Какво е TIG заваряване

Заваряването с волфрамов инертен газ (TIG), известно още като заваряване с газова волфрамова дъга (GTAW), използва неконсумативен волфрамов електрод и инертен защитен газ. - TIG заваряването позволява съединяване на обекти без използване на добавъчен материал, което води до по-чисти заварки без пръски.

При процеса на заваряване TIG дъгата се образува между заострен волфрамов електрод и детайла в инертна атмосфера от аргон или хелий. Малката интензивна дъга, осигурена от заострения електрод, е идеална за висококачествено и прецизно заваряване. Тъй като електродът не се изразходва по време на заваряване, ВИГ заварчикът не трябва да балансира входящата топлина от дъгата, тъй като металът се отлага от топящия се електрод. Когато е необходим добавъчен метал, той трябва да се добави отделно към заваръчната вана.

Източник на захранване

TIG заваряването трябва да се извършва с източник на захранване с постоянен ток - DC или AC. Източникът на захранване с постоянен ток е от съществено значение, за да се избегнат прекомерно високи токове, когато електродът е съединен накъсо към повърхността на детайла. Това може да се случи или умишлено по време на стартиране на дъгата, или по невнимание по време на заваряване. Ако, както при MIG заваряване, се използва източник на захранване с плоска характеристика, всеки контакт с повърхността на детайла ще повреди върха на електрода или ще слепи електрода с повърхността на детайла. При постоянен ток, тъй като топлината на дъгата се разпределя приблизително една трета в катода (отрицателен) и две трети в анода (положителен), електродът винаги има отрицателен поляритет, за да се предотврати прегряване и топене. Въпреки това, свързването на алтернативен източник на захранване с положителната полярност на електрода за постоянен ток има предимството, че когато катодът е върху детайла, повърхността се почиства от оксидно замърсяване. Поради тази причина AC се използва при заваряване на материали с здрав повърхностен оксиден филм, като алуминий.

Стартиране на дъгата

Заваръчната дъга може да се стартира чрез надраскване на повърхността, образувайки късо съединение. Основният заваръчен ток ще тече само при прекъсване на късото съединение. Съществува обаче риск електродът да залепне за повърхността и да причини включване на волфрам в заваръчния шев. Този риск може да бъде сведен до минимум с помощта на техниката на "повдигаща дъга", при която късото съединение се образува при много ниско ниво на ток. Най-често срещаният начин за стартиране на ВИГ дъгата е използването на HF (висока честота). HF се състои от искри с високо напрежение от няколко хиляди волта, които продължават няколко микросекунди. HF искрите ще доведат до разрушаване или йонизация на празнината между електрод и детайл. След като се образува електронен/йонен облак, токът може да тече от източника на енергия.

Забележка: Тъй като HF генерира необичайно висока електромагнитна емисия (EM), заварчиците трябва да знаят, че използването му може да причини смущения, особено в електронно оборудване. Тъй като електромагнитните емисии могат да бъдат във въздуха, като радиовълни, или да се предават по захранващи кабели, трябва да се внимава да се избегнат смущения в системите за управление и инструментите в близост до заваряване.

HF също е важен за стабилизиране на AC дъгата; при променлив ток полярността на електрода се обръща с честота от около 50 пъти в секунда, което води до изгасване на дъгата при всяка промяна на полярността. За да се гарантира, че дъгата се запалва отново при всяко обръщане на полярността, високочестотните искри се генерират през междината електрод/детайл, за да съвпаднат с началото на всеки полупериод.

Електроди

Електродите за DC заваряване обикновено са чист волфрам с 1 до 4% тория за подобряване на запалването на дъгата. Алтернативни добавки са лантанов оксид и цериев оксид, за които се твърди, че дават превъзходна производителност (запалване на дъга и по-ниска консумация на електрод). Важно е да изберете правилния диаметър на електрода и ъгъл на върха за нивото на заваръчния ток. Като правило, колкото по-нисък е токът, толкова по-малък е диаметърът на електрода и ъгълът на върха. При заваряване с променлив ток, тъй като електродът ще работи при много по-висока температура, волфрамът с добавка на цирконий се използва за намаляване на ерозията на електрода. Трябва да се отбележи, че поради голямото количество топлина, генерирано от електрода, е трудно да се поддържа заострен връх и краят на електрода приема сферичен или „топчен“ профил.

Защитен газ

Защитният газ се избира според материала, който се заварява. Следните насоки могат да помогнат:

Аргон + 2 до 5% H2 - добавянето на водород към аргона ще направи леко газа, подпомагайки производството на по-чисти изглеждащи заварки без окисляване на повърхността. Тъй като дъгата е по-гореща и по-стеснена, това позволява по-високи скорости на заваряване. Недостатъците включват риск от водородно напукване във въглеродни стомани и порьозност на заваръчния метал в алуминиеви сплави.

Хелий и смеси от хелий/аргон - добавянето на хелий към аргон ще повиши температурата на дъгата. Това насърчава по-високи скорости на заваряване и по-дълбоко проникване на заваръчния шев. Недостатъците на използването на хелий или смес от хелий/аргон са високата цена на газа и трудности при стартиране на дъгата.

Приложения

TIG заваряването се прилага във всички индустриални сектори, но е особено подходящо за висококачествено заваряване. При ръчно заваряване сравнително малката дъга е идеална за тънък листов материал или контролирано проникване (в основата на тръбни заварки). Тъй като скоростта на отлагане може да бъде доста ниска (използвайки отделна пълнежна пръчка), MMA или MIG може да са за предпочитане за по-дебел материал и за запълващи проходи в заварки на дебелостенни тръби.

TIG заваряването също се прилага широко в механизирани системи или автогенно, или с тел за пълнене. Въпреки това има няколко готови системи за орбитално заваряване на тръби, използвани в производството на химически заводи или котли. Системите не изискват манипулативни умения, но операторът трябва да е добре обучен. Тъй като заварчикът има по-малък контрол върху поведението на дъгата и заваръчната вана, трябва да се обърне специално внимание на подготовката на ръбовете (по-скоро машинно, отколкото на ръка), напасването на фугата и контрола на параметрите на заваряване.