TIG – Suvirinimas nelydžiu elektrodu apsauginėse dujose

Suvirinimas nelydžiu elektrodu apsauginėse dujose (TIG)

Suvirinimas volframo elektrodu inertinėse dujose, dažniausiai argono. TIG procesas suformuoja lanką tarp volframinio elektrodo ir suvirinamo gaminio. TIG proceso metu lankas tarp nelydaus volframinio elektrodo ir suvirinamos detalės lydo suvirinamą detalę, kur susidaro suvirinimo vonelė. Lankas ir elektrodas yra apsaugomi inertinių dujų (argono) pagalba, kurios išeina iš suvirinimo degiklio. Pageidautina, kad dujų išeiga būtų nuo 8 iki 15 litrų per minutę. Jei reikia, naudojama pridėtinė viela. Pridėtinė viela paduodama į suvirinimo vonelę iš šalies. Pridėtinės vielos skersmuo ir suvirinimo srovės dydis parenkami pagal volframinio elektrodo skersmenį, suvirinimo padėtį, bei gaminio storį.

Suvirinimo proceso esmė yra panaši kaip suvirinant glaistytu elektrodu, tik skirtumas tas, kad pats elektrodas šiame procese nesilydo. Jis yra pagamintas iš volframo. Kad susidarytų siūlės metalas, į lanką įkišamas pridėtinis strypas

Dar vienas ypatumas tas, kad virinama apsauginių dujų aplinkoje. Į suvirinimo lanką, apsauginės dujos tiekiamos pro tūtelę , kurios viduje yra volframinis elektrodas. Lankas išlydo pridėtinę vielą ir pagrindinio metalo briaunas sudarydamas suvirinimo vonią, kadangi aplink lanką ir suvirinimo vonią yra apsauginės dujos, tai išlydyto metalo yra geros mechaninės savybės. Todėl apsauginėse dujose suvirinama daugelis svarbių konstrukcijų detalių.

TIG principinė schema

Volframiniai elektrodai

Nelydusis elektrodas gaminamas iš volframo. Volframas yra sunkiai lydus metalas. Jis lydosi 3050-3600 o C temperatūroje.

Volframinio elektrodo dydis (diametras) parenkamas priklausomai nuo naudojamos suvirinimo srovės dydžio/galingumo. Volframinis elektrodas greičiau lydysis, jei konkrečiai srovei išrinktas per mažo diametro elektrodas. Jei išrinktas per didelio diametro elektrodas, jis įtakos prastą lanko uždegimą. Paprastai 1,6 mm elektrodas tinka pastoviai srovei iki 150 A, o 2,4 mm diametro elektrodas – iki 250A.
Užgalaskite elektrodą taip, kad užgalasto galo diametras būtu 1,5 karto mažesnis nei elektrodo diametras. Jei suvirinimo metu elektrodas lietėsi prie gaminio, užgalaskite jį pakartotinai.

Kokios yra volframinių elektrodų rūšys?

Naudojami suvirinimui TIG būdu (volframo elektrodu inertinėse dujose)

Pilki (W Ce 20) – tai universalūs elektrodai, sudėtyje turintys nuo 1.80 iki 2,20 % cerio oksido. Pasižymi geru lanko uždegimu. Geriausiai dirba pastovios DC, žemos ir vidutinės srovės diapazone. Nors geriausiai tinka su DC aparatais, tačiau tinka ir su AC (kintamos srovės). Geriausiai tinka virinti anglinį, nerūdijantį plieną. Tinka nikelio, titano, vario ir magnio lydinių suvirinimui, tinka ir aliuminio suvirinimui. Jie yra kietesni nei žali volframiniai elektrodai, bet minkštesni nei violetiniai ar auksiniai. Dėl gero lanko uždegimo šie elektrodai išpopuliarėjo suvirinant vamzdžius ir plonus lakštus.

Raudoni (W T 20) – labiau tinka nerūdijančiam plienui, tačiau tinka ir angliniam plienui, nikeliaui ir titanui virinti, galima virinti ir aliuminį (tiek DC, tiek AC suvirinimui). Pasižymi geru lanko uždegimu, lanko stabilumu, suvirinimo metu mažiau užsiteršia suvirinimo siūlės. Galima virinti aukštose įtampose, todėl pasižymi dideliu našumu. Lydosi pakankamai žemose temperatūrose. Minusas tas, kad savo sudėtyje turi nuo 1,70 iki 2,20% torio, kuris yra radioaktyvus, todėl dalis suvirintojų juos keičia pilkais arba violetiniais volframiniais elektrodais. Visgi jie vis dar išlieka populiarūs dėl santykinia žemos kainos ir lengvo uždegimo.

