TIG-svetsning (GTAW) Process och hur den fungerar

TIG-svetsning (GTAW eller gasvolfram) är en bågsvetsningsprocess som arbetar vid höga temperaturer (över 6 000 grader Fahrenheit) för att smälta och värma upp metaller.

Som är dyrare än pinnsvetsning är den renare och mångsidigare (fungerar på stål, aluminium, mässing och många andra metaller).

Den resulterar också i svetsar av hög kvalitet.

På nackdelen är utrustningen dyrare och processen är långsammare än andra svetsprocesser.

Till skillnad från GMAW- eller MIG-svetsning används en icke förbrukningsbar (smälter inte) volframelektrod.

Elektroden skapar en elektrisk båge som producerar den nödvändiga värmen.

TIG-brännaren kyls med luft eller vatten och processen använder en tillsatsmetall i stavform.

GTAW kräver också en skyddsgas som argon eller helium för att skydda svetsen från atmosfären.

Gasvolframbågssvetsningsprocessen är i allmänhet inte kommersiellt konkurrenskraftig i förhållande till andra processer för svetsning av tyngre metallmått om de lätt kan svetsas med skyddad metallbåge, nedsänkt båge eller gasmetallbågssvetsningsprocesser med tillräcklig kvalitet.

Översikt

Gasvolframbågssvetsning (GTAW) är en process där sammanfogning av metaller åstadkoms genom att med hjälp av en TIG-svetsmaskin värma upp en ljusbåge mellan en volframelektrod (som inte kan förbrukas) och arbetsstycket.

En skyddsgas används, normalt argon.

Normalt görs det med en stav av ren volfram eller volframlegering, men ibland används flera elektroder.

Den uppvärmda svetszonen, den smälta metallen och volframelektroden skyddas från atmosfären av ett hölje av inert gas som matas in genom elektrodhållaren.

Material kan tillsättas eller inte. En svetsning görs genom att applicera ljusbågen så att det rörliga arbetsstycket och tillsatsmetallen smälts och sammanfogas när svetsmetallen stelnar.

Denna process liknar andra bågsvetsningsprocesser i det avseendet att värmen alstras av en ljusbåge mellan en icke förbrukningsbar elektrod och arbetsstycket, men utrustningen och elektrodtypen skiljer den från andra bågsvetsningsprocesser.

Fördelar och nackdelar

Fördelar

• Arbetar på nästan alla typer av metaller med högre smältpunkt. Gasvolframbågsvetsning är den mest populära metoden för svetsning av aluminium, rostfritt stål och nickelbaslegeringar. Den används i allmänhet inte för metaller med mycket låg smältpunkt, som t.ex. lod, eller bly-, tenn- eller zinklegeringar. Den är särskilt användbar för att sammanfoga aluminium och magnesium som bildar eldfasta oxider, och även för reaktiva metaller som titan och zirkonium, som löser upp syre och kväve och blir försprödda om de utsätts för luft under smältningen.
• Punktprecision och kontroll. Processen ger en mer exakt kontroll av svetsen än någon annan bågsvetsningsprocess eftersom bågvärmen och tillsatsmetallen styrs oberoende av varandra.
• Snygga svetspärlor
• För metaller av varierande tjocklek, inklusive mycket tunna metaller (ampereintervall från 5 till 800, vilket är den mängd elektricitet som skapas av svetsmaskinen). Gasvolframbågssvetsningsprocessen är mycket bra för sammanfogning av tunna basmetaller på grund av den utmärkta kontrollen av värmetillförseln.
• Skapar starka fogar. Den ger svetsar av högsta kvalitet i nästan alla metaller och legeringar som används av industrin.
• En ren process med minimal mängd rök, gnistor, stänk och rök
• Hög synlighet vid arbete på grund av låga röknivåer. Sikten är utmärkt eftersom ingen rök eller rökgas produceras under svetsningen, och det finns ingen slagg eller stänk som måste rengöras mellan passerna eller på en färdig svets.
• Minimal efterbehandling krävs. I mycket kritiska servicetillämpningar eller för mycket dyra metaller eller delar bör materialen noggrant rengöras från ytskiktets smuts, fett och oxider före svetsning.
• Fungerar i alla svetslägen
• TIG-svetsning har också minskad förvrängning i svetsfogen på grund av den koncentrerade värmekällan.
• Som vid oxyacetylen-svetsning kan värmekällan och tillsatsen av tillsatsmetall styras separat.
• Då elektroden inte är förbrukningsbar kan processen användas för att svetsa enbart genom fusion utan tillsats av tillsatsmetall.

