Proces svařování TIG (GTAW) a jeho fungování

Svařování metodou TIG (GTAW neboli svařování wolframovým svařovacím plynem) je obloukový svařovací proces, který pracuje při vysokých teplotách (přes 6 000 stupňů Fahrenheita) a taví a zahřívá kovy.

Je sice dražší než svařování tyčí, ale je čistší a univerzálnější (funguje na oceli, hliníku, mosazi a mnoha dalších kovech).

Vede také k vysoce kvalitním svarům.

Nevýhodou je, že zařízení je dražší a proces je pomalejší než jiné svařovací procesy.

Na rozdíl od svařování GMAW nebo MIG se používá nekonzumovatelná (netaví se) wolframová elektroda.

Elektroda vytváří elektrický oblouk, který produkuje potřebné teplo.

Hořák TIG je chlazen vzduchem nebo vodou a proces používá přídavný kov ve formě tyče.

GTAW také vyžaduje ochranný plyn, jako je argon nebo helium, který chrání svar před atmosférou.

Proces obloukového svařování wolframovým svařovacím plynem obecně není komerčně konkurenceschopný s jinými procesy pro svařování těžších rozměrů kovů, pokud je lze snadno svařovat v ochranné atmosféře, pod tavidlem nebo v plynu s odpovídající kvalitou.

Přehled

Svařování wolframovým obloukem v plynu (GTAW) je proces, při kterém se spojování kovů vytváří zahříváním oblouku mezi wolframovou (nesvařitelnou) elektrodou a dílem pomocí svářečky TIG.

Používá se ochranný plyn, obvykle argon.

Obvykle se provádí s čistou wolframovou tyčí nebo tyčí ze slitiny wolframu, ale někdy se používá více elektrod.

Nahřátá zóna svaru, roztavený kov a wolframová elektroda jsou chráněny před atmosférou obalem inertního plynu přiváděného přes držák elektrody.

Může, ale nemusí se přidávat přídavný kov. Svar se vytváří přiložením oblouku tak, že se dotýkající se obrobek a přídavný kov roztaví a spojí, jakmile svarový kov ztuhne.

Tento proces je podobný ostatním procesům obloukového svařování, protože teplo se vytváří obloukem mezi elektrodou bez přídavného kovu a obrobkem, ale zařízení a typ elektrody jej odlišují od ostatních procesů obloukového svařování.

Výhody a nevýhody

Výhody

• Zpracovává téměř všechny druhy kovů s vyššími body tání. Obloukové svařování wolframovým plynem je nejoblíbenější metodou svařování hliníku nerezových ocelí a slitin na bázi niklu. Obecně se nepoužívá pro kovy s velmi nízkou teplotou tání, jako jsou pájky nebo slitiny olova, cínu a zinku. Je zvláště užitečná pro spojování hliníku a hořčíku, které tvoří žáruvzdorné oxidy, a také pro reaktivní kovy, jako je titan a zirkonium, které rozpouštějí kyslík a dusík a při vystavení vzduchu během tavení křehnou.
• Přesnost a kontrola hrotu. Tento proces poskytuje přesnější kontrolu svaru než jakýkoli jiný proces obloukového svařování, protože teplo oblouku a přídavný kov jsou řízeny nezávisle.
• Dobře vypadající svarové korálky
• Pro kovy různé tloušťky včetně velmi tenkých kovů (rozsah proudu 5 až 800, což je množství elektřiny vytvořené svářečkou). Obloukové svařování v plynném wolframu je velmi vhodné pro spojování tenkých obecných kovů díky vynikající kontrole příkonu tepla.
• Vytváří pevné spoje. Vytváří svary špičkové kvality téměř u všech kovů a slitin používaných v průmyslu.
• Čistý proces s minimálním množstvím dýmu, jisker, rozstřiku a kouře
• Vysoká úroveň viditelnosti při práci díky nízké hladině kouře. Viditelnost je vynikající, protože při svařování nevzniká kouř ani dýmy a nevzniká struska ani rozstřik, které je třeba čistit mezi průchody nebo na dokončeném svaru.
• Minimální nároky na dokončovací práce. U velmi kritických provozních aplikací nebo u velmi drahých kovů či dílů je třeba materiály před svařováním pečlivě očistit od povrchových nečistot, mastnoty a oxidů.
• Svařuje se v libovolné poloze.
• Svařování metodou TIG má také menší deformace ve svarovém spoji díky koncentrovanému zdroji tepla.
• Stejně jako při svařování kyslíkoacetylenem lze zdroj tepla a přídavek přídavného kovu řídit odděleně.
• Protože elektroda není spotřební, lze tento proces použít ke svařování samotným tavením bez přídavku přídavného kovu.

