako hitrostjo kot pri uravnoteženem stanju.
Zmanjšano območje toplotnega vpliva in manjše popačenje zaradi ožjega loka.

 

Jasic varilni inverter TIG Cycle.jpg
Varilni inverterji Jasic Balance Contro

Maksimalno čiščenje

​To lahko dosežete s postavitvijo krmilnika v položaj, ki bo omogočil, da se več časa porabi v pozitivnem polciklu glede na negativni polkrog.To bo omogočilo uporabo zelo aktivnega čistilnega toka.Upoštevati je treba, da obstaja optimalen čas čiščenja, po katerem ne bo več čiščenja in je možnost poškodbe elektrode večja.Učinek na oblok je zagotoviti širši čisti zvarni bazen s plitvim prebojem.

 


Čas objave: 27. december 2021