Ce este sudarea TIG

Sudarea cu gaz inert de tungsten (TIG), cunoscută și sub denumirea de sudare cu arc de tungsten cu gaz (GTAW), utilizează un electrod de tungsten neconsumabil și un gaz de protecție inert. - Sudarea TIG permite îmbinarea obiectelor fără utilizarea materialului de umplutură, rezultând suduri mai ordonate și fără stropi.

În procesul de sudare TIG, arcul se formează între un electrod ascuțit de tungsten și piesa de prelucrat într-o atmosferă inertă de argon sau heliu. Arcul mic intens furnizat de electrodul ascuțit este ideal pentru sudarea de înaltă calitate și precizie. Deoarece electrodul nu este consumat în timpul sudării, sudorul TIG nu trebuie să echilibreze aportul de căldură din arc, deoarece metalul este depus de la electrodul de topire. Atunci când este necesar metal de umplutură, acesta trebuie adăugat separat la bazinul de sudură.

Sursa de alimentare

Sudarea TIG trebuie să fie operată cu o sursă de curent coborâtă, de curent constant - fie DC, fie AC. O sursă de curent constant este esențială pentru a evita absorbția de curenți excesiv de mari atunci când electrodul este scurtcircuitat pe suprafața piesei de prelucrat. Acest lucru se poate întâmpla fie în mod deliberat în timpul pornirii arcului, fie din neatenție în timpul sudării. Dacă, ca și în sudarea MIG, este utilizată o sursă de energie plată caracteristică, orice contact cu suprafața piesei de prelucrat ar deteriora vârful electrodului sau ar fuziona electrodul cu suprafața piesei de prelucrat. În DC, deoarece căldura arcului este distribuită aproximativ o treime la catod (negativ) și două treimi la anod (pozitiv), electrodul are întotdeauna polaritate negativă pentru a preveni supraîncălzirea și topirea. Cu toate acestea, conexiunea alternativă la sursa de alimentare a polarității pozitive a electrodului DC are avantajul că atunci când catodul este pe piesa de prelucrat, suprafața este curățată de contaminarea cu oxid. Din acest motiv, AC este utilizat la sudarea materialelor cu o peliculă de oxid de suprafață tenace, cum ar fi aluminiul.

Pornirea arcului

Arcul de sudare poate fi pornit prin zgârierea suprafeței, formând un scurtcircuit. Numai atunci când scurtcircuitul este întrerupt, curentul principal de sudare va curge. Cu toate acestea, există riscul ca electrodul să se lipească de suprafață și să provoace o includere de wolfram în sudură. Acest risc poate fi minimizat folosind tehnica „arc de ridicare” în care scurtcircuitul se formează la un nivel de curent foarte scăzut. Cel mai obișnuit mod de a porni arcul TIG este utilizarea HF (High Frequency). HF constă din scântei de înaltă tensiune de câteva mii de volți care durează câteva microsecunde. Scânteile HF vor cauza ruperea sau ionizarea spațiului electrod-piesa de prelucrat. Odată ce se formează un nor de electroni/ioni, curentul poate curge din sursa de energie.

Notă: Deoarece HF generează emisii electromagnetice (EM) anormal de ridicate, sudorii trebuie să fie conștienți de faptul că utilizarea acestuia poate provoca interferențe, în special în echipamentele electronice. Deoarece emisiile EM pot fi transmise în aer, cum ar fi undele radio, sau transmise de-a lungul cablurilor de alimentare, trebuie avut grijă pentru a evita interferența cu sistemele de control și instrumentele din vecinătatea sudării.

HF este, de asemenea, important în stabilizarea arcului AC; în AC, polaritatea electrodului este inversată la o frecvență de aproximativ 50 de ori pe secundă, determinând stingerea arcului la fiecare schimbare de polaritate. Pentru a se asigura că arcul este reaprins la fiecare inversare a polarității, scântei HF sunt generate de-a lungul spațiului electrod/piesa de prelucrat pentru a coincide cu începutul fiecărui semiciclu.

Electrozi

Electrozii pentru sudarea în curent continuu sunt în mod normal tungsten pur cu 1 până la 4% torie pentru a îmbunătăți aprinderea arcului. Aditivii alternativi sunt oxidul de lantan și oxidul de ceriu, despre care se spune că oferă performanțe superioare (pornirea arcului și consumul de electrozi mai mic). Este important să selectați diametrul corect al electrodului și unghiul vârfului pentru nivelul curentului de sudare. De regulă, cu cât curentul este mai mic, cu atât diametrul electrodului și unghiul vârfului sunt mai mici. În sudarea AC, deoarece electrodul va funcționa la o temperatură mult mai ridicată, wolfram cu adaos de zirconiu este utilizat pentru a reduce eroziunea electrodului. Trebuie remarcat faptul că, din cauza cantității mari de căldură generată la electrod, este dificil să se mențină un vârf ascuțit, iar capătul electrodului își asumă un profil sferic sau „bil”.

Gaz de protecție

Gazul de protecție este selectat în funcție de materialul care se sudează. Următoarele îndrumări pot ajuta:

Argon + 2 până la 5% H2 - adăugarea de hidrogen în argon va produce puțin gaz, ajutând la producerea de suduri cu aspect mai curat, fără oxidarea suprafeței. Deoarece arcul este mai fierbinte și mai restrâns, acesta permite viteze mai mari de sudare. Dezavantajele includ riscul de fisurare a hidrogenului în oțelurile carbon și porozitatea metalului de sudură în aliajele de aluminiu.

Heliu și amestecuri de heliu/argon - adăugarea de heliu în argon va crește temperatura arcului. Acest lucru promovează viteze mai mari de sudare și o penetrare mai profundă a sudurii. Dezavantajele utilizării heliului sau a unui amestec de heliu/argon sunt costul ridicat al gazului și dificultatea de a porni arcul.

Aplicații

Sudarea TIG este aplicată în toate sectoarele industriale, dar este potrivită în special pentru sudarea de înaltă calitate. În sudarea manuală, arcul relativ mic este ideal pentru materialul din tablă subțire sau pătrunderea controlată (în rădăcina sudurilor țevilor). Deoarece rata de depunere poate fi destul de scăzută (folosind o tijă de umplutură separată), MMA sau MIG pot fi de preferat pentru material mai gros și pentru trecerile de umplere în sudurile de țevi cu pereți groși.

Sudarea TIG este de asemenea aplicată pe scară largă în sistemele mecanizate fie autogen, fie cu sârmă de umplere. Cu toate acestea, sunt disponibile mai multe sisteme „off the shelf” pentru sudarea orbitală a țevilor, utilizate la fabricarea instalațiilor chimice sau a cazanelor. Sistemele nu necesită abilități de manipulare, dar operatorul trebuie să fie bine instruit. Deoarece sudorul are un control mai mic asupra comportamentului arcului și al bazinului de sudură, trebuie acordată o atenție deosebită pregătirii marginilor (prelucrate mai degrabă decât pregătite manual), ajustării îmbinărilor și controlului parametrilor de sudare.