В чем разница между TIG (DC) и TIG (AC)?

Сварка TIG постоянным током (DC) – это когда ток течет только в одном направлении.По сравнению со сваркой TIG на переменном токе, протекающий ток не уменьшится до нуля, пока сварка не закончится.В целом инверторы TIG могут выполнять сварку на постоянном токе или на переменном/постоянном токе, при этом очень немногие машины работают только на переменном токе.

​

Постоянный ток используется для сварки TIG мягкой стали/нержавеющей стали, а переменный ток используется для сварки алюминия.

Полярность

В процессе сварки TIG существует три варианта сварочного тока в зависимости от типа соединения.Каждый способ подключения имеет как преимущества, так и недостатки.

Постоянный ток — отрицательный электрод (DCEN)

Этот метод сварки можно использовать для широкого спектра материалов.Сварочная горелка TIG подключается к отрицательному выходу сварочного инвертора, а рабочий обратный кабель – к положительному выводу.

​

Когда дуга установлена, в цепи протекает ток, и распределение тепла в дуге составляет около 33 % на отрицательной стороне дуги (сварочная горелка) и 67 % на положительной стороне дуги (заготовка).

​

Этот баланс обеспечивает глубокое проникновение дуги в заготовку и снижает нагрев электрода.

​

Это уменьшенное тепло в электроде позволяет большему току проходить через электроды меньшего размера по сравнению с другими соединениями полярности.Этот метод соединения часто называют прямой полярностью, и это наиболее распространенное соединение, используемое при сварке постоянным током.

Постоянный ток — положительный электрод (DCEP)

При сварке в этом режиме сварочная горелка TIG подключается к положительному выводу сварочного инвертора, а рабочий обратный кабель – к отрицательному выводу.

Когда дуга установлена, в цепи протекает ток, и распределение тепла в дуге составляет около 33 % на отрицательной стороне дуги (заготовка) и 67 % на положительной стороне дуги (сварочная горелка).

​

Это означает, что электрод подвергается самым высоким уровням нагрева и, следовательно, должен быть намного больше, чем в режиме DCEN, даже при относительно низком токе, чтобы предотвратить перегрев или плавление электрода.Заготовка подвергается более низкому уровню нагрева, поэтому проплавление сварного шва будет неглубоким.

 

Этот способ подключения часто называют обратной полярностью.

Кроме того, в этом режиме воздействие магнитных сил может привести к нестабильности и явлению, известному как продувка дуги, когда дуга может блуждать между свариваемыми материалами.Это также может произойти в режиме DCEN, но более распространено в режиме DCEP.

​

Можно задаться вопросом, для чего нужен этот режим при сварке.Причина в том, что некоторые цветные металлы, такие как алюминий, при нормальном воздействии атмосферы образуют оксид на поверхности. Этот оксид создается из-за реакции кислорода воздуха и материала, похожего на ржавчину на стали.Однако этот оксид очень твердый и имеет более высокую температуру плавления, чем фактический основной материал, и поэтому его необходимо удалить перед проведением сварки.

​

Оксид можно удалить шлифованием, чисткой щеткой или химической очисткой, но как только процесс очистки прекращается, оксид начинает формироваться снова.Поэтому в идеале его нужно было бы зачистить во время сварки.Этот эффект возникает, когда ток протекает в режиме DCEP, когда поток электронов разрушает и удаляет оксид.Поэтому можно предположить, что DCEP будет идеальным режимом для сварки этих материалов с оксидным покрытием такого типа.К сожалению, из-за того, что электрод подвергается воздействию высоких уровней тепла в этом режиме, размер электродов должен быть большим, а проплавление дуги будет низким.

​

Решением для этих типов материалов будет дуга глубокого проникновения в режиме DCEN плюс очистка в режиме DCEP.Для получения этих преимуществ используется режим сварки переменным током.

Сварка на переменном токе (AC)

При сварке в режиме переменного тока ток, подаваемый сварочным инвертором, работает либо с положительными и отрицательными элементами, либо с полупериодами.Это означает, что ток течет в одну сторону, а затем в другую в разное время, поэтому используется термин переменный ток.Сочетание одного положительного элемента и одного отрицательного элемента называется одним циклом.

