Каква е разликата между TIG (DC) и TIG (AC)?

Какви са разликите между TIG (DC) и TIG (AC)?

TIG (DC) заваряване с постоянен ток е, когато токът протича само в една посока.В сравнение с AC (променлив ток) TIG заваряване, веднъж протеклият ток няма да достигне нула, докато заваряването не приключи.Като цяло TIG инверторите ще могат да заваряват или DC, или AC/DC заваряване, като много малко машини са само AC.

DC се използва за TIG заваряване на мека стомана/неръждаема стомана, а AC ще се използва за заваряване на алуминий.

Полярност

Процесът на заваряване TIG има три варианта на заваръчния ток в зависимост от вида на връзката.Всеки метод на свързване има както предимства, така и недостатъци.

Прав ток – отрицателен електрод (DCEN)

Този метод на заваряване може да се използва за широка гама от материали.TIG заваръчната горелка е свързана към отрицателния изход на заваръчния инвертор, а работният връщащ кабел към положителния изход.

Когато дъгата е установена, токът протича във веригата и разпределението на топлината в дъгата е около 33% в отрицателната страна на дъгата (заваръчната горелка) и 67% в положителната страна на дъгата (работния детайл).

Този баланс осигурява дълбоко проникване на дъгата в детайла и намалява топлината в електрода.

Тази намалена топлина в електрода позволява повече ток да се пренася от по-малки електроди в сравнение с други полярни връзки.Този метод на свързване често се нарича права полярност и е най-често използваната връзка при заваряване с постоянен ток.

Jasic Заваръчни инвертори TIG DC Electrode Negative.jpg
Прав ток – положителен електрод (DCEP)

При заваряване в този режим ВИГ заваръчната горелка се свързва към положителния изход на заваръчния инвертор, а работният връщащ кабел към отрицателния изход.

Когато дъгата е установена, токът протича във веригата и разпределението на топлината в дъгата е около 33% в отрицателната страна на дъгата (работния детайл) и 67% в положителната страна на дъгата (заваръчната горелка).

Това означава, че електродът е подложен на най-високи нива на топлина и следователно трябва да бъде много по-голям, отколкото при режим DCEN, дори когато токът е относително нисък, за да се предотврати прегряване или стопяване на електрода.Работният детайл е подложен на по-ниско ниво на топлина, така че проникването на заваръчния шев ще бъде плитко.

 

Този метод на свързване често се нарича обратна полярност.

Освен това при този режим ефектите на магнитните сили могат да доведат до нестабилност и феномен, известен като дъгова дъга, при която дъгата може да се лута между материалите, които ще бъдат заварени.Това може да се случи и в режим DCEN, но е по-разпространено в режим DCEP.

Може да се постави под въпрос каква е ползата от този режим при заваряване.Причината е, че някои цветни материали като алуминий при нормално излагане на атмосфера образуват оксид на повърхността. Този оксид се създава поради реакцията на кислорода във въздуха и материала, подобен на ръжда върху стомана.Този оксид обаче е много твърд и има по-висока точка на топене от действителния основен материал и следователно трябва да бъде отстранен, преди да може да се извърши заваряване.

Оксидът може да бъде отстранен чрез смилане, изчеткване или някакво химическо почистване, но веднага щом процесът на почистване спре, оксидът започва да се образува отново.Следователно, в идеалния случай той ще бъде почистен по време на заваряване.Този ефект се получава, когато токът протича в режим DCEP, когато потокът от електрони ще се разпадне и ще премахне оксида.Следователно може да се приеме, че DCEP би бил идеалният режим за заваряване на тези материали с този тип оксидно покритие.За съжаление, поради излагането на електрода на високи нива на топлина в този режим, размерът на електродите ще трябва да бъде голям и проникването на дъгата ще бъде ниско.

Решението за тези видове материали би било дълбоко проникващата дъга на режим DCEN плюс почистването на режим DCEP.За постигане на тези предимства се използва AC режим на заваряване.

Jasic Welding TIG Electrode Positive.jpg
Заваряване с променлив ток (AC).

При заваряване в режим AC токът, подаван от заваръчния инвертор, работи или с положителни и отрицателни елементи, или с полупериоди.Това означава, че токът тече в едната посока и след това в другата по различно време, така че се използва терминът променлив ток.Комбинацията от един положителен елемент и един отрицателен елемент се нарича един цикъл.

