Čo je zváranie TIG

Zváranie volfrámovým inertným plynom (TIG), tiež známe ako zváranie plynovým volfrámovým oblúkom (GTAW), používa nekonzumovateľnú volfrámovú elektródu a inertný ochranný plyn. - TIG zváranie umožňuje spájanie predmetov bez použitia prídavného materiálu, výsledkom čoho sú čistejšie zvary bez rozstrekov.

V procese zvárania TIG sa oblúk vytvára medzi špicatou volfrámovou elektródou a obrobkom v inertnej atmosfére argónu alebo hélia. Malý intenzívny oblúk poskytovaný špicatou elektródou je ideálny pre vysokokvalitné a presné zváranie. Pretože sa elektróda počas zvárania nespotrebováva, zváračka TIG nemusí vyrovnávať prívod tepla z oblúka, pretože kov sa ukladá z taviacej sa elektródy. Ak sa vyžaduje prídavný kov, musí sa pridať do zvarového kúpeľa samostatne.

Zdroj energie

TIG zváranie musí byť prevádzkované s klesajúcim zdrojom konštantného prúdu – buď jednosmerným alebo striedavým prúdom. Zdroj konštantného prúdu je nevyhnutný, aby sa zabránilo odberu príliš vysokých prúdov, keď je elektróda skratovaná na povrch obrobku. Mohlo by k tomu dôjsť buď úmyselne počas spúšťania oblúka alebo neúmyselne počas zvárania. Ak sa, ako pri zváraní MIG, použije plochý charakteristický zdroj prúdu, akýkoľvek kontakt s povrchom obrobku by poškodil hrot elektródy alebo prilepil elektródu k povrchu obrobku. V DC, pretože oblúkové teplo je distribuované približne z jednej tretiny na katóde (záporná) a dvoch tretín na anóde (kladná), elektróda má vždy zápornú polaritu, aby sa zabránilo prehriatiu a roztaveniu. Avšak alternatívne pripojenie zdroja energie s kladnou polaritou jednosmernej elektródy má tú výhodu, že keď je katóda na obrobku, je povrch očistený od oxidovej kontaminácie. Z tohto dôvodu sa AC používa pri zváraní materiálov s húževnatým povrchovým oxidovým filmom, ako je hliník.

Spustenie oblúka

Zvárací oblúk sa môže spustiť poškriabaním povrchu, čím sa vytvorí skrat. Hlavný zvárací prúd potečie až vtedy, keď sa preruší skrat. Existuje však riziko, že elektróda sa môže prilepiť na povrch a spôsobiť inklúziu volfrámu vo zvare. Toto riziko je možné minimalizovať pomocou techniky „zdvihového oblúka“, kde sa skrat vytvára pri veľmi nízkej úrovni prúdu. Najbežnejším spôsobom spustenia oblúka TIG je použitie HF (High Frequency). HF pozostáva z vysokonapäťových iskier niekoľko tisíc voltov, ktoré trvajú niekoľko mikrosekúnd. Vysokofrekvenčné iskry spôsobia rozpad alebo ionizáciu medzery medzi elektródou a obrobkom. Akonáhle sa vytvorí elektrónový/iónový oblak, prúd môže prúdiť zo zdroja energie.

Poznámka: Keďže HF generuje abnormálne vysoké elektromagnetické vyžarovanie (EM), zvárači by si mali byť vedomí toho, že jeho použitie môže spôsobiť rušenie, najmä v elektronických zariadeniach. Keďže EM emisie sa môžu šíriť vzduchom, ako napríklad rádiové vlny, alebo sa môžu prenášať cez napájacie káble, je potrebné dbať na to, aby sa zabránilo rušeniu riadiacich systémov a prístrojov v blízkosti zvárania.

HF je tiež dôležité pri stabilizácii oblúka striedavého prúdu; v AC sa polarita elektródy obráti s frekvenciou asi 50-krát za sekundu, čo spôsobí, že oblúk zhasne pri každej zmene polarity. Aby sa zabezpečilo opätovné zapálenie oblúka pri každej zmene polarity, HF iskry sa generujú cez medzeru elektróda/obrobok, aby sa zhodovali so začiatkom každého polcyklu.

Elektródy

Elektródy na zváranie jednosmerným prúdom sú zvyčajne čistý volfrám s 1 až 4 % thoria na zlepšenie zapálenia oblúka. Alternatívnymi prísadami sú oxid lantanitý a oxid céru, o ktorých sa tvrdí, že poskytujú vynikajúci výkon (spúšťanie oblúka a nižšia spotreba elektród). Je dôležité zvoliť správny priemer elektródy a uhol hrotu pre úroveň zváracieho prúdu. Spravidla platí, že čím nižší je prúd, tým menší je priemer elektródy a uhol hrotu. Pri zváraní striedavým prúdom, keďže elektróda bude pracovať pri oveľa vyššej teplote, sa na zníženie erózie elektródy používa volfrám s prídavkom oxidu zirkoničitého. Treba poznamenať, že kvôli veľkému množstvu tepla generovaného na elektróde je ťažké udržať špicatý hrot a koniec elektródy nadobúda sférický alebo „guľový“ profil.

Ochranný plyn

Ochranný plyn sa volí podľa zváraného materiálu. Nasledujúce pokyny môžu pomôcť:

Argón + 2 až 5 % H2 - pridanie vodíka k argónu spôsobí mierne zvýšenie plynu, čo napomôže produkciu čistejších zvarov bez povrchovej oxidácie. Pretože je oblúk teplejší a viac zúžený, umožňuje vyššiu rýchlosť zvárania. Medzi nevýhody patrí riziko vodíkového praskania v uhlíkových oceliach a pórovitosť zvarového kovu v hliníkových zliatinách.

Hélium a zmesi hélia/argónu – pridanie hélia do argónu zvýši teplotu oblúka. To podporuje vyššiu rýchlosť zvárania a hlbší prienik zvaru. Nevýhody použitia hélia alebo zmesi hélia a argónu sú vysoké náklady na plyn a ťažkosti pri spúšťaní oblúka.

Aplikácie

TIG zváranie sa používa vo všetkých priemyselných odvetviach, ale je obzvlášť vhodné pre vysokokvalitné zváranie. Pri ručnom zváraní je relatívne malý oblúk ideálny pre tenké plechy alebo kontrolované prenikanie (v koreňovom úseku zvarov rúr). Pretože rýchlosť nanášania môže byť pomerne nízka (pri použití samostatnej výplňovej tyče), MMA alebo MIG môžu byť vhodnejšie pre hrubšie materiály a pre výplňové prechody v hrubostenných rúrkových zvaroch.

TIG zváranie je tiež široko používané v mechanizovaných systémoch buď autogénne alebo s prídavným drôtom. Existuje však niekoľko „bežných“ systémov na orbitálne zváranie rúr, ktoré sa používajú pri výrobe chemických závodov alebo kotlov. Systémy nevyžadujú žiadne manipulačné zručnosti, ale operátor musí byť dobre vyškolený. Pretože zvárač má menšiu kontrolu nad chovaním oblúka a zvarového kúpeľa, je potrebné venovať zvýšenú pozornosť príprave okrajov (skôr opracovaných ako ručne pripravených), upevneniu spoja a kontrole parametrov zvárania.