Auksiniai (W La 15) – sudėtyje turi nuo 1,30 iki 1,70% lantano oksido. Geras uždegimas kontaktiniu būdu žemose įtampose. Didelis našumas, stabiliai ir lėtai dega. Tinka angliniam, nerūdijančiam plienui, nikelio, titano lydiniams, aliuminiui, vario ir magnio lydiniams (praktiškai universalūs). TInka virinti atasakingas konstrukcijas, pavyzdžiui aviacijoje, kur negalima virinti raudonais volframiniais elektrodais, kurie yra radioaktyvūs. Labiau toleruoja kintamą srovę (DC) nei raudoni ar pilki elektrodai, tai yra lengviau suvirinti aliuminį.

Žali (WP) – gryni volframo elektrodai (99.50%), skirti aliuminio suvirinimui. Tinka tik AC (kintamos srovės) suvirinimo aparatams, netinka DC (pastovios srovės) suvirinimo aparatams. Virinant prie AC kintamos srovės, pasižymi geru lanko stabilumu. Yra pakankamai minšti, todėl graitai suvartojami. Gryno volframo TIG elektrodų srovės reguliavimo ribos yra mažesnės negu pilkų (su ceriu), raudonų (su toriu) ir auksinių (su lantanu) volframinių elektrodų.

Balti (W Zr) – sudėtyje turi nuo 15 iki 40% cirkonio. Stabilus lankas, cirkonio priemaišos sumažina tikimybę užteršti suvirinimo siūlę volframu. Daugiausiai naudojama AC suvirinime, suvartojami lėčiau nei žali elektrodai, didesnis įtampų diapazonas nei raudonų elektrodų. Netinka DC suvirinimui, todėl retai naudojamas.

Violetiniai (E3) – naujo tipo violetiniaim elektrodai, kuriais siekiama pakeisti raudonus elektrodus dėl jų radioaktyvumo. Sudėtyje yra retųjų žemės oksidų mišinys. Universalus elektrodas, tinka tiek virinant AC (kintama), tiek DC (pastovia) srove. Tinka angliniam plienui, aliuminiui, titano, nikelio, vario, magnio lydiniams. Rekomenduojamas automatizuotiems darbams. Pasižymi žema temperatūra, galima naudoti aukštesnę srovę ir pasiekti ilgesnį tarnavimo laiką nei su raudonais elektrodais. Prieš naudojant, būtina taisyklingai užgąsti elektrodą 60 laipsnių kampu. Netaisyklingai užgalandus, elektrodas sunkiau dega

Apsauginės dujos

Išsilydęs metalas patikimai apsaugomas nuo aplinkos oro deguonies poveikio. Inertinės apsauginės dujos gali būti argonas, helis, azotas ar jų mišiniai. Suvirinant TIG būdu apsauginės dujos (paprastai argonas) naudojamos apsaugoti suvirinimo vonelę ir auštančią siūlę nuo priemaišų iš atmosferos. Paprastai dujų padavimo srautas yra 8-15 litrų per minutę, bet gali skirtis priklausomai nuo suvirinimo srovės dydžio ir naudojamos degiklio tūtos.

TIG Suvirinimo saugos reikalavimai

• Reikia žinoti ir laikytis pagrindinių suvirinimo darbų saugos reikalavimų.
• Suvirindamas spalvotus metalus ir lydinius, kuriuose yra cinko, vario, švino, suvirintojas turi užsidėti respiratorių su cheminiu filtru.
• Lankinio suvirinimo (pjovimo) argone degiklis turi būti be atvirų srovinių dalių, o jo rankena padengta dielektrine ir šilumą izoliuojančia medžiaga bei turėti skydelį, saugantį rankas nuo nudegimų.
• Suvirintojams, meistrams, elektromonteriams ir derintojams gali būti leidžiama savarankiškai aptarnauti elektrinio suvirinimo įrenginius tik išlaikiusiems saugumo technikos egzaminus.

