Alegerea echipamentelor, a pistoletelor şi a accesoriilor pentru sudarea TIG (I)

Modul de alegere a echipamentelor și a pistoletelor pentru sudarea TIG (Tungsten Inert Gaz) și operațiile de mentenanță necesare acestora sunt două aspecte neglijate de cele mai multe ori în activitatea de zi cu zi. Tendința generală, ca și în alte cazuri, este să se considere că toate echipamentele TIG și, respectiv, toate pistoletele și consumabilele destinate acestora fac același lucru și se pierd din vedere analiza caracteristicilor tehnice și particularitățile specifice fiecărei aplicații.

Alegerea pistoletului și a consumabilelor pentru sudarea TIG trebuie să aibă la bază următoarele informații:

• Tipul de răcire pentru respectivul pistolet. Tipul de răcire este dat, de cele mai multe ori, de aplicația în sine și nu neapărat de dotarea echipamentului, deoarece sunt unele situații care vor necesita și dotarea echipamentului de sudare TIG cu o unitate de răcire cu lichid, nu doar cu un pistolet nou;
• Tipul de conector care este legat direct la cablul de putere, deoarece, în funcție de tipul de aparat și de producător, există o mare diver- sitate de astfel de mufe, de la clasica mufă EURO (întâlnită pe echipamentele destinate sudării MIG/ MAG și care au și o funcție pentru sudarea TIG cu amorsare prin contact) și până la clasica mufă tip baionetă SK 35;
• Mufa electrică de comandă, în cazul în care echipamentul este prevăzut cu o astfel de mufă, sau dacă este necesar ca pistoletul să fie comandat prin intermediul unei valve manuale (robinet), în cazul în care aparatul nu este prevăzut cu o mufă electrică de comandă (cazul echipa-mentelor de sudare MMA, care pot suda și TIG cu amorsare prin contact);
• Secţiunea cablului de putere va depinde de puterea maximă a pistoletului şi de lungimea acestuia. Astfel, în cazul unui pistolet cu lungimea de 8 m este foarte important ca secțiunea cablului să fie mai mare decât cea a unui pistolet de 4 m. Din păcate, foarte mulți furnizori oferă pistolete cu cabluri subdimensionate, iar utilizatorii nici măcar nu sunt interesați de acest aspect;
• Corpul de pistolet se va alege în funcție de aplicația în sine și nu trebuie considerat că există doar un singur tip de corp de pistolet. Se poate alege dintr-o multitudine de variante: de la cele cu gâtul flexibil, la corpuri de pistolet cu lungimi variabile (2”, 5” etc.), la corpuri de pistolet cu gât foarte lung și consumabile foarte mici (în care se poate introduce un electrod din wolfram cu o lungime de doar 25 - 30 mm);
• Tipul şi mărimea consumabilelor sau a pieselor de uzură sunt și ele deosebit de importante, deoarece, în funcție de aplicație, pot influența foarte mult rezultatul final. Există o sumedenie de pistolete destinate sudării TIG care pot fi echipate cu 2, 3 sau chiar cu 4 tipuri complet diferite de componente, de la simpla mandrină (portpensetă), până la lentile de gaz de diferite dimensiuni, pentru a răspunde tuturor aplicațiilor;

Prezinta o gama variata de lentile de gaz pentru diverse pistolete și aplicații

• Se va ține de asemenea cont, dacă pe viitor se va dori echiparea pistoletului cu comandă manuală pentru curentul de sudare sau, în cazul în care se dorește achiziționarea unui pistolet cu comandă manuală pentru curentul de sudare, ca pistoletul să permită schimbarea rapidă a modului de comandă în cazul defectării acestuia sau în cazul în care se dorește să se treacă de la clasicul buton Pornit/Oprit la un modul care să permită și reglarea curentului.