Nackdelar

• Högre UV-strålar jämfört med andra svetsprocesser
• Snålare process än svetsprocesser med förbrukningsbara elektroder för ljusbågssvetsning.
• Kräver övning
• Dyrare process totalt sett. Dyrare svetsmaterial (jämfört med andra processer) eftersom bågens rörelsehastighet och svetsmetallutfällning är lägre än med vissa andra metoder. Kostnader för inerta gaser för skydd och volframelektroder ökar den totala kostnaden för svetsning jämfört med andra processer. Argon och helium som används för att skydda ljusbågen är relativt dyra. Utrustningskostnaderna är högre än för andra processer, t.ex. skyddad metallbågsvetsning, som kräver mindre exakta kontroller.
• Inte lätt att transportera, bäst för en svetsverkstad
• Överföring av smält volfram från elektroden till svetsen orsakar kontaminering. Den resulterande volframinklusionen är hård och spröd.
• Exponering av den heta tillsatsstaven för luft med hjälp av olämplig svetsteknik orsakar kontaminering av svetsmetallen.

Tips

Som nämnts är idealiska metaller sådana som har en låg smältpunkt, eftersom volframsvetsning fungerar vid höga temperaturer. Detta inkluderar:

• Aluminium: Använd på växelströmsutgång och högfrekvensinställning. Se till att volframen inte kommer i kontakt med det stycke som svetsas för att undvika kontaminering. Leder värme. Rengör aluminium med en stålborste (även om det ser rent ut) för att avlägsna aluminiumoxid. Använd höga värmeinställningar för att öka svetshastigheten.
• Magnesium: liknande egenskaper som aluminium
• Kopparlegeringar (mässing, brons, kopparnickel, kopparaluminium, kisel): använd likström med negativ elektrod
• Edelstål: kräver användning av en tillsatsstav med hög kromkomponent. Använd gaslinser för bättre gastäckning av svetsen. Håll gasflödet på 15 till 20 cfh.
• Milt stål: använd stavar med desoxidationsmedel. Volframelektroden bör vara 2 % thoriatiserad. Rengör stålet före svetsning.

Om sprickbildning i TIG-svetsar uppstår förvärm metallen till 400 grader Fahrenheit. Detta underlättar sammandragning och expansion av metallerna vid svetsning.

• Operera med säkerheten i åtanke
• Säkerställ att argon- eller heliumgastillförseln har låg fukthalt
• Använd tillsatsstavar som är rena och håll svetsområdet torrt
• Val av volframelektroder och parametrar för svetsar är riktlinjer, inte absoluta
• Följ de säkerhetsföreskrifter för svetsning som tillhandahålls av alla materialleverantörer. Eftersom volfram har en viss radioaktivitet, Om du slipar bär du ett andningsskydd
• Större stavar är lättare att hantera
• Volframelektroden bör vara den minsta som behövs för att utföra jobbet
• Håll staven och brännaren i olika vinklar
• Vinddrag minskar den effektiviteten hos skyddsgasen argon eller helium vilket resulterar i nålhål i svetsen
• Högre strömstyrka kräver större öppning
• Om volframen rör sig eller vickar under svetsprocessen tyder det på att volframen är nära sin kapacitet. Använd balansgraven som flyttats till penetrationssidan.

GTAW-gaser

• 100% argon (vanligast, svalast)
• 75% argon/25% helium
• 75% helium/25% argon (hetaste gasen, högre % helium kan leda till problem med att starta ljusbågen)
• 100% helium (svårt att starta ljusbågen, mycket varmt.)

Och läs mer: Svetsgasbehållare Storlekar

För information om utrustning och process

TIG-process

Tig-utrustning

TIG-svetsning av aluminium