מה ההבדלים בין TIG (DC) ל-TIG (AC)?
ריתוך TIG עם זרם ישר (DC) הוא כאשר הזרם זורם בכיוון אחד בלבד.בהשוואה לריתוך AC (זרם חילופין) TIG, הזרם לאחר שזורם לא יגיע לאפס עד שהריתוך יסתיים.באופן כללי ממירי TIG יהיו מסוגלים לרתך ריתוך DC או AC/DC כאשר מעט מאוד מכונות יהיו AC בלבד.
DC משמש לריתוך TIG פלדה עדינה/חומר נירוסטה ו-AC ישמש לריתוך אלומיניום.
קוטביות
לתהליך ריתוך TIG יש שלוש אפשרויות של זרם ריתוך בהתאם לסוג החיבור.לכל שיטת חיבור יש גם יתרונות וגם חסרונות.
זרם ישר - שלילי אלקטרודה (DCEN)
ניתן להשתמש בשיטה זו של ריתוך עבור מגוון רחב של חומרים.לפיד הריתוך TIG מחובר לפלט השלילי של מהפך הריתוך וכבל החזרת העבודה לפלט החיובי.
כאשר הקשת מתבססת הזרם זורם במעגל וחלוקת החום בקשת היא בסביבות 33% בצד השלילי של הקשת (לפיד הריתוך) ו-67% בצד החיובי של הקשת (חתיכת העבודה).
איזון זה נותן חדירת קשת עמוקה של הקשת לתוך חלק העבודה ומפחית את החום באלקטרודה.
חום מופחת זה באלקטרודה מאפשר לשאת יותר זרם על ידי אלקטרודות קטנות יותר בהשוואה לחיבורי קוטביות אחרים.שיטת חיבור זו מכונה לעתים קרובות קוטביות ישרה והיא החיבור הנפוץ ביותר בשימוש בריתוך DC.
זרם ישר - אלקטרודה חיובית (DCEP)
בעת ריתוך במצב זה לפיד הריתוך TIG מחובר ליציאה החיובי של מהפך הריתוך וכבל החזרת העבודה לפלט השלילי.
כאשר הקשת מתבססת הזרם זורם במעגל וחלוקת החום בקשת היא בסביבות 33% בצד השלילי של הקשת (חתיכת העבודה) ו-67% בצד החיובי של הקשת (לפיד הריתוך).
המשמעות היא שהאלקטרודה נתונה לרמות החום הגבוהות ביותר ולכן חייבת להיות הרבה יותר גדולה מאשר במצב DCEN גם כשהזרם נמוך יחסית כדי למנוע מהאלקטרודה להתחמם יתר על המידה או להימס.חלק העבודה נתון לרמת החום הנמוכה יותר כך שחדירת הריתוך תהיה רדודה.
שיטת חיבור זו מכונה לעתים קרובות קוטביות הפוכה.
כמו כן, במצב זה השפעות הכוחות המגנטיים עלולות להוביל לחוסר יציבות ולתופעה המכונה מכת קשת שבה הקשת יכולה לנדוד בין החומרים לריתוך.זה יכול לקרות גם במצב DCEN אך נפוץ יותר במצב DCEP.
אפשר לשאול מה השימוש במצב זה בעת ריתוך.הסיבה היא שחלק מחומרים לא ברזליים כמו אלומיניום בחשיפה רגילה לאטמוספירה יוצרים תחמוצת על פני השטח. תחמוצת זו נוצרת עקב תגובה של חמצן באוויר והחומר הדומה לחלודה על פלדה.אולם תחמוצת זו קשה מאוד ובעלת נקודת התכה גבוהה יותר מחומר הבסיס בפועל ולכן יש להסירה לפני שניתן לבצע ריתוך.
ניתן להסיר את התחמוצת על ידי שחיקה, הברשה או ניקוי כימי כלשהו אך ברגע שתהליך הניקוי נפסק התחמוצת מתחילה להיווצר שוב.לכן, באופן אידיאלי זה ינוקה במהלך הריתוך.השפעה זו מתרחשת כאשר הזרם זורם במצב DCEP כאשר זרימת האלקטרונים תתפרק ותסיר את התחמוצת.לכן ניתן היה להניח ש-DCEP יהיה המצב האידיאלי לריתוך חומרים אלה עם ציפוי תחמוצת מסוג זה.לרוע המזל, בגלל החשיפה של האלקטרודה לרמות החום הגבוהות במצב זה, גודל האלקטרודות יצטרך להיות גדול וחדירת הקשת תהיה נמוכה.
הפתרון עבור סוגי חומרים אלה יהיה קשת החודרת העמוקה של מצב DCEN בתוספת ניקוי של מצב DCEP.כדי להשיג יתרונות אלה נעשה שימוש במצב ריתוך AC.
ריתוך זרם חילופין (AC).
בעת ריתוך במצב AC, הזרם המסופק על ידי מהפך הריתוך פועל עם אלמנטים חיוביים ושליליים או חצי מחזור.פירוש הדבר שהזרם זורם בכיוון אחד ואז בכיוון השני בזמנים שונים, ולכן נעשה שימוש במונח זרם חילופין.השילוב של יסוד חיובי אחד ואלמנט שלילי אחד נקרא מחזור אחד.
