Co je vlastně … svařování hliníku střídavým proudem (AC)?

To, že AC/DC není jen název hardrockové skupiny, ale znamená také střídavý (AC) a stejnosměrný (DC) proud, je obecně známo. Ale co to svařování střídavým proudem vlastně je? Co má společného s hliníkem? Co v této souvislosti znamenají půlvlny? A co je to vlastně kalota?

Svařování střídavým proudem

Pokaždé, když se svařuje hliník procesem wolfram-inertní plyn, používá se střídavý proud. Proč tomu tak je?

Svařování hliníku je mimořádně obtížné. Důvodem je, že tento materiál je potažený zoxidovanou vrstvou, která se taví až při cca 2 015 °C, zatímco samotný hliník se v závislosti na slitině taví už přibližně při 650 °C. Pokud by se zoxidovaná vrstva tavila běžným způsobem, hliník by odkapal a svařování by nebylo možné. Zoxidovanou vrstvu je proto nutné porušit, popř. odstranit.

…

….

Při svařování hliníku střídavým proudem (AC) se elektroda neustále přepólovává z plusu na minus. Když je elektroda přepólovaná na plus, přesouvají se záporně nabité elektrony ze svařence do elektrody a protrhávají přitom zoxidovanou vrstvu. Následně dojde k přepólování elektrody na minus a elektrony putující do svařence vytvářejí teplo – tak vzniká průvar nezbytný pro svarový šev.

Svařovací zdroj MagicWave od společnosti Fronius je vhodný pro střídavý proud a díky tomu je nejlepším řešením pro svařování hliníku.

Tvary křivek

Pro výrobu střídavého proudu jsou AC svařovací zdroje vybaveny střídačem. Mnoho svařovacích zdrojů nabízí různé možnosti nastavení, jak přesně se má měnící proud chovat mezi kladným a záporným pólem. Uživatelé volí mezi různými tvary půlvln.

Proud konstantní velikosti může plynout například nejprve v kladné a pak v záporné oblasti – výsledkem je tvrdý obdélník. Při tomto nastavení je oblouk mimořádně stabilní. Svářeče však obtěžuje velmi nepříjemný provozní hluk, takže musí používat ochranu sluchu. Možné jsou také měkké, sinusové půlvlny. Oblouk je pak nestabilní, ale svařování příjemně tiché. Při svařování hliníku je většinou nejlepší volbou kombinace obou variant: obdélník se zaoblenými rohy pro zápornou půlvlnu a sinusová křivka pro kladnou půlvlnu.

Svařovací zdroj MagicWave 230i od společnosti Fronius navíc nabízí trojúhelníkový tvar křivky pro stabilní oblouk s vysokým tlakem a nejrůznější kombinace všech tvarů křivek. Svářeč si tak může pro svůj úkol vybrat optimální nastavení.

Kalota

Konec zakoupené wolframové elektrody je tupý. Před zahájením svařování stejnosměrným proudem se elektroda zašpičatí. Pro udržení stabilního oblouku při svařování střídavým proudem však musí být konec wolframové elektrody polokulový, aby byl oblouk dobře kontrolovatelný. Tento zakulacený konec se nazývá kalota.

Dříve museli svářeči dlouhé minuty svařovat měď, aby tuto kalotu vytvořili. Vysoké teploty roztavily wolframovou elektrodu a tím se na jejím konci vytvořila kapka, respektive polokulová kalota. Moderní svařovací zdroje jsou již vybavené funkcí automatického vytváření kaloty: V závislosti na průměru wolframové elektrody se po určitou dobu nechá touto elektrodou procházet proud určité velikosti, takže se na jejím konci vytvoří zaoblená kalota.

Společnost Fronius toto automatické vytváření kaloty dále zdokonalila: Svařovací zdroj MagicWave 230i využívá pulzující proud, který uvádí tekutý kov do pohybu. Tím se vytváří kalota ještě snadněji a pro elektrodu šetrněji.

Další informace o svařování metodou wolfram-inertní plyn najdete v první části této série blogových příspěvků: Co je to vlastně … svařování TIG?