​

Количество раз, когда цикл завершается в течение одной секунды, называется частотой.В Великобритании частота переменного тока, подаваемого в сеть, составляет 50 циклов в секунду и обозначается как 50 Герц (Гц).

​

Это означало бы, что ток изменяется 100 раз каждую секунду.Количество циклов в секунду (частота) в стандартной машине определяется частотой сети, которая в Великобритании составляет 50 Гц.

​

​

​

​

Стоит отметить, что по мере увеличения частоты магнитные эффекты усиливаются, и такие устройства, как трансформаторы, становятся все более эффективными.Кроме того, увеличение частоты сварочного тока делает дугу более жесткой, повышает стабильность дуги и приводит к более контролируемым условиям сварки.
Однако это теоретически, так как при сварке в режиме TIG на дугу влияют другие факторы.

На синусоиду переменного тока может влиять оксидное покрытие некоторых материалов, которое действует как выпрямитель, ограничивающий поток электронов.Это известно как выпрямление дуги, и его эффект приводит к обрезанию или искажению положительного полупериода.Последствия для зоны сварки - неустойчивые условия дуги, отсутствие очищающего действия и возможное повреждение вольфрама.

Дуговое выпрямление положительного полупериода

Сигналы переменного тока (AC)

Синусоидальная волна

Синусоидальная волна состоит из положительного элемента, нарастающего до своего максимума от нуля до падения до нуля (часто называемого холмом).

Когда он пересекает ноль и ток меняет направление в направлении своего максимального отрицательного значения, а затем достигает нуля (часто называемого впадиной), один цикл завершается.

​

Многие из старых сварочных аппаратов TIG были только машинами синусоидального типа.С развитием современных сварочных инверторов со все более сложной электроникой произошли изменения в управлении и формировании формы волны переменного тока, используемой для сварки.

Квадратная волна

С развитием сварочных инверторов TIG переменного/постоянного тока, включающих больше электроники, было разработано поколение аппаратов прямоугольной формы.Благодаря этому электронному управлению переход с положительного на отрицательный и наоборот может быть выполнен почти мгновенно, что приводит к более эффективному току в каждом полупериоде из-за более длительного периода на максимуме.

 

Эффективное использование накопленной энергии магнитного поля создает формы сигналов, очень близкие к квадратным.Органы управления первых электронных источников питания позволяли управлять «прямоугольной волной».Система позволит контролировать положительные (очистка) и отрицательные (проникновение) полупериоды.

​

Условие баланса будет равным + положительные и отрицательные полупериоды, дающие стабильное состояние сварки.

Проблемы, с которыми можно столкнуться, заключаются в том, что если очистка произошла менее чем за время положительного полупериода, часть положительного полупериода не будет продуктивной, а также может увеличить потенциальное повреждение электрода из-за перегрева.Однако этот тип машины также должен иметь контроль баланса, который позволяет изменять время положительного полупериода в пределах времени цикла.

 

Максимальное проникновение

Этого можно достичь, поместив орган управления в положение, которое позволит провести больше времени в отрицательном полупериоде по сравнению с положительным полупериодом.Это позволит использовать более высокий ток с электродами меньшего размера.

часть тепла находится в плюсе (работе).Повышение температуры также приводит к более глубокому проплавлению при сварке с той же скоростью перемещения, что и в сбалансированном состоянии.
Уменьшенная зона термического влияния и меньшая деформация из-за более узкой дуги.

 

Максимальная очистка

Этого можно добиться, поместив орган управления в положение, которое позволит провести больше времени в положительном полупериоде по сравнению с отрицательным полупериодом.Это позволит использовать очень активный ток очистки.Следует отметить, что существует оптимальное время очистки, по истечении которого дальнейшая очистка не будет выполняться и вероятность повреждения электрода выше.Воздействие на дугу заключается в обеспечении более широкой чистой сварочной ванны с неглубоким проплавлением.