Броят пъти, в които един цикъл е завършен в рамките на една секунда, се нарича честота.В Обединеното кралство честотата на променливия ток, доставян от електрическата мрежа, е 50 цикъла в секунда и се означава като 50 херца (Hz)

Това би означавало, че токът се променя 100 пъти всяка секунда.Броят на циклите в секунда (честота) в стандартна машина се определя от честотата на електрическата мрежа, която в Обединеното кралство е 50Hz.

Струва си да се отбележи, че с увеличаване на честотата магнитните ефекти се увеличават и елементи като трансформатори стават все по-ефективни.Също така увеличаването на честотата на заваръчния ток втвърдява дъгата, подобрява стабилността на дъгата и води до по-контролируеми условия на заваряване.
Това обаче е теоретично, тъй като при заваряване в режим TIG има други влияния върху дъгата.

Променливотоковата синусоида може да бъде повлияна от оксидното покритие на някои материали, което действа като токоизправител, ограничаващ потока на електроните.Това е известно като корекция на дъгата и неговият ефект води до изрязване или изкривяване на положителния полупериод.Ефектът за зоната на заваряване е хаотични условия на дъгата, липса на почистващо действие и възможно увреждане на волфрама.

Заваръчни инвертори Jasic Weld Cycle.jpg
Jasic Welding Inverters Half Cycle.jpg

Изправяне на дъгата на положителния полупериод

Вълнови форми на променлив ток (AC).

Синусоидалната вълна

Синусоидалната вълна се състои от положителен елемент, който се издига до своя максимум от нула, преди да падне обратно до нула (често наричан хълм).

Когато пресича нулата и токът променя посоката към максималната си отрицателна стойност, преди след това да се повиши до нула (често наричана долината), един цикъл е завършен.

Много от по-старите ВИГ заварчици са били машини само със синусоидална вълна.С развитието на модерните заваръчни инвертори с все по-усъвършенствана електроника дойде развитие на управлението и оформянето на AC вълновата форма, използвана за заваряване.

Синусоидална вълна.jpg

Квадратната вълна

С разработването на AC/DC TIG заваръчни инвертори за включване на повече електроника беше разработено поколение машини с правоъгълна вълна.Благодарение на тези електронни контроли преминаването от положителен към отрицателен и обратно може да се извърши почти за миг, което води до по-ефективен ток във всеки половин цикъл поради по-дълъг период при максимум.

 

Ефективното използване на съхранената енергия на магнитното поле създава вълнови форми, които са почти квадратни.Контролите на първите електронни източници на енергия позволяват управлението на „правоъгълна вълна“.Системата би позволила контрол на положителния (почистване) и отрицателния (проникване) полуцикли.

Условието на баланса ще бъде равно + положителни и отрицателни полупериоди, което дава стабилно състояние на заваръчния шев.

Проблемите, които могат да възникнат, са, че след като почистването е настъпило за по-малко от времето на положителния полуцикъл, част от положителния полуцикъл не е продуктивна и може също да увеличи потенциалната повреда на електрода поради прегряване.Въпреки това, този тип машина също ще има контрол на баланса, който позволява времето на положителния полуцикъл да варира в рамките на времето на цикъла.

 

Jasic Welding Inverters Square Wave.jpg

Максимално проникване

Това може да се постигне чрез поставяне на контрола в позиция, която ще позволи повече време да бъде прекарано в отрицателния полупериод по отношение на положителния полупериод.Това ще позволи използването на по-висок ток с по-малки електроди и повече

от топлината е в плюс (работа).Увеличаването на топлината също така води до по-дълбоко проникване при заваряване при същата скорост на движение като балансираното състояние.
Намалена зона на топлинно въздействие и по-малко изкривяване поради по-тясната дъга.

 

Jasic Welding Inverter TIG Cycle.jpg
Jasic заваръчни инвертори Balance Contro

Максимално почистване

​Това може да се постигне чрез поставяне на контрола в позиция, която ще позволи повече време да бъде прекарано в положителния полупериод по отношение на отрицателния полуцикъл.Това ще позволи използването на много активен почистващ ток.Трябва да се отбележи, че има оптимално време за почистване, след което няма да има повече почистване и потенциалът за повреда на електрода е по-голям.Ефектът върху дъгата е да се осигури по-широка чиста заваръчна вана с плитко проникване.

 


Време на публикуване: 27 декември 2021 г