Mitä eroa on TIG (DC) ja TIG (AC) välillä?

Tasavirta-TIG (DC) -hitsaus on, kun virta kulkee vain yhteen suuntaan.Verrattuna AC (Vaihtovirta) TIG-hitsaukseen, kerran virtaava virta ei mene nollaan ennen kuin hitsaus on päättynyt.Yleensä TIG-invertterit pystyvät hitsaamaan joko DC- tai AC/DC-hitsausta, ja hyvin harvat koneet ovat vain vaihtovirtaa.

​

Tasavirtaa käytetään TIG-hitsaukseen. Mieto teräs/ruostumaton materiaali ja vaihtovirtaa alumiinin hitsaukseen.

Vastakkaisuus

TIG-hitsausprosessissa on kolme hitsausvirtavaihtoehtoa liitäntätyypin mukaan.Jokaisella liitäntätavalla on sekä etuja että haittoja.

Tasavirta – negatiivinen elektrodi (DEN)

Tätä hitsausmenetelmää voidaan käyttää monenlaisille materiaaleille.TIG-hitsauspoltin on kytketty hitsausinvertterin negatiiviseen lähtöön ja työn palautuskaapeli positiiviseen lähtöön.

​

Kun kaari on muodostettu, virta kulkee piirissä ja lämmön jakautuminen kaaressa on noin 33% kaaren negatiivisella puolella (hitsauspoltin) ja 67% kaaren positiivisella puolella (työkappale).

​

Tämä tasapaino antaa valokaaren syvän tunkeutumisen työkappaleeseen ja vähentää lämpöä elektrodissa.

​

Tämä alentunut lämpö elektrodissa mahdollistaa enemmän virtaa pienemmillä elektrodeilla verrattuna muihin polariteettiliitäntöihin.Tätä liitäntätapaa kutsutaan usein suoraksi napaiseksi ja se on yleisin tasavirtahitsauksessa käytetty liitäntä.

Tasavirta – Elektrodipositiivinen (DCEP)

Tässä tilassa hitsattaessa TIG-hitsauspoltin kytketään hitsausinvertterin positiiviseen lähtöön ja työn palautuskaapeli negatiiviseen lähtöön.

Kun kaari on muodostettu, virta kulkee piirissä ja lämmön jakautuminen kaaressa on noin 33% kaaren negatiivisella puolella (työkappale) ja 67% kaaren positiivisella puolella (hitsauspoltin).

​

Tämä tarkoittaa, että elektrodi altistuu korkeimmille lämpötasoille, ja siksi sen on oltava paljon suurempi kuin DCEN-tilassa, vaikka virta on suhteellisen pieni, jotta elektrodi ei ylikuumene tai sula.Työkappale altistetaan alemmalle lämpötasolle, joten hitsin tunkeutuminen on matala.

 

Tätä liitäntätapaa kutsutaan usein käänteiseksi polariteetiksi.

Lisäksi tässä tilassa magneettisten voimien vaikutukset voivat johtaa epävakauteen ja ilmiöön, joka tunnetaan nimellä kaaripuhallus, jossa valokaari voi vaeltaa hitsattavien materiaalien välillä.Tämä voi tapahtua myös DCEN-tilassa, mutta se on yleisempää DCEP-tilassa.

​

Voidaan kysyä, mitä hyötyä tästä tilasta on hitsattaessa.Syynä on se, että jotkin ei-rautapitoiset materiaalit, kuten alumiini, muodostavat normaalissa ilmakehässä altistuessaan oksidin pintaan. Tämä oksidi syntyy ilman hapen ja teräksen ruosteen kaltaisen materiaalin reaktiosta.Tämä oksidi on kuitenkin erittäin kova ja sen sulamispiste on korkeampi kuin varsinaisella perusmateriaalilla, ja siksi se on poistettava ennen hitsauksen suorittamista.

​

Oksidi voidaan poistaa hiomalla, harjaamalla tai jollain kemiallisella puhdistuksella, mutta heti puhdistusprosessin päätyttyä oksidia alkaa muodostua uudelleen.Siksi ihannetapauksessa se puhdistetaan hitsauksen aikana.Tämä vaikutus tapahtuu, kun virta kulkee DCEP-moodissa, jolloin elektronivirta hajoaa ja poistaa oksidin.Siksi voidaan olettaa, että DCEP olisi ihanteellinen tapa näiden materiaalien hitsaamiseen tämän tyyppisellä oksidipinnoitteella.Valitettavasti, koska elektrodi altistuu korkeille lämpötasoille tässä tilassa, elektrodien koon tulisi olla suuri ja valokaaren tunkeutumiskyky olisi pieni.

​

Ratkaisu tämän tyyppisille materiaaleille olisi DCEN-tilan syvä tunkeutuva kaari sekä DCEP-tilan puhdistus.Näiden etujen saavuttamiseksi käytetään AC-hitsaustilaa.

Vaihtovirtahitsaus

Kun hitsataan AC-tilassa, hitsausinvertterin syöttämä virta toimii joko positiivisilla ja negatiivisilla elementeillä tai puolijaksoilla.Tämä tarkoittaa, että virta kulkee yhteen suuntaan ja sitten toiseen eri aikoina, joten termiä vaihtovirta käytetään.Yhden positiivisen ja yhden negatiivisen elementin yhdistelmää kutsutaan yhdeksi sykliksi.