Nevýhody

• Silnější UV záření ve srovnání s jinými svařovacími procesy
• Slabší proces než svařování obloukovou elektrodou se spotřebním materiálem.
• Vyžaduje praxi
• Celkově dražší proces. Drahý svařovací materiál (oproti jiným procesům), protože rychlost pohybu oblouku a rychlost ukládání svarového kovu jsou nižší než u některých jiných metod. Náklady na inertní plyny pro ochranu a wolframovou elektrodu zvyšují celkové náklady na svařování ve srovnání s jinými procesy. Argon a helium používané pro stínění oblouku jsou relativně drahé. Náklady na zařízení jsou vyšší než u jiných procesů, například obloukového svařování v ochranné atmosféře, které vyžaduje méně přesné řízení.
• Není snadno přenosné, nejlépe pro svařovnu
• Přenos roztaveného wolframu z elektrody do svaru způsobuje kontaminaci. Vzniklá wolframová inkluze je tvrdá a křehká.
• Vystavení horké přídavné tyče vzduchu při použití nesprávné svařovací techniky způsobuje kontaminaci svarového kovu.

Tipy

Jak již bylo zmíněno, protože wolframové svařování pracuje při vysokých teplotách, ideální jsou kovy, které mají nízký bod tání. Patří sem:

• Hliník: používejte na střídavém výstupu a při nastavení vysoké frekvence. Nedovolte, aby se wolfram dotýkal svařovaného kusu, aby nedošlo ke kontaminaci. Vede teplo. Hliník očistěte drátěným kartáčem (i když vypadá čistě), abyste odstranili oxid hlinitý. Pro zvýšení rychlosti svařování použijte nastavení vysoké teploty.
• Hořčík: podobné vlastnosti jako hliník
• Slitiny mědi (mosaz, bronz, měď nikl, měď hliník, křemík): použijte stejnosměrný proud se zápornou elektrodou
• Nerezová ocel: vyžaduje použití přídavné tyče s vysokým obsahem chromové složky. Pro lepší pokrytí svaru plynem použijte plynové čočky. Udržujte průtok plynu na 15 až 20 cfh.
• Měkká ocel: použijte tyče s dezoxidátory. Wolframová elektroda by měla být 2% thoriovaná. Před svařováním ocel očistěte.

Pokud dojde ke vzniku trhlin ve svaru TIG, předehřejte kov na 400 stupňů Fahrenheita. To pomáhá při smršťování a rozpínání kovů při svařování.

• Pracujte s ohledem na bezpečnost
• Ujistěte se, že přívod argonu nebo helia má nízkou vlhkost
• Používejte přídavné tyče, které jsou čisté, a udržujte svařovací prostor suchý
• Výběr wolframové elektrody a parametry svarů jsou pokyny, nikoliv absolutní
• Dodržujte bezpečnostní opatření pro svařování, která poskytují všichni dodavatelé materiálů. Vzhledem k tomu, že wolfram má určitou radioaktivitu, v případě broušení používejte respirátor
• S většími tyčemi se lépe manipuluje
• Volframová elektroda by měla být nejmenší potřebná k provedení práce
• Udržujte tyč a hořák pod různými úhly
• Průvan větru sníží intenzitu svařování
• Volframová elektroda by měla být nejmenší potřebná k provedení práce
• Volframová elektroda by měla být nejmenší. účinnost ochranného plynu argonu nebo helia, což vede ke vzniku děr ve svaru
• Vyšší ampéry vyžadují větší otvor
• Pokud se wolfram během svařování pohybuje nebo viklá, znamená to, že wolfram je blízko své kapacity. Použijte číselník vyvažovacího kopí posunutý na stranu penetrace.

GTAW plyny

• 100 % argonu (nejběžnější, nejchladnější)
• 75 % argonu/25 % helia
• 75 % helia/25 % argonu (nejžhavější plyn, vyšší % helia může mít za následek problémy se startováním oblouku)
• 100 % helia (těžko se startuje oblouk, velmi horký.)

Přečtěte si také: Svařovací plynové nádrže

Informace o zařízení a procesu

Proces TIG

Zařízení pro svařování TIG

Svařování hliníku TIG