FOTO 2. Prezinta o gama larga de module de comanda pentru pistoletele manuale de sudare TIG

Un aspect deosebit de important este şi cel referitor la capi­tolul mentenanţă şi reparaţii, iar aici trebuie ţinut cont ca pistoletul achiziţionat să îndeplinească următoarele cerinţe:

• Să fie ușor și rapid de desfăcut și de reparat;
• Cablurile și furtunurile să fie cât se poate de flexibile pentru a evita deteriorarea rapidă a acestora;
• Să conțină pe cât posibil componente standard pentru a facilita reparațiile;
• Mânerul pistoletului să permită închiderea etanșă, după orice inter­venție de mentenanță sau după o reparație, pentru o lungă perioadă de timp.

Alegerea și pregătirea electrozilor din wolfram (tungsten), indispensabili în cazul aplicațiilor de sudare TIG sunt, de asemenea, două aspecte trecute cu vederea în majoritatea cazurilor. Astfel, majoritatea sudorilor nu știu cum să aleagă și să ascută electrozii din wolfram în funcție de aplicația pe care o realizează și aplică niște soluții preluate, de-a lungul timpului, de la alți colegi de-ai lor, și anume:

• utilizarea numai de electrozi din wolfram aliat cu oxid de toriu (pen­tru sudarea în curent continuu) și de electrozi din wolfram pur (pentru sudarea aluminiului în curent alternativ);
• ascuțirea electrozilor cu flexul sau pe piatra de polizor clasic și fără a ține cont de modul corect de ascuțire și de fișele tehnice de securitate ale electrozilor.

Din aceste motive, în cele ce urmează voi face o scurtă prezentare a tipurilor de electrozi de wolfram şi a modului corect de ascuţire a acestora:

• Procesul de sudare WIG (TIG) se bazează pe duritatea și pe rezistența wolframului la temperaturi ridicate (având punctul de topire la circa 3422°C), caracteristici necesare pentru a putea transfera curentul de sudare.
• Alegerea corectă a electrodului necesar în procesul de sudare WIG depinde de tipul materialului de bază, de grosimea acestuia și de modul de lucru (în curent continuu sau în curent alternativ).

Electrozi din wolfram pur (cap verde)

Acești electrozi conțin minim 99,5% wolfram, se consumă cel mai repede dintre toți electrozii utilizați pentru sudarea TIG și sunt, în mod normal, și cei mai ieftini. Oferă o bună stabilitate a arcului atunci când sunt utilizați la sudarea în curent alternativ a aluminiului. Sunt preferați pentru sudarea în curent alternativ, cu caracteristică sinusoidală, a aluminiului și a magneziului, deoarece oferă o foarte bună stabilitate a arcului, atât în mediu protector de argon, cât și în mediu de heliu. Formează foarte ușor un vârf rotunjit și curat, însă au tendința să se despice atunci când se utilizează curenți mari. Nu sunt recomandați pentru sudarea în curent continuu, deoarece nu oferă aceeași putere de amorsare precum electrozii de wolfram aliați cu oxid de toriu și, respectiv, precum cei aliați cu oxid de ceriu.

Electrozi din wolfram aliat cu oxid de zirconiu (cap alb)

Acești electrozi conțin minim 99,10% wolfram și între 0,15% și 0,40% oxid de zirconiu și sunt electrozii preferați atunci când se dorește sudarea în curent alternativ, cu un vârf rotunjit, cu o cali­tate foarte ridicată și atunci când nu este tolerată contaminarea băii de material topit. Produc un arc extrem de stabil și au o bună rezistență la fisurare. Capacitatea de transfer a curentului este egală sau mai mare decât aceea a electrozilor din wolfram aliat cu oxid de toriu. Nu sunt recomandați pentru sudarea în curent continuu.

Electrozi din wolfram aliat cu oxid de lantan (1% cap negru, 1,5% cap auriu, 2% cap albastru)

Acești electrozi sunt aliați cu oxid de lantan, care nu este radioactiv, au capabilități excelente de amorsare a arcului (acesta poate fi amorsat și menținut la amperaje mici), au o rată de eroziune redusă, oferă o excelentă stabilitate a arcului și caracteristici de reamorsare a arcului foarte bune.

