Spawanie metodą TIG
Strona główna

Spawanie TIG - opis metody

Zawartość:

Zasada działania

Spawanie metodą TIG (Tungsten Inert Gas) polega na wytwarzaniu łuku elektrycznego za pomocą nietopliwej elektrody wolframowej w osłonie gazu obojętnego. Często spotyka się (głównie w USA) oznaczenie GTAW (Gas Tungsten Arc Welding).

Łuk spawalniczy występujący między nietopliwą elektrodą a materiałem spawanym topi powierzchnię materiału. Elektroda się nie stapia, a spawacz utrzymuje stałą długość łuku. Wartość natężenia prądu jest nastawiana na źródle prądu. Jeziorko jest osłaniane przez gaz obojętny wypierający powietrze z obszaru łuku. Jako gaz ochronny najczęściej stosowany jest argon.

W spawaniu TIG nie jest konieczne stosowanie materiału dodatkowego. Elementy spawane można łączyć przez przetopienie rowka spawalniczego. Jeżeli jednak stosowany jest materiał dodatkowy, jest on wprowadzany w miarę potrzeby do przedniego brzegu jeziorka w sposób ręczny, a nie za pomocą uchwytu spawalniczego tak jak w metodzie MIG/MAG.

Dlatego w spawaniu TIG, uchwyt spawalniczy posiada zupełnie inną konstrukcję niż uchwyt stosowany w metodzie MIG/MAG. Spoiwo zwykle jest dostępne w postaci drutu (pręta) o długości 1m i odpowiednio dobranej średnicy.

Proces spawania TIG odbywa się w otoczeniu gazu ochronnego chemicznie obojętnego, najczęściej argonu lub helu, wypływającego z dyszy uchwytu elektrodowego. Gaz osłonowy chroni spoinę i elektrodę przed utlenieniem, ale nie ma wpływu na proces metalurgiczny.


Cechy użytkowe metody spawania elektrodą nietopliwą TIG

Zalety:

  • uniwersalna metoda - można spawać prawie wszystkie metale i stopy, we wszystkich pozycjach,
  • możliwość spawania cienkich blach - od około 0,5mm,
  • wysoka jakość i czystość spoiny,
  • łatwa kontrola nad jeziorkiem spawalniczym, ilością ciepła i materiału dodatkowego,
  • całkowity brak rozprysku ciekłego metalu,
  • łatwość manualnego opanowania spawania przez spawacza,
  • możliwość zmechanizowania i zautomatyzowania metody.
Wady:
  • niewielka prędkość spawania, mała wydajność, szczególnie przy grubszych elementach,
  • jakość spoin zależna od umiejętności spawacza,
  • praca jonizatora, służącego do zajarzania łuku spawalniczego, może być źródłem zakłóceń pracy innych urządzeń elektronicznych.

Zastosowanie metody TIG

Metoda TIG umożliwia uzyskanie spoiny niezwykle czystej i wysokiej jakości. W procesie nie powstaje żużel, co eliminuje ryzyko zanieczyszczenia spoiny jego wtrąceniami a gotowa spoina praktycznie nie wymaga żadnego czyszczenia.

 Metoda TIG jest najczęściej stosowana do spawania stali nierdzewnych i innych stali wysokostopowych oraz takich materiałów jak  aluminium, miedź, tytan, nikiel i ich stopów.

Spawanie TIG jest wykorzystywane między innymi do spawania rur i rurociągów oraz cienkich blach. Jest stosowane w różnych gałęziach przemysłu, m. in. spożywczym, chemicznym, samochodowym, lotnictwie.

Charakterystyka metody

Obecnie spawanie TIG jest jednym z podstawowych procesów wytwarzania konstrukcji, zwłaszcza ze stali wysokostopowych, stali specjalnych, stopów niklu, aluminium, magnezu, tytanu i innych. Spawać można w szerokim zakresie grubości złączy, od dziesiętnych części mm do nawet kilkuset mm.

Spawanie TIG prowadzone może być prądem stałym lub przemiennym.

Urządzenia do spawania TIG są tanie i łatwe w obsłudze. W procesie spawania łukowego elektrodą nietopliwą w osłonie gazowej, połączenie spawane uzyskuje się przez stopienie metalu spawanych przedmiotów i materiału dodatkowego ciepłem łuku elektrycznego jarzącego się pomiędzy nietopliwą elektrodą i spawanym przedmiotem w osłonie gazu obojętnego lub redukcyjnego.

Jest to "najczystszy" z wszystkich procesów spawania łukowego, porównywany z metalurgicznego punktu widzenia do mikroodlewania łukowego w osłonach gazowych.

