Τι είναι το TIG Welding

Η συγκόλληση αδρανούς αερίου βολφραμίου (TIG), επίσης γνωστή ως συγκόλληση τόξου βολφραμίου με αέριο (GTAW), χρησιμοποιεί ένα μη αναλώσιμο ηλεκτρόδιο βολφραμίου και ένα αδρανές προστατευτικό αέριο. - Η συγκόλληση TIG επιτρέπει την ένωση αντικειμένων χωρίς τη χρήση υλικού πλήρωσης, με αποτέλεσμα πιο καθαρές και χωρίς πιτσίλισμα συγκολλήσεις.

Στη διαδικασία συγκόλλησης TIG, το τόξο σχηματίζεται μεταξύ ενός μυτερού ηλεκτροδίου βολφραμίου και του τεμαχίου εργασίας σε μια αδρανή ατμόσφαιρα αργού ή ηλίου. Το μικρό έντονο τόξο που παρέχεται από το μυτερό ηλεκτρόδιο είναι ιδανικό για συγκόλληση υψηλής ποιότητας και ακριβείας. Επειδή το ηλεκτρόδιο δεν καταναλώνεται κατά τη συγκόλληση, ο συγκολλητής TIG δεν χρειάζεται να εξισορροπεί την εισερχόμενη θερμότητα από το τόξο καθώς το μέταλλο εναποτίθεται από το ηλεκτρόδιο τήξης. Όταν απαιτείται μέταλλο πλήρωσης, πρέπει να προστεθεί χωριστά στη δεξαμενή συγκόλλησης.

Πηγή ισχύος

Η συγκόλληση TIG πρέπει να λειτουργεί με πεσμένη, σταθερή πηγή ρεύματος - είτε DC είτε AC. Μια πηγή ισχύος σταθερού ρεύματος είναι απαραίτητη για την αποφυγή υπερβολικά υψηλών ρευμάτων όταν το ηλεκτρόδιο βραχυκυκλώνεται στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας. Αυτό μπορεί να συμβεί είτε σκόπιμα κατά την εκκίνηση του τόξου είτε ακούσια κατά τη συγκόλληση. Εάν, όπως στη συγκόλληση MIG, χρησιμοποιείται μια επίπεδη χαρακτηριστική πηγή ισχύος, οποιαδήποτε επαφή με την επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας θα καταστρέψει το άκρο του ηλεκτροδίου ή θα συντήξει το ηλεκτρόδιο στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας. Στο DC, επειδή η θερμότητα του τόξου κατανέμεται περίπου το ένα τρίτο στην κάθοδο (αρνητική) και τα δύο τρίτα στην άνοδο (θετική), το ηλεκτρόδιο έχει πάντα αρνητική πολικότητα για να αποτρέψει την υπερθέρμανση και την τήξη. Ωστόσο, η σύνδεση εναλλακτικής πηγής ισχύος θετικής πολικότητας ηλεκτροδίου συνεχούς ρεύματος έχει το πλεονέκτημα ότι όταν η κάθοδος βρίσκεται στο τεμάχιο εργασίας, η επιφάνεια καθαρίζεται από μόλυνση οξειδίων. Για το λόγο αυτό, το AC χρησιμοποιείται κατά τη συγκόλληση υλικών με ανθεκτική μεμβράνη οξειδίου επιφάνειας, όπως το αλουμίνιο.

Εκκίνηση τόξου

Το τόξο συγκόλλησης μπορεί να ξεκινήσει με το ξύσιμο της επιφάνειας, σχηματίζοντας βραχυκύκλωμα. Μόνο όταν σπάσει το βραχυκύκλωμα θα ρέει το κύριο ρεύμα συγκόλλησης. Ωστόσο, υπάρχει κίνδυνος το ηλεκτρόδιο να κολλήσει στην επιφάνεια και να προκαλέσει εγκλεισμό βολφραμίου στη συγκόλληση. Αυτός ο κίνδυνος μπορεί να ελαχιστοποιηθεί χρησιμοποιώντας την τεχνική 'lift arc' όπου το βραχυκύκλωμα σχηματίζεται σε πολύ χαμηλό επίπεδο ρεύματος. Ο πιο συνηθισμένος τρόπος εκκίνησης του τόξου TIG είναι η χρήση HF (High Frequency). Το HF αποτελείται από σπινθήρες υψηλής τάσης αρκετών χιλιάδων βολτ που διαρκούν μερικά μικροδευτερόλεπτα. Οι σπινθήρες HF θα προκαλέσουν διάσπαση ή ιονισμό του διακένου ηλεκτροδίου-τεμαχίου εργασίας. Μόλις σχηματιστεί ένα νέφος ηλεκτρονίων/ιόντων, το ρεύμα μπορεί να ρέει από την πηγή ενέργειας.

Σημείωση: Καθώς το HF παράγει ασυνήθιστα υψηλή ηλεκτρομαγνητική εκπομπή (EM), οι συγκολλητές θα πρέπει να γνωρίζουν ότι η χρήση του μπορεί να προκαλέσει παρεμβολές, ειδικά σε ηλεκτρονικό εξοπλισμό. Καθώς οι εκπομπές ΗΜ μπορούν να μεταδοθούν στον αέρα, όπως τα ραδιοκύματα, ή να μεταδοθούν κατά μήκος των καλωδίων τροφοδοσίας, πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα για την αποφυγή παρεμβολών με συστήματα ελέγχου και όργανα κοντά στη συγκόλληση.

