Sự khác biệt giữa TIG (DC) và TIG (AC) là gì?

Hàn TIG (DC) dòng điện một chiều là khi dòng điện chỉ chạy theo một hướng.So với hàn TIG xoay chiều (Dòng điện xoay chiều), dòng điện một khi chạy qua sẽ không về 0 cho đến khi quá trình hàn kết thúc.Nói chung Biến tần TIG sẽ có khả năng hàn DC hoặc hàn AC / DC với rất ít máy chỉ dùng được AC.

DC được sử dụng để hàn TIG Vật liệu thép nhẹ / không gỉ và AC sẽ được sử dụng để hàn nhôm.

Phân cực

Quá trình hàn TIG có ba tùy chọn dòng hàn dựa trên loại kết nối.Mỗi phương pháp kết nối đều có cả ưu điểm và nhược điểm.

Dòng điện một chiều - Điện cực âm (DCEN)

Phương pháp hàn này có thể được sử dụng cho nhiều loại vật liệu.Mỏ hàn TIG được kết nối với đầu ra âm của biến tần hàn và cáp trở công việc với đầu ra dương.

Khi hồ quang được thiết lập, dòng điện chạy trong mạch và sự phân bố nhiệt trong hồ quang vào khoảng 33% ở phía âm của hồ quang (mỏ hàn) và 67% ở phía dương của hồ quang (sản phẩm).

Sự cân bằng này giúp cho hồ quang xuyên sâu của hồ quang vào chi tiết gia công và làm giảm nhiệt trong điện cực.

Nhiệt giảm này trong điện cực cho phép nhiều dòng điện hơn được mang bởi các điện cực nhỏ hơn so với các kết nối phân cực khác.Phương pháp kết nối này thường được gọi là cực thẳng và là cách kết nối phổ biến nhất được sử dụng trong hàn DC.

Dòng điện một chiều - Cực dương (DCEP)

Khi hàn ở chế độ này, mỏ hàn TIG được kết nối với đầu ra dương của biến tần hàn và cáp trở công việc với đầu ra âm.

Khi hồ quang được thiết lập, dòng điện chạy trong mạch và sự phân bố nhiệt trong hồ quang là khoảng 33% ở phía âm của hồ quang (bộ phận gia công) và 67% ở phía dương của hồ quang (mỏ hàn).

Điều này có nghĩa là điện cực phải chịu mức nhiệt cao nhất và do đó phải lớn hơn nhiều so với chế độ DCEN ngay cả khi dòng điện tương đối thấp để ngăn điện cực quá nóng hoặc nóng chảy.Chi tiết gia công phải chịu mức nhiệt thấp hơn nên độ ngấu của mối hàn sẽ nông hơn.

 

Phương pháp kết nối này thường được gọi là phân cực ngược.

Ngoài ra, với chế độ này, tác động của lực từ có thể dẫn đến sự không ổn định và hiện tượng được gọi là thổi hồ quang trong đó hồ quang có thể đi lang thang giữa các vật liệu được hàn.Điều này cũng có thể xảy ra ở chế độ DCEN nhưng phổ biến hơn ở chế độ DCEP.

Nó có thể được đặt câu hỏi sử dụng chế độ này là gì khi hàn.Nguyên nhân là do một số vật liệu màu như nhôm khi tiếp xúc bình thường với khí quyển sẽ tạo thành một ôxít trên bề mặt, ôxít này được tạo ra do phản ứng của oxy trong không khí và vật liệu tương tự như gỉ trên thép.Tuy nhiên oxit này rất cứng và có nhiệt độ nóng chảy cao hơn vật liệu cơ bản thực tế và do đó phải được loại bỏ trước khi có thể tiến hành hàn.

Oxit có thể được loại bỏ bằng cách mài, chải hoặc một số hóa chất tẩy rửa nhưng ngay sau khi quá trình làm sạch kết thúc, oxit sẽ bắt đầu hình thành trở lại.Vì vậy, lý tưởng nhất là nó sẽ được làm sạch trong quá trình hàn.Hiệu ứng này xảy ra khi dòng điện chạy ở chế độ DCEP khi đó dòng điện tử sẽ phá vỡ và loại bỏ oxit.Do đó, có thể giả định rằng DCEP sẽ là chế độ lý tưởng để hàn các vật liệu này với loại lớp phủ oxit này.Thật không may vì sự tiếp xúc của điện cực với mức nhiệt cao trong chế độ này, kích thước điện cực sẽ phải lớn và độ xuyên hồ quang sẽ thấp.

Giải pháp cho những loại vật liệu này sẽ là vòng cung thâm nhập sâu của chế độ DCEN cộng với việc làm sạch chế độ DCEP.Để có được những lợi ích này, chế độ hàn AC được sử dụng.

Hàn dòng điện xoay chiều (AC)

Khi hàn ở chế độ AC, dòng điện được cung cấp bởi biến tần hàn hoạt động với các phần tử âm và dương hoặc nửa chu kỳ.Điều này có nghĩa là dòng điện chạy theo chiều này rồi đến chiều khác tại các thời điểm khác nhau nên thuật ngữ dòng điện xoay chiều được sử dụng.Sự kết hợp của một phần tử dương và một phần tử âm được gọi là một chu kỳ.

