SPAWANIE TIG. OPIS METODY

W każdej dziedzinie życia dążymy do ułatwień i większej funkcjonalności. Odnosi się to także do różnych gałęzi przemysłu, gdzie każde nowe rozwiązanie to duży krok naprzód. Jednym z elementów postępu jest opracowanie spawania metodą TIG, które obecnie jest jedną z najczęściej wykorzystywanych opcji. Na czym polega ta metoda? Jakie ma zalety? I gdzie znalazła swoje zastosowanie?

​OPIS DZIAŁANIA

TIG to skrót od Tungsten Inert Gas i oznacza proces spawania łukowego elektrodą nietopliwą w osłonie gazu obojętnego. Jak sama nazwa wskazuje, metoda ta opiera się na wytwarzaniu łuku elektrycznego przez nietopliwą elektrodę wolframową. Aby go zainicjować, a co za tym idzie rozpocząć cały proces, niezbędne jest potarcie elektrody wolframowej o materiał lub zastosowanie specjalnego jonizatora. Kiedy łuk elektryczny zostanie wytworzony, kolejnym krokiem jest stopniowe podawanie specjalnego druta w jeziorko spawalnicze. Całość przebiega w sposób przerywany, a między poszczególnymi podaniami drutu przesuwany jest uchwyt spawalniczy. Wykorzystywana w procesie elektroda nietopliwa ma postać okrągłego pręta wykonanego z czystego wolframu lub wolframu z domieszką toru, cynku lub ceru. Ostateczny efekt pracy powstaje w wyniku stopienia metalu spawanych elementów i materiału dodatkowego, czyli wspomnianego drutu. Jeziorko spawalnicze wytwarzane jest bez udziału tzw. topnika, co sprawia, że spoina jest czysta, a jej skład chemiczny pozostaje nienaruszony. Z kolei przepływ prądu w łuku przeprowadzany jest w zjonizowanym gazie, a głównymi jego nośnikami są elektrony wybite z atomów gazu ochronnego.

​SPAWANIE TIG - WAŻNE ELEMENTY

Proces spawania metodą TIG i jego ostateczny efekt jest zależny od kilku zmieniających się elementów. Jeden z nich to średnica i rodzaj elektrody nietopliwej. Ważny jest także materiał, z jakiego została ona wykonana - proces przebiega inaczej w przypadku czystego wolframu, a inaczej, gdy elektroda zawiera wspomniane wyżej domieszki. Nie mniej istotny jest także zastosowany gaz osłonowy. W jego roli występuje najczęściej argon i hel, a niekiedy pojawia się także niewielka domieszka wodoru. Gaz ochronny jest ważny, ponieważ osłania elektrodę topliwą, zabezpiecza obszar spawania przed czynnikami zewnętrznymi oraz decyduje o elementach, takich jak energia liniowa spawania, kształt spoiny, a nawet skład chemiczny stopiwa. Jego właściwości fizyczne, które warto wziąć pod uwagę to energia jonizacji, przewodnictwo cieplne, ciężar właściwy, punkt rosy oraz dysocjacja gazu. Rodzaj zastosowanego gazu ma także ogromny wpływ na jakość spawania. Z kolei prędkość spawania, określana także jako szybkość, z jaką przemieszczany jest koniec elektrody, zależy od natężenia prądu spawania, rodzaju i grubości materiału, pozycji spawania oraz czynnika ludzkiego, czyli umiejętności spawacza. W całym procesie ważny jest także rodzaj zastosowanej dyszy gazowej, w tym jej kształt, wymiary, czy materiał, z jakiego jest wytworzona. Dobierając jej rodzaj, warto wziąć pod uwagę przyszłe zastosowanie, planowane natężenie przepływu gazu osłonowego i rodzaj palnika, z którym będzie współgrać. Spawanie TIG odbywa się z wykorzystaniem materiałów dodatkowych, do których możemy zaliczyć drut w postaci prętów prostych o średnicy 0,5 do 8,0, taśmę stapianą bezpośrednio w złączu, czy wkładkę stapianą bezpośrednio w złączu. Jak dobrać taki materiał? Przede wszystkim warto zadbać, by był on identyczny lub zbliżony do materiału, który spawamy. Istotnym czynnikiem jest także jego średnica. Inne elementy, które mają wpływ na efekt końcowy to pozycja spawania, balans prądu przemiennego, częstotliwość prądu przemiennego, kształt fali prądu przemiennego (sinusoidalny kształt fali, prostokątny kształt fali, trapezowy kształt fali), czy napięcie łuku.

​PRĄD STAŁY, CZY PRZEMIENNY?

