Vysoce profesionální svařování TIG (WIG): vysokofrekvenční zapalování

Jízda na ledě: K jejímu zvládnutí by vám měla stačit čtyři kola a intenzivní trénink. Chcete-li se však pohybovat s vysokou přesností a téměř bezchybnou jistotou, měli byste mít vůz s pohonem všech kol, který je pro tyto situace téměř základním předpokladem. Podobné je to i při svařování TIG (WIG):

Tento nejkvalitnější svařovací postup, který je velmi náročný na jemnou motoriku, může při domácím použití využívat jednoduché dotykové zapalování. Pokud ale chcete pracovat na profesionální úrovni s nejčistší kvalitou svaru, je v podstatě nezbytný svařovací zdroj TIG (WIG) s vysokofrekvenčním, tedy VF zapalováním…

Dotykové zapalování

Pro pochopení nezbytnosti VF zapalování při svařování TIG (WIG) je třeba nejprve objasnit tradiční dotykové zapalování – nazývané také scratch start nebo lift arc zapalování – a způsob jeho fungování. Princip všech variant zapalování: Pro wolframovou elektrodu je v zásadě každé zapalování špatné. Každý proces zapálení totiž vede k opotřebení vzácného wolframu.

Dotykové zapalování toto opotřebení ještě urychluje: Při dotyku základního materiálu wolframovou elektrodou dochází ke zkratu. Tím se špička elektrody a základní materiál zahřejí a obojí se začne odpařovat. V takovém případě hovoříme o termické ionizaci. Při dotyku tedy může odhořet kousek elektrodové špičky, který – po nadzdvihnutí elektrody – zůstane ve svarovém kovu (základním materiálu).

Výhody dotykového zapalování

• Princip dotykového zapalování je založen na zkratu. Proto funguje téměř vždy.
• Cenově výhodné svařování TIG (WIG): Díky jednoduchému principu dotykového svařování lze při svařování TIG používat elektrodový nebo MIG/MAG systém. Nutná je pouze výměna svařovacího hořáku

Nevýhody dotykového zapalování

• Dokončovací práce: Wolframové vměstky v základním materiálu působí jako zdroj chyb – podobně jako vruby. U vysoce kvalitních svarů TIG se musí tyto vměstky vybrousit
• Po svařování je elektroda extrémně horká – žhne jako žhavicí vlákno v žárovce. Ochlazení vyžaduje nějaký čas. Častější zapalování po sobě proto není možné: V tomto stavu existuje vysoké nebezpečí, že při dalším zapálení zůstane elektroda přilepená.

Podpora při dotykovém zapalování

Soft-Start: Profesionální svařovací zdroje nabízejí optimalizované dotykové zapalování, kterému se také říká Soft-Start nebo Lift-Start. Takový svařovací zdroj rozpozná v dotyku svařence wolframovou elektrodou zkrat a v důsledku toho protéká jen velmi malý proud – mnohem menší než nastavený svařovací proud. Po nadzdvihnutí elektrody svařovací zdroj pozná, že roste napětí, a proud se přes náběh postupně zvýší na nastavený svařovací proud. Tím se minimalizuje riziko odtavování elektrody.

Hořák 4takt: Velkou oporou mohou být také používané svařovací hořáky TIG (WIG). V provozním režimu 4takt se nejprve drží tlačítko hořáku v zatažené pozici. Po nadzdvihnutí elektrody dochází při minimálním výkonu jen ke vzniku „vyhledávacího oblouku“, který nedokáže roztavit povrch, a už vůbec ne generovat průvar. Se stisknutým tlačítkem hořáku tak lze zcela uvolněně najít dokonalou polohu svařovacího hořáku.

Jakmile svářeč najde optimální orientaci svařovacího hořáku, uvolní tlačítko a může začít svařovat s předem nastavenou velikostí proudu. Tím se minimalizují chyby svarového švu kvůli nepřesné orientaci oblouku při zahájení svařování, a to navzdory dotykovému zapalování.

Dotykové zapalování prostřednictvím Soft-Startu může pomoct zhodnotit stávající MIG/MAG nebo elektrodový svařovací systém. Díky tomu lze provádět i kvalitní svařovací práce TIG.

