Pohled do technologie svařování - TIG | Toolscomp.cz

Pohled do technologie svařování - TIG

T.I.G (Tungsten Inert Gas)

- obloukové svařování v inertní atmosféře neroztavitelnou wolframovou elektrodou

A. Úvod

Obloukové svařování v inertní atmosféře neroztavitelnou wolframovou elektrodou T.I.G. nebo G.T.A.W. – Gas Tungsten Arc Welding, je proces, při němž se žár pro sváření vytváří elektrickým obloukem, který vzniká mezi neroztavitelnou elektrodou a svařovaným materiálem. Používaná elektroda je z wolframu nebo jeho slitiny. Místo sváru i elektroda jsou chráněny proti oxidaci díky inertnímu plynu dodávanému hořákem.
TIG sváření se provádí s přídavkem svařovacího materiálu (tyče) nebo roztavením základního materiálu elektrickým obloukem. Používá se pro svařování nerezových ocelí, hliníku a jeho slitin, niklu, mědi, titanu a jejich slitin.

B. Základní informace

1. svařovací zdroje

Účelem zdroje je udržovat elektrický oblouk mezi elektrodou a svařovaným materiálem.
Uvnitř zdroje je obvykle regulátor proudu, mechanický či elektronický (tyristorový nebo invertorový). Zdroje dělíme do dvou kategorií:

a) zdroje střídavé (AC)

Výstupní proud má sinusovou charakteristiku, která mění polaritu v pravidelných intervalech, s frekvencí od 20 Hz do 200 Hz nebo více, v závislosti na použitém zdroji.

b) zdroje stejnosměrné (DC)

Výstupní proud má stálou charakteristiku získanou z usměrňovače nacházejícího se ve svářečce. Usměrňovač mění proudovou charakteristiku ze střídavé na stejnosměrnou.

Tato zařízení mohou být dále dělena podle způsobu připojení jednotlivých pólů ke svařovanému materiálu:

přímá polarita - takto se označují připojení, kde hořák připojen na (–) pól a materiál kabelem na (+) pól svářečky. Toto je nejčastější způsob připojení T.I.G. systému zajišťující dobrou svařitelnost pro většinu obvykle svařovaných kovů a slitin s výjimkou hliníku! Svár je hluboký a přímý.
reverzní polarita - takto se označují připojení hořáku na (+) pól a materiálu kabelem na ( - ) pól svářečky. Tento způsob se užívá zřídka, protože svár je plochý a mělký, elektroda se přehřívá, a proto je třeba používat pouze nízký proud.

c) pulzní zdroje

proud je upravován řadou impulsů (proto „pulsní“). Periodické pulsy umožňují dokonalejší řízení svařování a typicky se používají pro svařování tenkých materiálů, kde snižují riziko perforace materiálu.

2. hořák s držákem wolframové elektrody

Hořák drží elektrodu a je připojen kabely ke svářečce, která dodává elektrický proud a ochranný plyn. V závislosti na typu, hořáky jsou chlazeny vzduchem (protékajícím plynem) nebo vodním chladičem v případě požadavku na vysoké svářecí proudy (200–500 A) a vysoké frekvence.

3. svařovací tyč - přídavný materiál

Přídavek materiálu při manuálním svařování je zajištěn vnořením tyče do prostoru oblouku. Materiál tyče je velmi často shodný se svařovaným základním materiálem, často obsahuje přísady, např. deoxidanty.
Výběr tyče je ovlivněn tloušťkou materiálu, typem spoje a požadavky na vlastnosti spoje.

C. Ochranné plyny

Smyslem plynů je ochránit svařované místo proti vzdušné vlhkosti a nečistotám, a to vytěsněním atmosférického vzduchu plynem. Obvykle používané plyny pro T.I.G. jsou argon, helium, směsi argon/helium a argon/kyslík.
Při práci s argonem je oblouk stabilní, ale místo sváru se ochlazuje, proto je vhodnější pro tenké materiály. Argon je levnější, než helium, proto je častěji používán.
Použití helia způsobuje vyšší teploty, doporučuje se pro materiály s vyšší tepelnou vodivostí. Helium je lehčí než vzduch a proto se při práci spotřebuje mnohem větší množství než při použití argonu.

D. Elektrody

Existuje několik druhů neroztavitelných elektrod:

čisté wolframové elektrody - použití pro nízké střídavé proudy, oblouk je stabilnější, pořizovací cena nízká.
thorium-wolframové elektrody - nevhodné pro vysoké proudy, oblouk se snadno zapálí, zůstává stabilní. Doporučují se pro svařování stejnosměrným proudem s přímou polaritou.
zircon-wolframové elektrody - použití pro ruční svařování hliníku, hořčíku a jejich slitin, při středních proudech
cerové elektrody - určeny pro svařování s požadavkem na vysokou emisi elektronů a hlubokou penetraci do materiálu.

E. Systémy zážehu oblouků

HF (high frequency) - Zapalovací jiskra je vytvořena vysokofrekvenčním generátorem. HF systém vyžaduje hořák vybavený zapalovacím tlačítkem.
pilotní oblouk - Oblouk se zapálí mezi elektrodou wolframovou a elektrodou přídavnou (tvořena např. kroužkem kolem hlavní elektrody). Pilotní oblouk se zažehne vysokofrekvenční jiskrou, začne hořet, rozžhaví wolframovou elektrodu a zionizuje atmosféru mezi elektrodou a svařencem. Začne hořet hlavní oblouk. Po započetí sváření se pilotní oblouk vypíná. Tento systém je použit hlavně v automatických jednotkách.
LIFT strike - Systém využívá zapálení oblouku pomocí špičky wolframové elektrody při dotyku se svařovaným materiálem. Při odtažení elektrody od materiálu vznikne zážehová jiskra a ve stejném okamžiku se proud ze zdroje zvýší na požadovanou hodnotu pro sváření. Nepoužívají se vysoké frekvence, a proto LIFT zážeh jiskry nezpůsobuje elektromagnetické rušení.
zkratový zážeh - Zážeh vznikne zkratováním materiálu a elektrody. Tento vzájemný kontakt však vytvoří vměsek strusky na počátku sváru, který snižuje kvalitu svařování.

Zdroj: www.telwin.com
Přeložil: Zdeněk Slavík
Zpracoval: David Gross
Zveřejněno: 14.6.2010