Elektroda nietopliwa wykonana jest z wolframu i zamocowana jest w specjalnym uchwycie palnika, umożliwiającym regulację położenia elektrody i jej wymianę. Koniec elektrody wystaje poza dyszę gazową od kilku do nawet kilkudziesięciu milimetrów, w zależności od warunków technologicznych spawania.

Powłoka gazu ochronnego, podawana przez dyszę palnika wokół elektrody nietopliwej, chłodzi elektrodę i chroni ciekły metal spoiny i nagrzaną strefę spawania łączonych przedmiotów przed dostępem gazów z atmosfery. Jeziorko ciekłego metalu tworzone jest bez udziału topnika, niema więc wtrąceń niemetalicznych w spoinie i na jej powierzchni, a stopienie materiału rodzimego i dodatkowego odbywa się bez istotnych zmian w składzie chemicznym.

Równocześnie nie ma rozprysku metalu, typowego dla innych procesów spawania łukowego, a możliwości podawania z zewnątrz łuku materiału dodatkowego, pozwala na niezależne sterowanie energią liniową łuku i ilością podawanego do obszaru spawania materiału dodatkowego.

Przepływ prądu w łuku odbywa się w zjonizowanym gazie, a głównymi nośnikami prądu są elektrony wybite z atomów gazu ochronnego. Zajarzenie łuku odbywa się przez krótkotrwałe zwarcie elektrody nietopliwej z przedmiotem lub specjalną płytką startową i szybkie jej cofnięcie.

Drugim sposobem jest zastosowanie łuku pomocniczego między elektrodą a spawanym przedmiotem, utworzonego w wyniku przepływu prądu o małym natężeniu i wysokiej częstotliwości oraz wysokim napięciu.

Technika spawania TIG

W skład stanowiska do spawania metodą TIG wchodzi:

  • źródło prądu stałego lub przemiennego wraz z układem sterowania. Popularne nazwy to: spawarka, spawarka TIG, prostownik spawalniczy, inwertor spawalniczy.
  • wielofunkcyjny przewód z uchwytem TIG doprowadzający prąd spawania do elektrody, gaz osłonowy, sterowanie oraz opcjonalnie układ chłodzenia,
  • przewód masowy z zaciskiem łączący spawany przedmiot ze źródłem prądu,
  • źródło gazu osłonowego - butla z gazem,
  • opcjonalnie - układ wodnego chłodzenia uchwytu - chłodnica cieczy.

Jak spawać metodą TIG - podstawowe informacje

Przed przystąpieniem do spawania należy dobrać podstawowe parametry spawania opisane niżej. Łuk elektryczny zostaje zainicjowany albo poprzez potarcie elektrodą wolframową w materiał spawany albo bezdotykowo dzięki działaniu układu jonizatora.

W spawaniu TIG uchwyt spawalniczy jest pchany jedną ręką, podczas gdy druga podaje materiał dodatkowy w postaci pręta. Ręczne podawanie spoiwa ma charakter przerywany i wymaga pewnej wprawy. Po wstępnym nagrzaniu materiału nieruchomym uchwytem spawacz dosuwa pręt w jeziorko a następnie odsuwa pręt i przesuwa łuk w kierunku spawania.

Ustawienie uchwytu spawalniczego i kąty materiału dodatkowego

Wskazówki technologiczne

Spawanie TIG wymaga szczególnie dokładnego oczyszczenia brzegów spawanych przedmiotów z wszelkich zanieczyszczeń, jak tlenki, rdza, zgorzelina, smary, farby itd. Stosuje się w tym celu czyszczenie mechaniczne, chemiczne i fizyczne.

Spawanie TIG prowadzone może być we wszystkich pozycjach, ręcznie, półautomatycznie lub automatycznie.

Spawane brzegi przedmiotów muszą być dokładnie przygotowane, tak aby nie ulegały odkształceniu w czasie spawania, zmieniając przez to np. odstęp i kąt ukosowania rowka spawalniczego. Stosuje się w tym celu sczepianie spoinami sczepnymi o długości 10÷30mm i odstępie 10÷60mm, w zależności od sztywności (grubości) spawanych przedmiotów, lub mocowanie w specjalnych przyrządach z podkładkami formującymi grań.

W celu uniknięcia odkształcenia kątowego złącza, występującego często przy spawaniu cienkich blach, należy zastosować wstępne odkształcenie brzegów blach pod takim kątem, by naprężenia spawalnicze sprawiły, że złącze po spawaniu jest płaskie.

Zawartość:

Statystyka odwiedzin
Powyższą informację
zobaczyło już:

osób