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

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

​

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

Polarnost

Postopek TIG varjenja ima tri možnosti varilnega toka glede na vrsto povezave.Vsak način povezave ima tako prednosti kot slabosti.

Enosmerni tok – negativna elektroda (DCEN)

Ta način varjenja se lahko uporablja za široko paleto materialov.TIG varilni gorilnik je priključen na negativni izhod varilnega pretvornika, povratni kabel dela pa na pozitivni izhod.

​

Ko je lok vzpostavljen, tok teče v tokokrogu in porazdelitev toplote v loku je okoli 33 % na negativni strani loka (varilni gorilnik) in 67 % na pozitivni strani loka (obdelovanec).

​

To ravnovesje omogoča globok prodor obloka v obdelovanec in zmanjšuje 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 enosmernem varjenju.

Enosmerni tok – pozitivna elektroda (DCEP)

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

Ko je lok vzpostavljen, tok teče v tokokrogu in je porazdelitev toplote v loku okoli 33 % na negativni strani loka (obdelovanec) in 67 % na pozitivni strani loka (varilni gorilnik).

​

To pomeni, da je elektroda izpostavljena najvišji stopnji 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 prodiranje zvara plitko.

 

Ta način povezave se pogosto imenuje obratna polarnost.

Tudi s tem načinom lahko učinki magnetnih sil povzročijo nestabilnost in pojav, znan kot udarec loka, kjer lahko lok blodi 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, kakšna je uporaba tega načina pri varjenju.Razlog je v tem, da nekateri neželezovi materiali, kot je aluminij, ob normalni izpostavljenosti atmosferi tvorijo oksid na površini. Ta oksid nastane zaradi reakcije kisika v zraku in materiala, podobnega rji na jeklu.Vendar je ta oksid zelo trd in ima višjo tališče kot dejanski osnovni material, zato ga je treba odstraniti, preden se lahko izvede varjenje.

​

Oksid se lahko odstrani z mletjem, ščetkanjem ali kemičnim čiščenjem, a takoj, ko se postopek čiščenja ustavi, se oksid ponovno začne tvoriti.Zato bi bilo idealno, da bi ga očistili med varjenjem.Ta učinek se zgodi, ko tok teče v načinu DCEP, ko se tok elektronov razgradi 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 morala biti elektroda zaradi izpostavljenosti visoki toploti v tem načinu velikost elektrod velika in penetracija obloka bi bila majhna.

​

Rešitev za te vrste materialov bi bil globok prodoren lok načina DCEN in čiščenje načina DCEP.Za doseganje teh prednosti se uporablja način varjenja z izmeničnim tokom.

Varjenje z izmeničnim tokom (AC).

Pri varjenju v načinu izmeničnega toka tok, ki ga napaja varilni pretvornik, deluje s pozitivnimi in negativnimi elementi ali polovičnimi cikli.To pomeni, da tok teče v eno smer in nato v drugo ob različnih časih, zato se uporablja izraz izmenični tok.Kombinacija enega pozitivnega elementa 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 napaja omrežno omrežje, 50 ciklov na sekundo in je označena kot 50 Hertz (Hz)

​

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

​

​

​

​

Omeniti velja, da se s povečanjem frekvence magnetni učinki povečujejo in elementi, kot so transformatorji, postajajo vse bolj učinkoviti.Povečanje frekvence varilnega toka tudi utrdi lok, izboljša stabilnost loka in vodi v bolj nadzorovano stanje varjenja.
Vendar je to teoretično, saj pri varjenju v TIG načinu obstajajo drugi vplivi na lok.

Na sinusni val AC lahko vpliva oksidna prevleka nekaterih materialov, ki deluje kot usmernik, ki omejuje pretok elektronov.To je znano kot popravljanje obloka in njegov učinek povzroči, da se pozitivni polovični cikel odreže ali popači.Učinek na zvarno območje so nepravilni pogoji obloka, pomanjkanje delovanja čiščenja in možne poškodbe volframa.

Obločna rektifikacija pozitivnega polcikla

Valovi z izmeničnim tokom (AC).

Sinusni val

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

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

​

Številni TIG varilci starejšega sloga so bili stroji samo sinusnega valovanja.Z razvojem sodobnih varilnih pretvornikov z vedno bolj izpopolnjeno elektroniko je prišel razvoj na področju nadzora in oblikovanja valovne oblike izmeničnega toka, ki se uporablja za varjenje.

Kvadratni val

Z razvojem AC/DC TIG varilnih pretvornikov, ki vključujejo več elektronike, je bila razvita generacija strojev s kvadratnimi valovi.Zahvaljujoč tem elektronskim krmiljenjem se lahko prehod iz pozitivnega v negativno in obratno izvede skoraj v trenutku, kar vodi do učinkovitejšega toka v vsakem polciklu zaradi največ daljšega obdobja.

 

Učinkovita uporaba shranjene energije magnetnega polja ustvarja valovne oblike, ki so zelo blizu kvadrata.Krmiljenje prvih elektronskih virov energije je omogočalo nadzor 'kvadratnega vala'.Sistem bi omogočal nadzor nad pozitivnim (čiščenje) in negativnim (penetracija) polciklom.

​

Pogoj ravnotežja bi bil enak + pozitivni in negativni polovični cikli, kar bi omogočilo stabilno stanje zvara.

Težave, na katere lahko naletimo, so, da ko se čiščenje zgodi v manj kot pozitivnem polciklu, potem nekateri pozitivni polovični cikli niso produktivni in lahko povečajo tudi potencialno poškodbo elektrode zaradi pregrevanja.Vendar pa bi ta tip stroja imel tudi nadzor ravnotežja, ki bi omogočil, da se čas pozitivnega polcikla spreminja v času cikla.

 

Največja penetracija

To je mogoče doseči z namestitvijo krmilnika v položaj, ki bo omogočil več časa, da se porabi v negativnem polciklu glede na pozitivni polovični cikel.To bo omogočilo uporabo večjega toka z manjšimi elektrodami kot več

toplote je v pozitivu (delo).Povečanje toplote ima za posledico tudi globlje penetracijo pri varjenju z enako hitrostjo kot pri uravnoteženem stanju.
Zmanjšano toplotno prizadeto območje in manj popačenja zaradi ožjega loka.

 

Maksimalno čiščenje

To je mogoče doseči s postavitvijo krmilnika v položaj, ki bo omogočil več časa, da se porabi v pozitivnem polciklu v primerjavi z negativnim polovičnim ciklom.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 lok je zagotoviti širši čisti zvarni bazen s plitkim prebojem.