Hvad er forskellene mellem TIG (DC) og TIG (AC)?

Jævnstrøms TIG (DC) svejsning er, når strømmen kun løber i én retning.Sammenlignet med AC (vekselstrøm) TIG-svejsning vil strømmen, når den først løber, ikke gå til nul, før svejsningen er afsluttet.Generelt vil TIG-invertere være i stand til at svejse enten DC- eller AC/DC-svejsning, hvor meget få maskiner kun er AC.

,

DC bruges til TIG-svejsning af blødt stål/rustfrit materiale, og AC vil blive brugt til svejsning af aluminium.

Polaritet

TIG-svejseprocessen har tre muligheder for svejsestrøm baseret på typen af ​​forbindelse.Hver forbindelsesmetode har både fordele og ulemper.

Jævnstrøm – Elektrode Negativ (DCEN)

Denne svejsemetode kan bruges til en lang række materialer.TIG-svejsebrænderen er forbundet til den negative udgang på svejseomformeren og arbejdsreturkablet til den positive udgang.

,

Når lysbuen er etableret, løber strømmen i kredsløbet, og varmefordelingen i lysbuen er omkring 33% i den negative side af lysbuen (svejsebrænderen) og 67% i den positive side af lysbuen (arbejdsemnet).

,

Denne balance giver dyb buegennemtrængning af lysbuen ind i arbejdsemnet og reducerer varmen i elektroden.

,

Denne reducerede varme i elektroden gør det muligt at føre mere strøm af mindre elektroder sammenlignet med andre polaritetsforbindelser.Denne forbindelsesmetode omtales ofte som lige polaritet og er den mest almindelige forbindelse, der bruges til jævnstrømssvejsning.

Jævnstrøm – elektrodepositiv (DCEP)

Ved svejsning i denne tilstand forbindes TIG-svejsebrænderen til den positive udgang på svejseomformeren og arbejdsreturkablet til den negative udgang.

Når lysbuen er etableret, løber strømmen i kredsløbet, og varmefordelingen i lysbuen er omkring 33% i den negative side af lysbuen (arbejdsemnet) og 67% i den positive side af lysbuen (svejsebrænderen).

,

Dette betyder, at elektroden udsættes for de højeste varmeniveauer og derfor skal være meget større end med DCEN-tilstand, selv når strømmen er relativt lav for at forhindre overophedning eller smeltning af elektroden.Arbejdsemnet udsættes for det lavere varmeniveau, så svejsegennemtrængningen bliver lav.

 

Denne forbindelsesmetode kaldes ofte omvendt polaritet.

Med denne tilstand kan virkningerne af magnetiske kræfter også føre til ustabilitet og et fænomen kendt som bueblæsning, hvor lysbuen kan vandre mellem de materialer, der skal svejses.Dette kan også ske i DCEN-tilstand, men er mere udbredt i DCEP-tilstand.

,

Det kan stilles spørgsmålstegn ved, hvilken nytte denne tilstand har ved svejsning.Årsagen er, at nogle ikke-jernholdige materialer såsom aluminium ved normal eksponering for atmosfæren danner et oxid på overfladen. Dette oxid dannes på grund af reaktionen af ​​ilt i luften og materialet, der ligner rust på stål.Dette oxid er dog meget hårdt og har et højere smeltepunkt end det faktiske basismateriale og skal derfor fjernes før svejsning kan udføres.

,

Oxidet kan fjernes ved slibning, børstning eller kemisk rensning, men så snart rensningsprocessen ophører, begynder oxidet at dannes igen.Derfor ville det ideelt set blive renset under svejsning.Denne effekt sker, når strømmen flyder i DCEP-tilstand, når elektronstrømmen vil bryde ned og fjerne oxidet.Det kunne derfor antages, at DCEP ville være den ideelle metode til at svejse disse materialer med denne type oxidbelægning.På grund af udsættelsen af ​​elektroden for de høje varmeniveauer i denne tilstand ville elektrodernes størrelse desværre være stor, og buegennemtrængningen ville være lav.

,

Løsningen til disse typer materialer ville være den dybt gennemtrængende bue af DCEN-tilstand plus rensning af DCEP-tilstand.For at opnå disse fordele bruges AC-svejsetilstand.

Vekselstrømsvejsning (AC).