Alierea cu 1-2% oxid de lantan crește capaci­tatea maximă de transfer a curentului cu circa 50% față de electrozii din wolfram pur de același diametru, atunci când se sudează în curent alterna­tiv. De asemenea, acești electrozi își mențin vârful ascuțit o perioadă lungă de timp, fapt important în cazul sudării oțelului și a oțelului inoxidabil în curent continuu sau la sudarea în curent alter­nativ, utilizând surse de sudare cu caracteristică dreptunghiulară.

Electrozii aliați cu 1,5% lantan (conțin minim 97,80% wolfram și între 1,30% și 1,70% lantan) oferă majoritatea avantajelor electrozilor aliați cu oxid de ceriu, având, în plus, o conductivitate similară cu a electrozilor aliați cu 2% oxid de toriu, iar din acest motiv îi pot înlocui pe aceștia, fără a fi necesare modificări semnificative ale parametrilor de sudare. Datorită acestor caracteristici, acești electrozi sunt ideali, dacă doriți să vă optimizați calitatea sudurii.

Deci, acești electrozi pot fi utilizați atât în curent alternativ (cu vârf rotunjit pentru carac­teristicile sinusoidale, sau cu vârf ascuțit pentru cele dreptunghiulare), cât și în curent continuu (cu electrodul legat la borna – și având vârful ascuțit).

Electrozi din wolfram aliat cu ceriu (2% cap gri)

Acești electrozi conțin minim 97,30% wolfram și între 1,80% și 2,20% ceriu și se comportă cel mai bine la sudarea în curent continuu, utilizând intensități mici, însă pot fi utilizați cu succes, atât la sudarea în curent continuu, cât și în curent alter­nativ. Amorsarea excelentă a arcului la amperaje scăzute a făcut ca acești electrozi să fie utilizați pe scară largă în aplicații de automatizare, la sudarea tablelor subțiri etc. Sunt un foarte bun înlocuitor pentru electrozii toriați (cu 2% toriu) și, deși au caracteristici electrice diferite față de electrozii toriați, majoritatea sudorilor nu vor fi capabili să facă vreo diferență între ei. Utilizarea electrozilor ceriați la amperaje mari nu este recomandată, deoarece oxizii vor migra rapid către vârful încins al electrodului, eliminându-se și anulând, astfel, beneficiile aduse de oxidul de ceriu.

Electrozi din wolfram aliat cu toriu (1% cap galben, 2% cap roşu)

Electrozii din wolfram aliat cu 2% toriu sunt cei mai utilizati electrozi la noi în țară, fiind preferați pentru ușurința în utilizare și durata lungă de viață (net superioară electrozilor din wolfram pur). Oferă performanțe mai bune de sudare în curent continuu față de electrozii din wolfram nealiat, deoarece adaosul de toriu crește emisia de electroni, îmbunătățind amorsarea și crescând capacitatea de transfer a curentului. Deoarece lucrează la temper­aturi net inferioare punctului lor de topire, acești electrozi au o rată de uzură redusă, oferind, astfel, o excelentă stabilitate a arcului. De asemenea, oferă un risc mai mic de contaminare a băii de material topit decât alți electrozi.

Spre deosebire de electrozii din wolfram pur, acești electrozi sunt excepționali pentru sudarea în curent continuu (cu electrodul conectat la borna -), însă, la sudarea în curent alternativ, se folosesc doar în cazuri speciale (la sudarea tablelor din aluminiu mai subțiri de 1,5 mm).

Totuși, toriul este un material cu un nivel scăzut de radioactivitate și, din acest motiv, se recomandă ca, atunci când se sudează în zone înguste, să existe o bună ventilație. O grijă deosebită trebuie avută pentru a nu se inspira praful rezultat în urma ascuțirii acestor electrozi, iar în acest scop se vor respecta informațiile prezentate în fișele tehnice de securitate ale producătorului de electrozi (în cazul în care acestea există) sau cele care vor fi prezentate în următorul număr al revistei.

SORIN UDREA este General Manager Laser Technology Soluţi