Hva er forskjellene mellom TIG (DC) og TIG (AC)?

Likestrøm TIG (DC)-sveising er når strømmen flyter kun i én retning.Sammenlignet med AC (vekselstrøm) TIG-sveising vil ikke strømmen gå til null før sveisingen er avsluttet.Generelt vil TIG-omformere være i stand til å sveise enten DC- eller AC/DC-sveising med svært få maskiner som kun er AC.

?

DC brukes til TIG-sveising av mildt stål/rustfritt materiale og AC vil bli brukt til sveising av aluminium.

Polaritet

TIG-sveiseprosessen har tre alternativer for sveisestrøm basert på type tilkobling.Hver tilkoblingsmetode har både fordeler og ulemper.

Likestrøm – elektrodenegativ (DCEN)

Denne sveisemetoden kan brukes til et bredt spekter av materialer.TIG-sveisebrenneren kobles til den negative utgangen på sveisevekselretteren og arbeidsreturkabelen til den positive utgangen.

?

Når lysbuen er etablert flyter strømmen i kretsen og varmefordelingen i lysbuen er rundt 33 % i den negative siden av lysbuen (sveisebrenneren) og 67 % i den positive siden av lysbuen (arbeidsstykket).

?

Denne balansen gir dyp buepenetrasjon av lysbuen inn i arbeidsstykket og reduserer varmen i elektroden.

?

Denne reduserte varmen i elektroden gjør at mer strøm kan føres av mindre elektroder sammenlignet med andre polaritetsforbindelser.Denne tilkoblingsmetoden blir ofte referert til som rett polaritet og er den vanligste tilkoblingen som brukes ved likestrømsveising.

Likestrøm – elektrodepositiv (DCEP)

Ved sveising i denne modusen kobles TIG-sveisebrenneren til den positive utgangen på sveisevekselretteren og arbeidsreturkabelen til den negative utgangen.

Når lysbuen er etablert flyter strømmen i kretsen og varmefordelingen i lysbuen er rundt 33 % i den negative siden av lysbuen (arbeidsstykket) og 67 % i den positive siden av lysbuen (sveisebrenneren).

?

Dette betyr at elektroden utsettes for de høyeste varmenivåene og derfor må være mye større enn med DCEN-modus selv når strømmen er relativt lav for å forhindre at elektroden overopphetes eller smelter.Arbeidsstykket utsettes for det lavere varmenivået slik at sveisegjennomtrengningen blir grunn.

 

Denne tilkoblingsmetoden blir ofte referert til som omvendt polaritet.

Med denne modusen kan effekten av magnetiske krefter også føre til ustabilitet og et fenomen kjent som bueblåsning der lysbuen kan vandre mellom materialene som skal sveises.Dette kan også skje i DCEN-modus, men er mer utbredt i DCEP-modus.

?

Det kan stilles spørsmål ved hvilken nytte denne modusen har ved sveising.Årsaken er at noen ikke-jernholdige materialer som aluminium ved normal eksponering for atmosfæren danner et oksid på overflaten. Dette oksidet dannes på grunn av reaksjonen av oksygen i luften og materialet som ligner rust på stål.Imidlertid er dette oksidet veldig hardt og har et høyere smeltepunkt enn det faktiske basismaterialet og må derfor fjernes før sveising kan utføres.

?

Oksydet kan fjernes ved sliping, børsting eller kjemisk rengjøring, men så snart renseprosessen opphører, begynner oksidet å dannes igjen.Derfor vil den ideelt sett bli rengjort under sveising.Denne effekten skjer når strømmen flyter i DCEP-modus når elektronstrømmen vil bryte ned og fjerne oksidet.Det kan derfor antas at DCEP ville være den ideelle modusen for sveising av disse materialene med denne typen oksidbelegg.Dessverre på grunn av eksponeringen av elektroden for de høye varmenivåene i denne modusen, ville elektrodestørrelsen måtte være stor og buepenetrasjonen ville være lav.

?

Løsningen for disse typer materialer vil være den dypt penetrerende buen til DCEN-modus pluss rengjøring av DCEP-modus.For å oppnå disse fordelene brukes AC sveisemodus.

Vekselstrømsveising (AC).

Ved sveising i AC-modus fungerer strømmen som leveres av sveise-omformeren med enten positive og negative elementer eller halvsykluser.Dette betyr at strømmen flyter én vei og deretter den andre til forskjellige tider, så begrepet vekselstrøm brukes.Kombinasjonen av ett positivt element og ett negativt element kalles en syklus.

