Spawanie metodą TIG (TIG): proces, zastosowania i zalety
Po przeczytaniu tego artykułu dowiesz się o: - 1. procesie spawania wolframowym gazem obojętnym 2. palniku spawalniczym TIG 3. parametrach procesu 4. źródle mocy 5. zastosowaniach i zastosowaniach 6. zaletach 7. wadach.
Proces spawania metodą Tungsten Inert Gas Welding (TIG):
Spawanie metodą Tungsten Inert Gas (TIG), zwykle nazywane spawanie łukiem gazowo-wolframowym (GTAW), to proces spawania łukowego wykorzystujący ciepło wytworzone przez łuk elektryczny pomiędzy nie zużywającą się elektrodą wolframową a obrabianym przedmiotem.
Pręt wypełniacza może być podawany do strefy łuku. W celu uniknięcia zanieczyszczania atmosfery w jeziorku spawalniczym stosuje się ekranowanie gazu obojętnego (argonu lub helu).
Jednostka TIG składa się z:
(i) Zasilanie; albo DC, albo AC, by wytworzyć łuk.
(ii) Jednostka dostarczająca gaz, z manometrem i przepływomierzem.
(iii) regulator gazu; Dopasowany do butli z gazem w celu kontrolowania przepływu gazu.
(iv) uchwyt spawalniczy TIG; Specjalny typ
(v) Nie zużywająca się elektroda wolframowa; dostępne z różnymi kształtami końcówek.
(vi) pręt wypełniający; który dostarcza metal wypełniający w jeziorku spawalniczym.
Schemat ideowy urządzenia do spawania TIG pokazano na Rys. 7.24 (a). Specjalnie wykonany uchwyt spawalniczy TIG pokazano również na rys. 7.24 (b). Zasada działania spawania łukiem gazowo-wolframowym została przedstawiona na Rys. 7.24 (c).
Spawanie TIG jest zwykle stosowane ręcznie i wymaga stosunkowo dużego stopnia umiejętności spawacza. Może to być półautomatyczny wół w pełni automatyczny. W procesie półautomatycznym prędkość ruchu i kierunek spoiny są kontrolowane przez obsługiwane.
W pełni automatycznym procesie rozmiar spoiny, długość spoiny, prędkość przesuwu, napięcie łuku, start i stop palnika są kontrolowane przez sam sprzęt.
Spawana pochodnia TIG:
TIG polega na użyciu specjalnie wykonanego uchwytu elektrody znanego jako TIG Spawanie palnika. W palniku wsunięta jest elektroda tlenowa. Zapewniono przejście wokół elektrody do przepływu gazu obojętnego do strefy spawania. Jeżeli prąd jest mniejszy niż 200 amperów, używany jest pochłaniacz chłodzony powietrzem; a dla prądu większego niż 200 amperów używany jest pochłaniacz chłodzony wodą.
Aby wytworzyć spoinę dobrej jakości, elektrodę wolframową o kształcie wierzchołkowym wybiera się zgodnie z rodzajem zasilania i grubością spawanego metalu.
Niektóre ogólnie używane końcówki pokazano na Rys. 7.25 (b). Stożkowa końcówka kształtu dla DCSP, końcówka o stożkowym końcu stożka dla DCRP, natomiast dla ACHF używana jest okrągła końcówka.
Parametry procesu spawania wolframu gazowego (TIG):
Źródło prądu:
DC (z DCSP lub DCRP) lub AC
Zakres prądu:
100 - 500 Amperów.
Zakres napięcia:
40 - 60 woltów.
Rodzaj temperatury:
2700 - 3600⁰C.
Typ elektrody:
Nie zużywająca się elektroda wolframowa.
Średnica elektrody:
0, 35 do 0, 75 mm
Porady elektrod:
Stożkowy lub tępy brzeg stożkowy lub zaokrąglony koniec.
Źródło mocy do spawania wolframowego metodą gazową (TIG):
Wszystkie trzy rodzaje zasilania prądem przemiennym (tj. AS, DCSP i DCRP) mogą być stosowane przy spawaniu TIG w zależności od spawanego metalu.
Do wyboru są następujące:
(i) DCRP (odwrotna polaryzacja prądu stałego):
Do cienkich blach z aluminium i stopów magnezu:
(ii) DCSP (polaryzacja prosta prądu stałego):
Do stopów o wysokiej temperaturze topnienia, takich jak stale stopowe, stale nierdzewne, stopy żaroodporne, stopy miedzi, stopy niklu i tytan.
(iii) AC (prąd przemienny):
Do normalnych arkuszy aluminium i magnezu.
Zastosowanie i zastosowania spawania metodą Tungsten Inert Gas Welding (TIG):
Spawanie w atmosferze gazu obojętnego jest możliwe do spawania metali nieżelaznych we wszystkich pozycjach. Lista metali, które można łatwo spawać w tym procesie, jest długa.
Niektóre aplikacje i zastosowania to:
(i) Można spawać prawie wszystkie metale i stopy o różnej grubości i rodzajach połączeń.
(ii) Znajduje największe zastosowanie w spawaniu stali stopowych, stali nierdzewnych, stopów żaroodpornych, metali ogniotrwałych, aluminium i stopów, magnezu i stopów, stopów tytanu, stopów miedzi i niklu oraz stali pokrytej stopami o niskiej temperaturze topnienia .
(iii) Proces jest zalecany do spawania bardzo cienkich blach, jako że jest to 0, 125 mm (0, 005 cala).
(iv) Proces jest w stanie wykonać gładkie, czyste i solidne spoiny w aluminium bez użycia korozyjnych strumieni i znajduje swoje zastosowanie w urządzeniach do przetwarzania żywności.
(v) Proces ten jest szeroko stosowany w produkcji pocisków rakietowych, samolotów, rakiet i okrętów podwodnych.
(vi) Proces ten jest wykorzystywany do spawania czystego handlowo tytanu.
Zalety TIG:
1. Prawie wszystkie rodzaje metali i stopów mogą być spawane w tym procesie przy odpowiednim doborze zasilania, tj. AC, DCSP lub DCRP.
2. Gładkie, czyste i zdrowe spoiny uzyskuje się, gdy jest to wymagane w urządzeniach do przetwarzania żywności.
3. Połączenia wytwarzane w tym procesie są silniejsze, bardziej ciągliwe i odporne na korozję niż wytworzone w innym procesie, ponieważ gaz obojętny wypycha powietrze z roztopionego metalu i zapobiega utlenianiu.
4. Łuk jest przezroczysty dzięki ekranowaniu gazu obojętnego. Dzięki temu spawacz może wyraźnie obserwować pracę i elektrodę w jeziorku spawalniczym.
5. Zarówno żelazne, jak i nieżelazne metale mogą być łatwo spawane.
6. W niektórych przypadkach można łatwo spawać różne rodzaje metali.
Wady (ograniczenia) TIG:
1. Prawidłowe czyszczenie obrabianego elementu jest wymagane przed spawaniem, ponieważ gaz obojętny nie zapewnia działania czyszczącego.
2. Koszt gazu obojętnego jest dość wysoki w porównaniu do jakiegokolwiek innego materiału topnikowego stosowanego w innym procesie spawania, w celu ochrony spoiny przed atmosferycznym tlenem i azotem.
3. Druga strona złącza nie jest chroniona tą metodą.
4. Proces ma stosunkowo powolną pracę.