Nežiūrėkite į lanką be lankiniam suvirinimui skirtos kaukės!
Suvirinimo lanko šviesa kenkia neapsaugotoms akims!
Suvirinimo lanko šviesa nudegina neapsaugotą odą!
Saugokitės atspindėtos lanko šviesos!
Saugokitės patys ir saugokite aplinką nuo suvirinimo lanko ir karštų purslų!
Nenaudokite šio suvirinimo aparato užšalusių vamzdžių atšildymui!
Nepamirškite bendrų priešgaisrinės apsaugos taisyklių!
Laikykitės priešgaisrinės apsaugos taisyklių reikalavimų.
Suvirinimas visada klasifikuojamas kaip gaisro požiūriu pavojingas darbas.
Griežtai draudžiami suvirinimo darbai ten, kur yra degių ar galinčių sprogti medžiagų.
Jei vis tik reikia virinti tokioje vietoje, pašalinkite degias medžiagas iš suvirinimo darbų vietos aplinkos.
Suvirinimo darbų atlikimo vietoje visada turi būti pakankamai tinkamų gaisro gesinimo priemonių.
Dėmesio! Kibirkštys gali sukelti gaisrą ir praėjus kelioms valandoms po suvirinimo darbų pabaigos.
Saugokitės tinklo įtampos!
Prižiūrėkite kabelius – tinklo kabelis neturi būti suspaustas, liesti karštas dalis ar aštrius kampus.
Pažeisti kabeliai visada kelia gaisro pavojų ir yra labai pavojingi.
Nestatykite suvirinimo aparato ant drėgnų grindų.
Nestatykite suvirinimo aparato suvirinamoje erdvėje (pvz., cisternoje, automobilyje).
Žiūrėkite, kad nei Jūs, nei dujų balionai ar elektros įrengimai neliestų įtampą turinčių laidų ar sujungimų!
Nenaudokite sužalotų suvirinimo kabelių.
Save izoliuokite naudodami sausus ir nesuplyšusius apsauginius rūbus.
Nedirbkite stovėdami ant drėgno pagrindo.
Nedėkite TIG- suvirinimo degiklio ar suvirinimo kabelių ant suvirinimo aparato ar kitų elektros įrengimų.
Saugokitės TIG uždegimo impulso įtampos!
Nespauskite suvirinimo degiklio jungiklio, jeigu antgalis nėra nukreiptas į virinamą detalę.
Nedirbkite šlapiu TIG suvirinimo degikliu. Nenaudokite pažeisto TIG degiklio.
Saugokitės suvirinimo dūmų!
Žiūrėkite, kad vėdinimas būtų pakankamas.
Suvirindami metalus, kurių sudėtyje yra švino, kadmio, cinko, gyvsidabrio ar berilio, laikykitės specialiųjų saugumo priemonių.
Atsižvelkite į pavojų, dirbant ypatingose darbo sąlygose!
Saugokitės gaisro ir sprogimo pavojaus, suvirindami rezervuarus ir cisternas.

TIG suvirinimo proceso esmė

TIG suvirinimo principas – lanko uždegimas tarp volframinio elektrodo ir suvirinamo paviršiaus. Suvirinimo vonia ir elektrodas yra apsaugoti inertinėmis dujomis, dažniausiai argonu, kurios tiekiamos pro dujų antgalį. Antgalio centre yra nelydusis elektrodas. TIG procese galima naudoti pridėtinę vielą, kuri tiekiama į suvirinimo vietą, kaip ir suvirinant dujomis. Automatiniam TIG suvirinime viela tiekiama mechanizuotai. TIG suvirinimas pasižymi stabiliu lanku ir gera suvirintų siūlių kokybe. Daugiausiai šis būdas naudojamas nerūdijantiesiems plienams ir spalvotiesiems metalams suvirinti. Labai tinka suvirinti plonus lakštus nuo 0,5 iki 3 mm. Tarp elektrodo ir detalės didelio dažnio aukštos įtampos impulsais jonizuojamos dujos ir uždegamas lankas.
Taikomos dviejų rūšių inertinės argono dujos:
▪ grynas argonas;
▪ techninis argonas.
A markės grynas argonas turi 99,99% argono, ne daugiau kaip 0,01% azoto ir ne daugiau kaip 0,003% deguonies.
B markės grynas argonas turi 99,96% argono, o V markės – 99,9%.
Techninis argonas turi 83,3%, 16,1% azoto, 0,4% deguonies ir iki 0,3% anglies dioksido. Slėgis argono balionuose iki 150 bar.
Prie nelydžių elektrodinių strypų (nelydžių elektrodų) priskiriame:
– volframinius;
– anglinius;
– grafitinius.
Šie elektrodai užtikrina elektros srovės tiekimą suvirinimo lankui. Pridėtinis metalas į suvirinimo zoną paduodamas esant būtinumui atskirai. Suvirinimo nelydžiais elektrodais esmę sudaro tai, kad suvirinimo lankas dega tarp nelydaus elektrodo ir suvirinamo metalo; nuo elektros lanko temperatūros lydosi suvirinamo metalo briaunos ir pridėtinis metalinis strypas, kurio cheminė sudėtis turi būti tokia pat arba artima suvirinimo metalo cheminei sudėčiai. Išsilydžiusio suvirinamų
briaunų ir pridėtinės vielos metalo formuojama suvirinta siūlė.
Apsauginių dujų čiurkšlė išstumia iš suvirinimo zonos aplinkos orą ir tokiu būdu apsaugo skystą siūlės metalą nuo išorėje esančių kenksmingų priemaišų: deguonies, azoto ir kitų junginių.
Suvirinimas nelydžiais elektrodais gali būti atliekamas su apsauginių dujų apsauga ir be jų apsaugos. Tai priklauso nuo suvirinamo metalo cheminės sudėties, nuo suvirinamo sujungimo metalo storio ir t.t.