?

Antall ganger en syklus fullføres i løpet av ett sekund, refereres til som frekvensen.I Storbritannia er frekvensen for vekselstrøm levert av strømnettet 50 sykluser per sekund og er betegnet som 50 Hertz (Hz)

?

Dette vil bety at strømmen endres 100 ganger hvert sekund.Antall sykluser per sekund (frekvens) i en standardmaskin er diktert av nettfrekvensen som i Storbritannia er 50Hz.

?

?

?

?

Det er verdt å merke seg at etter hvert som frekvensen øker, øker magnetiske effekter og gjenstander som transformatorer blir stadig mer effektive.Økning av frekvensen av sveisestrømmen gjør også buen stiv, forbedrer lysbuestabiliteten og fører til en mer kontrollerbar sveisetilstand.
Dette er imidlertid teoretisk da det ved sveising i TIG-modus er andre påvirkninger på lysbuen.

AC sinusbølgen kan påvirkes av oksidbelegget til noen materialer som fungerer som en likeretter som begrenser elektronstrømmen.Dette er kjent som lysbueretting, og dets effekt fører til at den positive halvsyklusen blir klippet av eller forvrengt.Effekten for sveisesonen er uregelmessige lysbueforhold, manglende rensevirkning og mulige wolframskader.

Bueretting av den positive halvsyklusen

Vekselstrøm (AC) bølgeformer

Sinusbølgen

Den sinusformede bølgen består av at det positive elementet bygger opp til sitt maksimum fra null før det faller tilbake til null (ofte referert til som bakken).

Når den krysser null og strømmen endrer retning mot sin maksimale negative verdi før den stiger til null (ofte referert til som dalen), fullføres en syklus.

?

Mange av TIG-sveiserne i eldre stil var bare maskiner av sinusbølgetype.Med utviklingen av moderne sveisevekselrettere med stadig mer sofistikert elektronikk kom utviklingen på kontroll og forming av AC-bølgeformen som brukes til sveising.

Firkantbølgen

Med utviklingen av AC/DC TIG-sveisevekselrettere for å inkludere mer elektronikk ble det utviklet en generasjon firkantbølgemaskiner.På grunn av disse elektroniske kontrollene kan overgangen fra positiv til negativ og omvendt gjøres nesten på et øyeblikk, noe som fører til mer effektiv strøm i hver halvsyklus på grunn av maksimalt lengre periode.

 

Den effektive bruken av den lagrede magnetiske feltenergien skaper bølgeformer som er veldig nær kvadratiske.Kontrollene til de første elektroniske strømkildene tillot kontroll av en "firkantbølge".Systemet vil tillate kontroll av de positive (rengjørings-) og negative (penetrerings-) halvsyklusene.

?

Balansetilstanden vil være lik + positive og negative halvsykluser som gir en stabil sveisetilstand.

Problemene som kan oppstå er at når rengjøring har skjedd på mindre enn den positive halvsyklustiden, er noe av den positive halvsyklusen ikke produktiv og kan også øke potensiell skade på elektroden på grunn av overoppheting.Imidlertid vil denne typen maskiner også ha en balansekontroll som tillot tiden for den positive halvsyklusen å variere innenfor syklustiden.

 

Maksimal penetrasjon

Dette kan oppnås ved å plassere kontrollen i en posisjon som vil gjøre det mulig å bruke mer tid i den negative halvsyklusen i forhold til den positive halvsyklusen.Dette vil tillate at høyere strøm kan brukes med mindre elektroder etter hvert

av varmen er i positiv (arbeid).Økningen i varme resulterer også i dypere penetrasjon ved sveising med samme kjørehastighet som den balanserte tilstanden.
En redusert varmepåvirket sone og mindre forvrengning på grunn av den smalere buen.

 

Maksimal rengjøring

Dette kan oppnås ved å plassere kontrollen i en posisjon som gjør det mulig å bruke mer tid i den positive halvsyklusen i forhold til den negative halvsyklusen.Dette vil gjøre det mulig å bruke svært aktiv rensestrøm.Det skal bemerkes at det er en optimal rengjøringstid, hvoretter mer rengjøring ikke vil skje og potensialet for skade på elektroden er større.Effekten på lysbuen er å gi et bredere rent sveisebasseng med grunn penetrasjon.