Số lần một chu kỳ được hoàn thành trong vòng một giây được gọi là tần suất.Ở Anh, tần số của dòng điện xoay chiều do mạng lưới cung cấp là 50 chu kỳ / giây và được ký hiệu là 50 Hertz (Hz)

Điều này có nghĩa là dòng điện thay đổi 100 lần mỗi giây.Số chu kỳ trên giây (tần số) trong một máy tiêu chuẩn được quy định bởi tần số điện lưới ở Anh là 50Hz.

Điều đáng chú ý là khi tần số tăng, các hiệu ứng từ tăng lên và các vật dụng như máy biến áp ngày càng trở nên hiệu quả hơn.Ngoài ra, việc tăng tần số của dòng điện hàn sẽ làm cứng hồ quang, cải thiện độ ổn định của hồ quang và dẫn đến tình trạng hàn dễ kiểm soát hơn.
Tuy nhiên, đây là lý thuyết vì khi hàn ở chế độ TIG có những ảnh hưởng khác đến hồ quang.

Sóng sin AC có thể bị ảnh hưởng bởi lớp phủ oxit của một số vật liệu hoạt động như một bộ chỉnh lưu hạn chế dòng điện tử.Điều này được gọi là chỉnh lưu hồ quang và ảnh hưởng của nó làm cho nửa chu kỳ dương bị cắt bớt hoặc bị bóp méo.Ảnh hưởng đối với vùng hàn là điều kiện hồ quang thất thường, thiếu hoạt động làm sạch và có thể bị hư hại vonfram.

Chỉnh lưu hồ quang của nửa chu kỳ dương

Dạng sóng dòng điện xoay chiều (AC)

Sóng hình sin

Sóng hình sin bao gồm phần tử dương tăng lên cực đại từ 0 trước khi giảm trở lại 0 (thường được gọi là đồi).

Khi nó vượt qua số không và dòng điện thay đổi hướng về giá trị âm cực đại của nó trước khi tăng lên giá trị 0 (thường được gọi là thung lũng), một chu kỳ được hoàn thành.

Nhiều máy hàn TIG kiểu cũ chỉ là máy kiểu sóng sin.Với sự phát triển của biến tần hàn hiện đại với các thiết bị điện tử ngày càng phức tạp hơn đã dẫn đến sự phát triển về điều khiển và định hình dạng sóng AC được sử dụng để hàn.

Sóng Vuông

Với sự phát triển của biến tần hàn TIG AC / DC để bao gồm nhiều thiết bị điện tử hơn, một thế hệ máy sóng vuông đã được phát triển.Do các điều khiển điện tử này, sự giao nhau từ tích cực sang tiêu cực và ngược lại có thể được thực hiện gần như ngay lập tức, dẫn đến dòng điện hiệu quả hơn trong mỗi nửa chu kỳ do khoảng thời gian dài hơn ở mức tối đa.

 

Việc sử dụng hiệu quả năng lượng từ trường được lưu trữ tạo ra các dạng sóng rất gần vuông.Việc điều khiển các nguồn điện điện tử đầu tiên cho phép điều khiển 'sóng vuông'.Hệ thống sẽ cho phép kiểm soát nửa chu kỳ tích cực (làm sạch) và âm (thâm nhập).

Điều kiện cân bằng sẽ bằng nhau + nửa chu kỳ dương và âm tạo ra tình trạng mối hàn ổn định.

Các vấn đề có thể gặp phải là một khi quá trình làm sạch xảy ra trong thời gian ít hơn nửa chu kỳ dương thì một số nửa chu kỳ dương sẽ không hoạt động và cũng có thể làm tăng khả năng hư hỏng điện cực do quá nhiệt.Tuy nhiên, loại máy này cũng sẽ có điều khiển cân bằng cho phép thời gian của nửa chu kỳ dương thay đổi trong thời gian chu kỳ.

 

Thâm nhập tối đa

Điều này có thể đạt được bằng cách đặt điều khiển vào một vị trí sẽ cho phép sử dụng nhiều thời gian hơn trong nửa chu kỳ âm so với nửa chu kỳ dương.Điều này sẽ cho phép dòng điện cao hơn được sử dụng với các điện cực nhỏ hơn vì

của nhiệt là ở cực dương (công).Sự gia tăng nhiệt cũng dẫn đến sự thâm nhập sâu hơn khi hàn ở cùng tốc độ di chuyển ở điều kiện cân bằng.
Vùng bị ảnh hưởng nhiệt giảm và ít biến dạng hơn do vòng cung hẹp hơn.

 

Làm sạch tối đa

Điều này có thể đạt được bằng cách đặt điều khiển vào một vị trí sẽ cho phép sử dụng nhiều thời gian hơn trong nửa chu kỳ dương so với nửa chu kỳ âm.Điều này sẽ cho phép sử dụng dòng điện làm sạch rất tích cực.Cần lưu ý rằng có một thời gian làm sạch tối ưu để sau đó sẽ không phải làm sạch nhiều hơn và khả năng làm hỏng điện cực lớn hơn.Ảnh hưởng đến hồ quang là cung cấp một vũng hàn sạch rộng hơn với độ thâm nhập nông.