​

Sitä, kuinka monta kertaa sykli on suoritettu yhden sekunnin sisällä, kutsutaan taajuudeksi.Yhdistyneessä kuningaskunnassa verkkoverkon syöttämän vaihtovirran taajuus on 50 jaksoa sekunnissa ja sitä merkitään 50 Hertzillä (Hz).

​

Tämä tarkoittaisi, että virta muuttuu 100 kertaa sekunnissa.Jaksojen lukumäärä sekunnissa (taajuus) vakiokoneessa määräytyy verkkotaajuuden mukaan, joka Isossa-Britanniassa on 50 Hz.

​

​

​

​

On syytä huomata, että taajuuden kasvaessa magneettiset vaikutukset lisääntyvät ja esineet, kuten muuntajat, tulevat yhä tehokkaammiksi.Myös hitsausvirran taajuuden lisääminen jäykistää kaaria, parantaa kaaren vakautta ja johtaa ohjattavampaan hitsausolosuhteisiin.
Tämä on kuitenkin teoreettista, sillä TIG-tilassa hitsattaessa valokaareen vaikuttaa muitakin vaikutuksia.

AC-siniaaltoon voi vaikuttaa joidenkin materiaalien oksidipinnoite, joka toimii elektronien virtausta rajoittavana tasasuuntaajana.Tätä kutsutaan kaaren tasaamiseksi ja sen vaikutus aiheuttaa positiivisen puolijakson katkeamisen tai vääristymisen.Vaikutuksena hitsausalueelle ovat epäsäännölliset kaariolosuhteet, puhdistustoiminnan puute ja mahdolliset volframivauriot.

Positiivisen puolijakson kaaren tasaus

Vaihtovirran (AC) aaltomuodot

Siniaalto

Siniaalto koostuu siitä, että positiivinen elementti kohoaa maksimiinsa nollasta ennen putoamista takaisin nollaan (kutsutaan usein mäkiksi).

Kun se ylittää nollan ja virta muuttaa suuntaa kohti suurinta negatiivista arvoaan ennen kuin se nousee nollaan (kutsutaan usein laaksoksi), yksi sykli on valmis.

​

Monet vanhemmista TIG-hitsaajista olivat vain siniaaltotyyppisiä koneita.Nykyaikaisten hitsausinvertterien ja yhä kehittyneemmän elektroniikan kehityksen myötä kehitettiin hitsauksessa käytettävän AC-aaltomuodon ohjausta ja muotoilua.

Neliöaalto

Kun AC/DC TIG-hitsausinvertterit kehitettiin sisältämään enemmän elektroniikkaa, kehitettiin sukupolvi neliöaaltokoneita.Näiden elektronisten ohjainten ansiosta vaihto positiivisesta negatiiviseen ja päinvastoin voidaan tehdä lähes hetkessä, mikä johtaa tehokkaampaan virtaan jokaisessa puolijaksossa maksimipituuden vuoksi.

 

Varastoidun magneettikentän energian tehokas käyttö luo aaltomuotoja, jotka ovat hyvin lähellä neliötä.Ensimmäisten elektronisten virtalähteiden säätimet mahdollistivat "neliöaallon" ohjauksen.Järjestelmä mahdollistaisi positiivisen (puhdistus) ja negatiivisen (läpäisy) puolijakson ohjauksen.

​

Tasapainotila olisi yhtä suuri + positiiviset ja negatiiviset puolijaksot antaen vakaan hitsin kunnon.

Ongelmia, joita voidaan kohdata, ovat se, että kun puhdistus on tapahtunut alle positiivisen puolijakson aikana, osa positiivisesta puolijaksosta ei ole tuottavaa ja voi myös lisätä ylikuumenemisen aiheuttamaa mahdollista vauriota elektrodille.Tämän tyyppisessä koneessa olisi kuitenkin myös tasapainon ohjaus, joka salli positiivisen puolijakson ajan vaihtelun sykliajan sisällä.

 

Suurin tunkeutuminen

Tämä voidaan saavuttaa asettamalla säädin asentoon, joka mahdollistaa enemmän aikaa kulumisen negatiivisessa puolijaksossa suhteessa positiiviseen puolijaksoon.Tämä mahdollistaa suuremman virran käytön pienempien elektrodien kanssa

lämmöstä on positiivinen (työ).Lämmön nousu johtaa myös syvempään tunkeutumiseen hitsattaessa samalla kulkunopeudella kuin tasapainotilassa.
Vähentynyt lämmön vaikutusalue ja vähemmän vääristymiä kapeamman kaaren ansiosta.

 

Maksimaalinen puhdistus

​Tämä voidaan saavuttaa asettamalla säädin asentoon, joka mahdollistaa enemmän aikaa positiivisessa puolijaksossa suhteessa negatiiviseen puolijaksoon.Tämä mahdollistaa erittäin aktiivisen puhdistusvirran käytön.On huomattava, että on olemassa optimaalinen puhdistusaika, jonka jälkeen puhdistusta ei tapahdu enempää ja elektrodin vaurioitumisen mahdollisuus on suurempi.Vaikutus kaariin on leveämpi puhdas hitsausallas, jonka läpitunkeutuminen on matala.