Spawarki TIG i ich funkcje specjalne – część 1

WIG

Pozbawiony wszelkich dodatków gokart – czyli radość z jazdy w najprostszy możliwy sposób? Czy raczej luksusowa limuzyna z licznymi systemami bezpieczeństwa, która pozostaje łatwa do opanowania nawet przy dużych prędkościach? Podobnie jak w motoryzacji, różnorodność systemów spawania TIG i ich funkcji specjalnych jest naprawdę spora.

Szerokie spektrum dostępnych produktów obejmuje uniwersalne, wieloprocesowe źródło prądu z podstawowymi funkcjami TIG, aż po specjalistyczne, zaawansowane technologicznie systemy TIG z możliwością precyzyjnej regulacji. Zakres funkcji systemu spawania TIG zależy również od użytych materiałów podstawowych.

Spawarki TIG z funkcją prądu przemiennego

Wśród profesjonalnych systemów TIG utrwala się pewna reguła: każde źródło prądu ma w standardzie zajarzenie wysokiej częstotliwości. Ponadto spawanie odbywa się z reguły przy użyciu prądu stałego (DC). Elektrony przepływają więc zawsze z ujemnie naelektryzowanej elektrody (minus) do dodatnio naelektryzowanego elementu spawanego (plus). Spawanie TIG-DC umożliwia łączenie większości popularnych materiałów — od stali po chromonikiel.

Spawanie TIG na stali nierdzewnej prądem stałym

Ale co się dzieje w przypadku spawania aluminium? Ten superlekki materiał wymaga specjalnego traktowania — a rozwiązanie polega na zastosowaniu prądu przemiennego (AC). Aby przebić się przez warstwy utlenione na powierzchni aluminium, konieczne są temperatury powyżej 2000°C. Alternatywą jest sztuczka elektrotechniczna: przy spawaniu TIG-AC biegunowość elementu spawanego i elektrody jest stale odwracana.

Spawanie TIG na aluminium prądem przemiennym

Jeśli elektroda ma biegunowość ujemną, elektrony (nośniki ładunku) przepływają do przedmiotu obrabianego (faza wtapiania). Jeśli jest ona dodatnio naelektryzowana, nośniki ładunku przepływają z przedmiotu obrabianego do elektrody (faza czyszczenia). Nieustanne przełączanie między biegunem dodatnim i ujemnym, czyli ciągłe odwracanie przepływu elektronów (wykres w postaci fali sinusoidalnej), umożliwia również rozbijanie warstw utlenionych.

Systemy spawania TIG i zajarzenie odwróconą polaryzacją (RPI)

Czy funkcja AC w systemie spawania TIG z inwertorem umożliwia w pewnych okolicznościach jeszcze bardziej korzystne właściwości spawania? Jak najbardziej. Ponieważ biegun dodatni jest z reguły biegunem gorętszym, można z tego wyciągnąć korzyść również w przypadku spawania prądem stałym: chodzi o zajarzenie odwróconą polaryzacją (RPI) . W tym przypadku elektroda jest spolaryzowana dodatnio, co umożliwia zapłon łuku w ciągu milisekund.

Wynikające z tego wyższe ciepło na elektrodzie wolframowej zapewnia wyjątkowo stabilne i absolutnie niezawodne zajarzenie łuku. Po zajarzeniu, biegunowość zostaje natychmiast odwrócona — dalsze spawanie odbywa się teraz konsekwentnie z elektrodą o biegunowości ujemnej w trybie prądu stałego. W ten sposób wyklucza się przegrzanie kosztownego wolframu i nie dochodzi do żadnych uszkodzeń elektrody.

Zajarzenie z odwróconą polaryzacją przy zautomatyzowanym spawaniu TIG.

Szczególnie w przypadku zmechanizowanych, wspomaganych robotami aplikacjach TIG — gdzie nie ma stałej kontroli wzrokowej stopiwa — zajarzenie z odwróconą polaryzacją może zapobiegać wadom spawalniczym wynikającym ze złej charakterystyki zajarzenia.

Spawanie pulsacyjne TIG

Podczas gdy przy spawaniu prądem przemiennym biegunowość (plus/minus) zmienia się sinusoidalnie, przy spawaniu pulsacyjnym TIG w sposób ciągły zmienia się natężenie prądu. W ten sposób niski prąd podstawowy przeplata się stale z wyższym prądem pulsującym. W fazie niskiego natężenia prądu można w ten sposób zredukować ciepło wprowadzane do spoiny.

Ze względu na redukcję ciepła, pulsowanie TIG otwiera jeszcze więcej drzwi: ten wariant procesu nadaje się idealnie do zmechanizowanego spawania rur, ponieważ dzięki schłodzonemu jeziorku spawalniczemu możliwe jest spawanie we wszystkich pozycjach.

Częstotliwość: Sukcesywne zwiększanie częstotliwości wpływa na narastanie spoiny, jak również szybkość podawania drutu.