Το HF είναι επίσης σημαντικό για τη σταθεροποίηση του τόξου AC. στο AC, η πολικότητα του ηλεκτροδίου αντιστρέφεται με συχνότητα περίπου 50 φορές ανά δευτερόλεπτο, με αποτέλεσμα το τόξο να σβήνει σε κάθε αλλαγή πολικότητας. Για να εξασφαλιστεί ότι το τόξο αναφλέγεται εκ νέου σε κάθε αντιστροφή της πολικότητας, δημιουργούνται σπινθήρες HF στο διάκενο ηλεκτροδίου/τεμαχίου εργασίας για να συμπίπτουν με την αρχή κάθε μισού κύκλου.

Ηλεκτρόδια

Τα ηλεκτρόδια για συγκόλληση συνεχούς ρεύματος είναι συνήθως καθαρό βολφράμιο με 1 έως 4% θορία για τη βελτίωση της ανάφλεξης με τόξο. Εναλλακτικά πρόσθετα είναι το οξείδιο του λανθανίου και το οξείδιο του δημητρίου, τα οποία υποστηρίζεται ότι παρέχουν ανώτερη απόδοση (εκκίνηση τόξου και χαμηλότερη κατανάλωση ηλεκτροδίων). Είναι σημαντικό να επιλέξετε τη σωστή διάμετρο ηλεκτροδίου και γωνία αιχμής για το επίπεδο του ρεύματος συγκόλλησης. Κατά κανόνα, όσο χαμηλότερο είναι το ρεύμα τόσο μικρότερη είναι η διάμετρος του ηλεκτροδίου και η γωνία αιχμής. Στη συγκόλληση AC, καθώς το ηλεκτρόδιο θα λειτουργεί σε πολύ υψηλότερη θερμοκρασία, χρησιμοποιείται βολφράμιο με προσθήκη ζιρκονίας για τη μείωση της διάβρωσης του ηλεκτροδίου. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι λόγω της μεγάλης ποσότητας θερμότητας που παράγεται στο ηλεκτρόδιο, είναι δύσκολο να διατηρηθεί ένα μυτερό άκρο και το άκρο του ηλεκτροδίου παίρνει ένα σφαιρικό ή «σφαιρικό» προφίλ.

Θωρακτικό αέριο

Το προστατευτικό αέριο επιλέγεται ανάλογα με το υλικό που συγκολλάται. Οι παρακάτω οδηγίες μπορεί να βοηθήσουν:

Αργό + 2 έως 5% H2 - η προσθήκη υδρογόνου στο αργό θα κάνει το αέριο ελαφρώς, βοηθώντας την παραγωγή συγκολλήσεων με καθαρότερη εμφάνιση χωρίς οξείδωση της επιφάνειας. Καθώς το τόξο είναι θερμότερο και πιο στενό, επιτρέπει υψηλότερες ταχύτητες συγκόλλησης. Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν τον κίνδυνο ρωγμών υδρογόνου στους ανθρακούχους χάλυβες και το πορώδες μετάλλων συγκόλλησης σε κράματα αλουμινίου.

Μείγματα ηλίου και ηλίου/αργού - η προσθήκη ηλίου στο αργό θα αυξήσει τη θερμοκρασία του τόξου. Αυτό προάγει υψηλότερες ταχύτητες συγκόλλησης και βαθύτερη διείσδυση συγκόλλησης. Τα μειονεκτήματα της χρήσης ηλίου ή μίγματος ηλίου/αργού είναι το υψηλό κόστος του αερίου και η δυσκολία εκκίνησης του τόξου.

Εφαρμογές

Η συγκόλληση TIG εφαρμόζεται σε όλους τους βιομηχανικούς τομείς αλλά είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για συγκόλληση υψηλής ποιότητας. Στη χειροκίνητη συγκόλληση, το σχετικά μικρό τόξο είναι ιδανικό για λεπτό φύλλο υλικού ή ελεγχόμενη διείσδυση (στην ρίζα των συγκολλήσεων σωλήνων). Επειδή ο ρυθμός εναπόθεσης μπορεί να είναι αρκετά χαμηλός (χρησιμοποιώντας ξεχωριστή ράβδο πλήρωσης), το MMA ή το MIG μπορεί να είναι προτιμότερο για παχύτερο υλικό και για περάσματα πλήρωσης σε συγκολλήσεις σωλήνων με παχύ τοίχωμα.

Η συγκόλληση TIG εφαρμόζεται επίσης ευρέως σε μηχανοποιημένα συστήματα είτε αυτογενώς είτε με σύρμα πλήρωσης. Ωστόσο, αρκετά συστήματα «εκτός ραφιού» είναι διαθέσιμα για τροχιακή συγκόλληση σωλήνων, που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή χημικών εγκαταστάσεων ή λεβήτων. Τα συστήματα δεν απαιτούν δεξιότητες χειρισμού, αλλά ο χειριστής πρέπει να είναι καλά εκπαιδευμένος. Επειδή ο συγκολλητής έχει λιγότερο έλεγχο στη συμπεριφορά του τόξου και της δεξαμενής συγκόλλησης, πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στην προετοιμασία των άκρων (κατεργασμένα με μηχανική και όχι στο χέρι), στην προσαρμογή της άρθρωσης και στον έλεγχο των παραμέτρων συγκόλλησης.