TIG suvirinimo lanko uždegimo būdai

Kibirkštinis uždegimas

Kontaktinis uždegimas naudojamas tada, kai suvirinimas atliekamas netoli nuo jautrių elektroninių prietaisų. Uždegimo kibirkštis gali sukelti trukdymus netoli esančiuose įrengimuose. Suvirinimo lankas uždegamas aukšto dažnio aukštos įtampos kibirkštimi be elektrodo susilietimo su detale. Jeigu lankas neužsidega kibirkštimi per vieną sekundę, Jums teks vėl bandyti uždegti lanką, paspaudžiant degiklio jungiklį. Uždegimas vyksta geriau, jeigu darbinę detalę prieš
uždegimą lengvai paliesite dujų pūtimo antgaliu.

Kontaktinis uždegimas

Lengvai prispauskite elektrodą prie darbinės detalės. Paspauskite jungiklį ir pradės tekėti apsauginių dujų srautas bei per elektrodą praeis nedidelė srovė. Pakelkite elektrodą nuo detalės ir pasukite suvirinimo degiklį taip, kad dujų pūtimo antgalis remtųsi į detalę. Lankas užsidegs ir pagal srovės augimo laiką srovės dydis išaugs iki suvirinimo lygio.

TIG suvirinimas nuolatine srove (DC-)

Suvirinimas nuolatine srove yra paprastai naudojama įvairaus plieno suvirinimui. Suvirinant nuolatine srove, rekomenduojame naudoti elektrodus WC 20 (pilki).
Elektrodų smaigaliai
Elektrodų smaigaliai yra kūginės formos, todėl susiformuoja stabilus lankas ir šiluminė energija susikoncentruoja suvirinimo taške. Smaigalio ilgio santykis su jo skersmeniu yra toks:
-mažoms srovėms – smailas: I = 5 x d;
-didelėms srovėms – bukas: I = l x d.
Elektrodų pasirinkimo lentelė suvirinimui nuolatine srove pateikiama lentelėje.

TIG suvirinimas kintama srove

Suvirinimas kintama srove yra paprastai naudojamas aliuminio suvirinimui. Suvirinant kintama srove, rekomenduojame naudoti WC20 (pilkus) arba gryno volframo (žalius) elektrodus

Balansas

Suvirinime kintama srove santykis tarp teigiamų ir neigiamų kintamos srovės pusperiodžių vadinamas balansu. Balansas apsprendžia šilumos paskirstymą tarp detalės ir elektrodo. Esant teigiamam balansui, teigiamo pusperiodžio ilgis yra didesnis negu neigiamo. Šiuo atveju elektrodas gauna daugiau šilumos negu detalė. Esant neigiamam balansui, atitinkamai yra ilgesnis neigiamas pusperiodis ir detalė gauna daugiau šilumos, o elektrodas yra šaltesnis. Suvirinimo aparatuose Master-tig AC/DC yra įmontuotas BALANSO reguliavimo automatas. Vartotojas nustato balanso rankenėlę pagal elektrodą, o automatika pasirūpina balanso valdymu esant įvairioms srovėms.

BALANSO automatika, lyginant su fiksuota balanso reikšme, turi du privalumus :
▪ Suvirinant kintama srove, galima naudoti ir smailius, ir bukus (nupjautus) elektrodus. Prasidėjus virinimui, aparatas užapvalina nupjautą galą taip, kad jis tampa tinkamas.
▪ Prasiplečia elektrodo srovių diapazonas: mažų srovių riba sumažėja, o didelių -padidėja.

Esant BALANSO automatikai, Jūs galite naudoti smailo elektrodo rankenėlės padėtį su siauresniu lanku ir gauti siauresnę siūlę ir gilesnį įsiskverbimą negu užapvalinto elektrodo atveju. Siaura siūlė yra ypač tinkama suvirinant grioveliuose. Suvirinant užapvalintu elektrodu, lankas yra platus ir lanko valdymo sritis yra atitinkamai platesnė; naudojimo sritis – sudurtinės siūlės ir išoriniai kampai. Pagrindiniai suvirinimo dydžiai nurodyti lentelėje

TIG suvirinimo privalumai

 Gerai apsaugoma suvirinimo zona nuo oro deguonies ir azoto.
 Suvirintos siūlės pasižymi geromis mechaninėmis savybėmis.
 Pakankamai didelis suvirinimo našumas.
 Nereikia naudoti fliusų ir po to valyti siūlės šlakų.
 Galima stebėti siūlės formavimąsi.
 Maža terminė zona.
 Suvirinimo procesą galima visiškai mechanizuoti.
 Didelis manevringumas.
 Galima suvirinti įvairiose padėtyse.