מספר הפעמים שמחזור הושלם תוך שנייה אחת מכונה התדר.בבריטניה התדירות של זרם חילופין המסופק על ידי רשת החשמל היא 50 מחזורים לשנייה ומסומן כ-50 הרץ (הרץ)
המשמעות היא שהזרם משתנה 100 פעמים בכל שנייה.מספר המחזורים לשנייה (תדר) במכונה רגילה מוכתב על ידי תדר הרשת שבאנגליה הוא 50Hz.
ראוי לציין שככל שהתדירות עולה, ההשפעות המגנטיות גדלות ופריטים כגון שנאים הופכים ליעילה יותר ויותר.כמו כן הגדלת תדירות זרם הריתוך מקשיחה את הקשת, משפרת את יציבות הקשת ומובילה למצב ריתוך יותר נשלט.
עם זאת, זה תיאורטי שכן בעת ריתוך במצב TIG יש השפעות אחרות על הקשת.
גל הסינוס AC יכול להיות מושפע מציפוי תחמוצת של חומרים מסוימים, אשר פועל כמיישר המגביל את זרימת האלקטרונים.זה ידוע בשם תיקון קשת והשפעתו גורמת לחצי המחזור החיובי להיות מנותק או מעוות.ההשפעה של אזור הריתוך היא תנאי קשת לא יציבים, חוסר פעולת ניקוי ונזק אפשרי של טונגסטן.
תיקון קשת של חצי המחזור החיובי
צורות גל של זרם חילופין (AC).
גל הסינוס
הגל הסינוסואידי מורכב מהיסוד החיובי המתגבש למקסימום מאפס לפני ירידה לאפס (המכונה לעתים קרובות הגבעה).
כאשר הוא חוצה אפס והזרם משנה כיוון לעבר ערכו השלילי המרבי לפני שהוא עולה לאפס (המכונה לעתים קרובות העמק), מחזור אחד הושלם.
רבים מהרתכי TIG בסגנון ישן יותר היו רק מכונות מסוג גלי סינוס.עם התפתחותם של ממירי ריתוך מודרניים עם אלקטרוניקה שהולכת ומתוחכמת יותר, הגיעה הפיתוח של שליטה ועיצוב של צורת הגל AC המשמשת לריתוך.
הגל המרובע
עם הפיתוח של ממירי ריתוך AC/DC TIG לכלול יותר אלקטרוניקה פותח דור של מכונות גל ריבועי.בשל בקרות אלקטרוניות אלו ניתן לבצע את ההצלבה מחיוב לשלילי ולהיפך כמעט ברגע מה שמוביל לזרם יעיל יותר בכל חצי מחזור עקב תקופה ארוכה יותר לכל היותר.
השימוש היעיל באנרגיית השדה המגנטי שנאגר יוצר צורות גל הקרובות מאוד לריבוע.הפקדים של מקורות הכוח האלקטרוניים הראשונים אפשרו שליטה על 'גל מרובע'.המערכת תאפשר שליטה על חצי המחזור החיובי (ניקוי) ושלילי (חדירה).
מצב האיזון יהיה שווה + חצי מחזורים חיוביים ושליליים שנותנים מצב ריתוך יציב.
הבעיות שניתן להיתקל בהן הן שברגע שהניקוי התרחש בפחות מזמן חצי המחזור החיובי אז חלק מחצי המחזור החיובי אינו פרודוקטיבי ויכול גם להגביר את הנזק הפוטנציאלי לאלקטרודה עקב התחממות יתר.עם זאת, לסוג זה של מכונה תהיה גם בקרת איזון אשר אפשרה את הזמן של חצי המחזור החיובי להשתנות תוך זמן המחזור.
חדירה מקסימלית
ניתן להשיג זאת על ידי הצבת הפקד למצב שיאפשר לבלות יותר זמן בחצי המחזור השלילי ביחס לחצי המחזור החיובי.זה יאפשר שימוש בזרם גבוה יותר עם אלקטרודות קטנות יותר ככל שיותר
של החום הוא בחיוב (עבודה).העלייה בחום גורמת גם לחדירה עמוקה יותר בעת ריתוך באותה מהירות נסיעה כמו המצב המאוזן.
אזור מופחת בחום ופחות עיוות עקב הקשת הצרה יותר.
מקסימום ניקיון
ניתן להשיג זאת על ידי הצבת הפקד למצב שיאפשר לבלות יותר זמן בחצי המחזור החיובי ביחס לחצי המחזור השלילי.זה יאפשר שימוש בזרם ניקוי פעיל מאוד.יש לציין כי ישנו זמן ניקוי אופטימלי שלאחריו לא יתרחש ניקוי נוסף ופוטנציאל הפגיעה באלקטרודה גדול יותר.ההשפעה על הקשת היא לספק בריכת ריתוך נקייה רחבה יותר עם חדירה רדודה.
זמן פרסום: 27 בדצמבר 2021