Pulsowanie TIG umożliwia również uzyskanie doskonałego wyglądu spoiny, ponieważ podawanie drutu spawalniczego odbywa się zawsze w fazie wysokoprądowej — w której ma miejsce wtopienie. Wstępnie ustawiony rytm częstotliwości impulsów praktycznie wyznacza czas dla idealnego narastania spoiny. Spawacz zacznie się jednak pocić najpóźniej przy ustawionej częstotliwości pulsu 3 Hz, ponieważ rytmiczne podawanie drutu nie jest już możliwe ze względu na prędkość.

Sczepianie poprzez tacking — na bazie spawania pulsacyjnego TIG

Potrzebne niezawodne sczepianie blach? W przypadku spawania TIG stanowi to wyzwanie, zwłaszcza w przypadku spoin doczołowych i pachwinowych, ale także w przypadku połączeń zakładkowych i aplikacji z rowkami. Szczególnie w przypadku cienkich blach, solidne sczepianie wymaga również dużej zręczności. Jeśli dokładny czas, pozycja palnika i parametry ustawione w systemie spawania TIG nie są dobrze dopasowane, przepalanie jest zazwyczaj na porządku dziennym. Dzieje się tak dlatego, że stopiony metal na krawędziach blach oddala się od siebie.

Tacking: Czasy sczepiania są krótsze, a ciepło wprowadzane do spoiny mniejsze. Ma to pozytywny wpływ na każde rozpoczęte spawanie.

Rozwiązaniem jest tacking DC: funkcja ta ma fabrycznie ustawione parametry impulsów, które są dokładnie dopasowane do ustawionego natężenia prądu. Po rozpoczęciu spawania, jeziorko spawalnicze jest wprawiane w drgania. Złamane zostaje napięcie powierzchniowe metalu, dzięki czemu krawędzie blachy idealnie przylegają do siebie.

Tacking: Nawet przy spawaniu z niewielkimi wymiarami rowka funkcja tackingu umożliwia idealne połączenie krawędzi arkuszy blachy.

Uwaga: Tacking nie musi być używany wyłącznie do sczepiania. W zasadzie funkcja ta może być włączana przed każdym rozpoczęciem spawania. Należy jedynie określić czas korzystania z funkcji tackingu, zanim łuk pulsacyjny automatycznie przełączy się na konwencjonalny łuk prądu stałego.

Funkcja spawania punktowego i przerywanego — w połączeniu z funkcją tackingu

Funkcja spawania punktowego w systemach spawania TIG może być bardzo pomocna. Szczególnie w przypadku większych elementów spawanych, które trzeba sczepić w wielu punktach, tryb ten okazuje się bardzo pomocny. Wystarczy zdefiniować czas trwania zgrzewania punktowego — na przykład trzy sekundy. Jednokrotne naciśnięcie przycisku palnika wystarcza, aby łuk zajarzył się samoczynnie, a następnie zgasł po określonym czasie.

Funkcja spawania punktowego

Funkcja spawania interwałowego jest podobna: łuk zajarza się i pali w określonym czasie — niezależnie od tego, czy jest to spoina sczepna, czy pojedynczy punkt sczepny — po czym gaśnie. W przeciwieństwie do trybu spawania punktowego, po tym czasie następuje zdefiniowany czas przerwy, np. dwie sekundy, podczas którego palnik może zostać przestawiony do następnej pozycji sczepiania. Bez dalszego naciskania przycisku palnika łuk zajarza się ponownie i procedura zaczyna się od nowa. Aby zakończyć spawanie interwałowe, należy po raz drugi nacisnąć przycisk palnika.

Funkcja spawania interwałowego

Zaleca się włączanie funkcji tackingu zarówno w trybie spawania punktowego, jak i przerywanego. Szczególnie w przypadku krótkich czasów spawania punktowego lub przerywanego, tacking gwarantuje pewne połączenie. Tacking może być także użyty do skrócenia czasu sczepiania i spawania punktowego. Odpowiednie ciepło wprowadzane do spoiny zmniejsza również wypaczenie.

Zaawansowane systemy spawania TIG również w ofercie firmy Fronius

Interesują Cię różnorodne i fascynujące charakterystyki procesów? W systemach spawania TIG firmy Fronius znajdziesz różnorodne funkcje spawania prądem przemiennym, pulsacyjnym, funkcję tackingu i inne. Dzięki tym funkcjom w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat udało nam się podnieść standardy do najwyższego poziomu.

Nasza oferta wyposażenia do spawania TIG obejmuje zaskakująco wiele: od poręcznego kompaktowego urządzenia, poprzez urządzenia wieloprocesowe, aż po cyfrowe, zaawansowane technologicznie źródła energii. Serie TransTig i MagicWave są źródłem inspiracji dla profesjonalistów TIG!

Podziel się swoimi przemyśleniami