Ved svejsning i AC-tilstand fungerer den strøm, der leveres af svejseinverteren, med enten positive og negative elementer eller halve cyklusser.Det betyder, at strømmen løber den ene vej og derefter den anden på forskellige tidspunkter, så udtrykket vekselstrøm bruges.Kombinationen af ​​et positivt element og et negativt element kaldes en cyklus.

,

Antallet af gange, en cyklus afsluttes inden for et sekund, kaldes frekvensen.I Storbritannien er frekvensen af ​​vekselstrøm leveret af lysnettet 50 cyklusser i sekundet og er angivet som 50 Hertz (Hz)

,

Det ville betyde, at strømmen ændres 100 gange hvert sekund.Antallet af cyklusser pr. sekund (frekvens) i en standardmaskine er dikteret af netfrekvensen, som i Storbritannien er 50Hz.

,

,

,

,

Det er værd at bemærke, at efterhånden som frekvensen stiger, øges magnetiske effekter, og emner som transformere bliver mere og mere effektive.Også øget frekvens af svejsestrømmen afstivner buen, forbedrer buestabiliteten og fører til en mere kontrollerbar svejsetilstand.
Dette er dog teoretisk, da der ved svejsning i TIG-tilstand er andre påvirkninger på lysbuen.

AC sinusbølgen kan blive påvirket af oxidbelægningen af ​​nogle materialer, der fungerer som en ensretter, der begrænser elektronstrømmen.Dette er kendt som bueudligning, og dets virkning får den positive halvcyklus til at blive klippet af eller forvrænget.Effekten for svejsezonen er uregelmæssige bueforhold, manglende rensevirkning og mulig wolframskader.

Lysbueudligning af den positive halvcyklus

Vekselstrømsbølgeformer (AC).

Sinusbølgen

Den sinusformede bølge består af, at det positive element bygger op til sit maksimum fra nul, før det falder tilbage til nul (ofte omtalt som bakken).

Når den krydser nul, og strømmen ændrer retning mod sin maksimale negative værdi, før den stiger til nul (ofte kaldet dalen), afsluttes en cyklus.

,

Mange af de ældre TIG-svejsere var kun sinusbølge-type maskiner.Med udviklingen af ​​moderne svejseinvertere med stadig mere sofistikeret elektronik kom udviklingen af ​​kontrol og formning af AC-bølgeformen, der bruges til svejsning.

Firkantbølgen

Med udviklingen af ​​AC/DC TIG-svejseinvertere til at inkludere mere elektronik blev der udviklet en generation af firkantbølgemaskiner.På grund af disse elektroniske kontroller kan overgangen fra positiv til negativ og omvendt foretages næsten på et øjeblik, hvilket fører til mere effektiv strøm i hver halve cyklus på grund af en længere periode maksimalt.

 

Den effektive brug af den lagrede magnetiske feltenergi skaber bølgeformer, som er meget tæt på kvadratiske.Styringen af ​​de første elektroniske strømkilder tillod styring af en 'firkantbølge'.Systemet ville tillade kontrol af den positive (rengøring) og negative (penetration) halvcyklus.

,

Balancetilstanden ville være ens + positive og negative halvcyklusser, hvilket giver en stabil svejsetilstand.

De problemer, man kan støde på, er, at når først rengøring er sket på mindre end den positive halve cyklus tid, er noget af den positive halv cyklus ikke produktiv og kan også øge potentiel skade på elektroden på grund af overophedning.Imidlertid ville denne type maskine også have en balancekontrol, som tillod tiden for den positive halvcyklus at variere inden for cyklustiden.

 

Maksimal penetration

Dette kan opnås ved at placere styringen i en position, som gør det muligt at bruge mere tid i den negative halvcyklus i forhold til den positive halvcyklus.Dette vil gøre det muligt at bruge højere strøm med mindre elektroder efterhånden som flere

af varmen er i positiv (arbejde).Varmestigningen resulterer også i dybere penetration ved svejsning med samme kørehastighed som den balancerede tilstand.
En reduceret varmepåvirket zone og mindre forvrængning på grund af den smallere bue.

 

Maksimal rengøring

Dette kan opnås ved at placere styringen i en position, der gør det muligt at bruge mere tid i den positive halvcyklus i forhold til den negative halvcyklus.Dette giver mulighed for at bruge meget aktiv rensestrøm.Det skal bemærkes, at der er en optimal rengøringstid, hvorefter der ikke vil ske mere rengøring, og risikoen for beskadigelse af elektroden er større.Effekten på lysbuen er at give et bredere rent svejsebad med lav indtrængning.