Vysokofrekvenční zapalování

Aby se vyloučila tvorba vměstků v základním materiálu a zajistily velmi čisté svary, bylo vyvinuto vysokofrekvenční (VF) vysokonapěťové (VN) zapalování – v praxi ale hovoříme jen o VF zapalování. Kvalitativně je VF zapalování bezpochyby optimum – vyšší kvalita svaru není možná. Teprve díky němu lze realizovat bezdotykové, bezzkratové zapálení oblouku TIG (WIG).

Wolframová elektroda se umístí asi dva milimetry nad požadovaný začátek svařování. Při stisknutí tlačítka hořáku se vzdušná dráha mezi základním materiálem a špičkou elektrody ionizuje vysokým napětím – asi 11 kV. V důsledku toho se oblouk zapálí přesně na požadovaném místě.

Nezbytná je VF cívka, která zajišťuje potřebnou energii. Protože se u takzvaného VF modulu jedná o prostorově náročné i finančně nákladné technické rozšíření svařovacího systému, najdeme tuto technologii zatím jen u určitých přístrojů TIG.

Výhody VF zapalování

• Umožňuje dosahovat nejvyšší kvality svaru při svařování TIG: Výsledkem jsou velmi čisté svary bez jakýchkoli vměstků.
• Svařovací hořák lze přesně polohovat. Díky tomu je možné dokonale kontrolovat začátek svařování.
• Okamžité znovuzapálení: Navzdory horké elektrodě je možné kdykoli, protože nedochází ke kontaktu se základním materiálem.
• Téměř žádné opotřebení: V důsledku bezdotykového zapálení dochází jen k velmi malému opotřebení wolframové elektrody.

Nevýhody VF zapalování

• Vysoké napětí se odvádí přes zem. Pomocí hadicového vedení jej tedy lze znovu kapacitně odčerpat.

• V praxi: Vysoké napětí už nepřichází dopředu na jehlu. Čím delší je hadicové vedení na podlaze, tím horší jsou vysokofrekvenční zapalovací vlastnosti. Čím větší je část hadicového vedení ve vzduchu, tím lepší jsou zapalovací vlastnosti.
• Speciálně při mechanizovaném svařování TIG vzniká problém se ztrátou napětí: Někdy se používají hadicová vedení delší než 20 metrů – musí se zohlednit při plánování.
• Bezpečnostní riziko v důsledku vysokého napětí: Pacienti s kardiostimulátorem by neměli používat VF zapalování. Také u citlivých elektrosoučástek se nesmí používat VF zapalování, jinak by mohlo dojít k jejich vážnému poškození.

Touch HF

… je varianta TIG VF zapalování. Také jeho princip spočívá ve vysokém napětí, které ionizuje vzdušnou dráhu. Předchází mu dotyk svařence wolframovou elektrodou. Po nadzvednutí svařovacího hořáku se však oblouk zapálí až po předem nastavené prodlevě.

Výhody

• Svařovací hořák se může po nadzvednutí uvést do dokonalé svařovací polohy – než začne oblouk hořet. Protože k zahájení svařování není nutné stisknout tlačítko hořáku, „zachvění“ nebo případné jiné změny polohy jsou vyloučené.
• Vysoce přesné zapalování oblouku TIG: Dotykem špičkou jehly se základní materiál lehce zdrsní. Tato nepatrná změna povrchu stačí, aby se oblouk zapálil přesně na požadovaném místě: obrovská výhoda při velmi jemném svařování, kdy je vysoká přesnost zapálení nezbytným předpokladem!
• Dokonce je možné s vysokou přesností zapálit oblouk na již umístěném přídavném materiálu.
• Velmi nízký vnos tepla: Po přesném zapálení je možné ihned zase udělat přestávku a tím minimalizovat vnos tepla.
• Profesionální použití svařovacího hořáku bez tlačítka: Při ztížené přístupnosti k dílu, např. při svařování tenkých trubek, je možné použít svařovací hořák bez tlačítka. Tím se zlepší přístupnost. Začátek svařování je přesto vysoce profesionální.

Vysoce profesionální svařování TIG (WIG) pomocí vyoskofrekvenčního zapalování

Jednoduché dotykové zapalování už se dnes v profesionální oblasti téměř nepoužívá. Skoro všechno se vyrábí pomocí VF zapalování. Pro velmi jemné svary nebo při problematické přístupnosti k dílům, např. u extrémně úzkých trubek, se používá zapalování Touch-HF.

Svařovací systémy TIG, které se vyznačují mnoha vysoce profesionálními zapalovacími vlastnostmi, má ve svém výrobním portfoliu také společnost Fronius: konstrukční řady MagicWave a TransTig.