Spawanie metodą TIG może odbywać się za pomocą prądu stałego (TIG DC) lub prądu przemiennego (TIG AC). Pierwsza opcja, wykorzystująca prąd stały może zostać przeprowadzona z biegunowością ujemną lub dodatnią. Warto jednak pamiętać, że kiedy elektroda podłączona jest do bieguna dodatniego, następuje wzmożony przepływ elektronów do elektrody, co powoduje znaczne nagrzewanie się końcówki. Dlatego by nasze działanie było bezpieczne, należy użyć elektrody o znacznie większej średnicy, niż w przypadku podłączenia do bieguna ujemnego. Spawanie z biegunowością ujemną może być stosowane do niemal wszystkich materiałów, jednak z wyłączeniem cienkich blach z aluminium i jego stopów oraz stopów magnezu. Dzieje się tak, ponieważ w biegunowości ujemnej, przeciwnie niż w dodatniej, nie zachodzi zjawisko czyszczenia katodowego. Elementy zawierające aluminium i magnez wymagają więc dodatkowego czyszczenia mechanicznego i chemicznego przed rozpoczęciem prac. Druga opcja, jaką możemy zastosować to spawanie prądem przemiennym. Warto pamiętać, że przy wykorzystaniu tej metody stabilność łuku może być nieco mniejsza. Możliwe jest także pojawienie się zjawiska prostowania prądu. Zaletą tej opcji jest jednak korzystne rozłożenie ciepła pomiędzy elektrodą nietopliwą a elementem spawanym, dzięki czemu żywotność elektrody zachowana jest na dłużej.

​ZALETY METODY TIG

Spawanie TIG należy obecnie do grupy najczęściej wykorzystywanych metod. Do jego zalety zalicza się m.in. przystępna cena niezbędnych przyrządów oraz łatwość ich obsługi. Efekt końcowy występujący w postaci spoiny uznawany jest za jeden z najczystszych - jest pozbawiony tzw. wtrąceń, a przy tym odznacza się wysoką jakością i maksymalną trwałością. Spawanie metodą TIG jest także wszechstronne, dzięki czemu daje nam praktycznie nieograniczone możliwości w łączeniu różniących się od siebie elementów.

​ZASTOSOWANIE

Spawanie metodą TIG doskonale sprawdzi się w przypadku łączenia stali niskostopowych i wysokostopowych oraz metali nieżelaznych, takich jak aluminium, miedź, magnez, czy nikiel i jego stopy. To także doskonały sposób na spawanie elementów ze stali nierdzewnej i innych metali wymagających neutralnego gazu ochronnego. Podstawowe zastosowanie tej opcji to tworzenie konstrukcji w szerokim zakresie grubości złączy - od dziesiętnych części milimetra do nawet kilkuset milimetrów. Widać więc wyraźnie, że jest to metoda uniwersalna, która wciąż nie ma sobie równych.

MOŻLIWOŚCI UŻYTKOWE MASZYN CNC. Przeczytaj na naszym blogu

BEZPIECZEŃSTWO I OGRANICZENIA METODY TIG

Mimo licznych zalet spawania TIG, warto pamiętać o pewnych ograniczeniach i zasadach bezpieczeństwa związanych z tą metodą. Przede wszystkim, spawanie TIG wymaga odpowiedniej ochrony oczu i skóry przed promieniowaniem ultrafioletowym oraz promieniowaniem podczerwonym. Należy stosować odpowiednie okulary spawalnicze, maski oraz odzież ochronną. Ponadto, ze względu na wykorzystanie gazu obojętnego, istotne jest zapewnienie odpowiedniej wentylacji pomieszczenia, w którym prowadzone są prace spawalnicze. Warto również pamiętać, że metoda TIG nie jest zalecana do spawania materiałów o grubości mniejszej niż 0,5 mm oraz nie nadaje się do spawania żeliwa czy cynku.

OPTYMALIZACJA PROCESU SPAWANIA TIG

Aby uzyskać najlepsze efekty spawania metodą TIG, warto dążyć do optymalizacji procesu. Obejmuje to m.in. właściwe przygotowanie powierzchni spawanych elementów, takie jak oczyszczenie z tłuszczu, rdzy czy innych zanieczyszczeń. Dobór odpowiednich parametrów spawania, takich jak natężenie prądu, prędkość podawania drutu czy rodzaj gazu osłonowego, również ma kluczowe znaczenie dla jakości spoiny. Ponadto, regularne szkolenie i doskonalenie umiejętności spawacza przyczynia się do poprawy efektywności i jakości pracy.

Spawanie metodą TIG to zaawansowana, wszechstronna i niezwykle popularna technika łączenia materiałów. Dzięki swoim zaletom, takim jak wysoka jakość spoiny, czystość procesu oraz możliwość spawania różnorodnych materiałów, znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle i warsztatach. Jednak aby w pełni wykorzystać potencjał tej metody, należy pamiętać o bezpieczeństwie, odpowiednim przygotowaniu powierzchni, dobór właściwych parametrów oraz ciągłe doskonalenie umiejętności spawacza. Współczesne technologie, takie jak automatyka i robotyzacja, otwierają nowe możliwości dla spawania TIG, przyczyniając się do jeszcze większej efektywności i jakości pracy.