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

În prezentul articol voi continua subiectul început în numărul trecut, punând accent pe modul de ascuţire al electrozilor din wolfram şi pe alegerea echipamentului de sudare TIG, adecvat necesităţilor fiecărui utilizator.

Modul corect de ascuţire al electrozilor din wolfram

Ascuțirea electrozilor are rolul de a ușura transferul arcului și de a crea un arc bine focalizat, care să permită obținerea unor performanțe de sudare excelente.

Ascuțirea electrozilor va ține cont de tipul echipamentului utilizat, de tipul curentului utilizat (curent continuu sau alternativ), de caracteristicile de sudare folosite la sudarea în curent alternativ și de rezultatul dorit.

Astfel, va fi necesară alegerea unui vârf rotunjit, atunci când se folosesc electrozi din wolfram nealiat și se sudează în curent alternativ, utilizând caracteristici de sudare sinusoidale sau dreptunghiulare.

Cea mai simplă modalitate de a realiza acest vârf rotunjit este de a monta electrodul ascuțit pe pistoletul de sudare TIG și de a utiliza curent alternativ cu intensitatea recomandată pentru respectivul diametru de electrod. Vârful electrodului se va rotunji imediat, obținând forma optimă pentru operațiile ulterioare. Diametrul zonei rotunjite nu trebuie să depășească, sub niciun aspect, diametrul electrodului multiplicat cu 1,5, deoarece un vârf care se termină cu o sferă de diametru mai mare poate reduce substanțial stabilitatea arcului și, de asemenea, se poate desprinde și poate contamina baia de material topit.

FOTO 1. Modul corect de ascuțire al electrozilor de wolfram:1. Arc stabil; 2. Vârf plat; 3. Disc diamantat;4. Ascuțire pe direcția longitudinala

Se poate utiliza un vârf ascuțit și/sau trunchiat (plat), atât la sudarea TIG/WIG în curent continuu, cât și la cea în curent alternativ, dacă se utilizează pentru sudare surse de tip invertor (pregătirea este adecvată și pentru electrozii din wolfram pur și pentru cei din wolfram aliat cu ceriu, lantan sau toriu).

Pentru ascuțirea corectă a electrozilor din wolfram se va utiliza un disc diamantat (pentru a face față durității wolframului și pentru a permite ascuțirea perfectă a electrozilor), care va fi folosit doar pentru ascuțirea electrozilor (pentru a evita contaminarea acestora).

Pentru a fi ascuțiți, electrozii vor fi ținuți în contact direct cu discul diamantat la un unghi de 90º, asigurându-ne că direcția de ascuțire este tot timpul exact în lungul electrodului. Procedând în acest mod se va putea obține un arc foarte stabil și se va reduce riscul de desprindere a unor bucăți din vârful electrodului și, implicit, cel de contaminare a pieselor.

În general, vârful electrodului nu trebuie să fie mai lung de 2,5 x diametrul electrodului (de exemplu, vârful unui electrod de 2,4 mm va putea fi între 4,8 și 6 mm lungime).

În cazul în care se sudează table subțiri (de exemplu în plaja de 0,3 – 1,0 mm grosime), utilizând curenți de intensitate mică, este recomandat să se utilizeze un vârf ascuțit. Acest lucru va permite obținerea unui arc foarte bine focalizat și va ajuta la reducerea deformațiilor termice în cazul tablelor subțiri din oțel inoxidabil și din aluminiu. Pentru curenți de intensitate mare nu se recomandă utilizarea de electrozi cu vârful ascuțit, deoarece există riscul ca vârful să se desprindă, datorită intensității mari a curentului și să ducă la contaminarea băii de material topit. Din acest motiv, în cazul utilizării de curenți mai mari, este recomandată tăierea vârfului ascuțit al electrodului, pe o lungime de 0,1 – 0,3 mm, obținându-se un vârf trunchiat (plat). Acest vârf plat permite evitarea desprinderii vârfului ascuțit datorită curenților mari de sudare și transferul acestuia în baia de material topit și, de asemenea, reduce riscul de rotunjire a vârfului electrodului.

Etapele obținerii unui astfel de vârf sunt următoarele:

• Se ascute electrodul în mod normal, utilizând discul diamantat (conform indicațiilor prezentate mai sus);
• Apoi, tot cu ajutorul discului diamantat, se taie din vârf circa 0,1 – 0,3 mm, rezultând un vârf plat.

La ascuțirea și la pregătirea electrozilor din wolfram se va ține cont de faptul că electrozii din wolfram aliat cu toriu sunt radioactivi și, din acest motiv, se recomandă ca la ascuțirea lor să se controleze și să se colecteze cantitatea de pulbere care se degajă, echipamentul de ascuțire să fie instalat într-o zonă bine ventilată și să se respecte instrucțiunile din fișele tehnice de securitate.

Echipamente de ascuţire a electrozilor

Ținând cont de faptul că ascuțirea electrozilor este foarte importantă și, de asemenea, de faptul că generează destui timpi morți, există pe piață o gamă largă de echipamente destinate acestei operații. Astfel, există echipamente simple și ușoare destinate doar ascuțirii electrozilor la un unghi precis și tăierii vârfului, precum și echipamente mai mari și mai performante, care au rezervor cu lichid pentru mărirea duratei de viață a discului diamantat și pentru colectarea pulberilor care se degajă în urma polizării, permiț#nd de asemenea, tăierea precisă a electrozilor la diverse lungimi, începând cu lungimea de 10 mm (lucru foarte important în aplicațiile de sudare orbitală sau în aplicațiile manuale, în care se utilizează pistolete de mici dimensiuni).

Echipamentele performante destinate realizării acestei operații țin cont de toate aspectele necesare unei ascuțiri optime, și anume:

• Permit setarea foarte precisă a unghiului de ascuțire, realizând, întotdeauna, vârful perfect cu consum minim de material;
• Ascuțirea electrozilor se face după direcția longitudinală, utilizânduse pentru ascuțire discuri diamantate. |n acest mod se evită obținerea unui vârf concav sau convex și durificarea superficială a vârfului electrodului (albăstrirea acestuia);
• Permit tăierea rapidă și precisă a vârfului electrodului. |n acest scop, lungimea de tăiere este setată foarte precis, reducându-se astfel timpii morți, datorați acestei operații simple, la prima vedere, însă în practică destul de delicată, care în cele mai multe cazuri îi determină pe sudori să renunțe la această operație;
• Pentru cazul în care se sudează folosind electrozi foarte scurți sau în cazul unor aplicații de sudare automatizată sau de sudare orbitală, echipamentele cele mai avansate permit tăierea precisă a electrodului, pentru a evita schimbarea proprietăților acestuia și pentru a reduce, pe cât posibil, consumul. Aceasta este o altă operație simplă, însă destul de delicat de realizat fără un echipament special, deoarece va necesita o atenție deosebită pentru a obține toți electrozii la aceeași lungime, generând astfel pierderi importante de timp și crescând consumul de electrozi;
• De asemenea, există echipamente performante, la care ascuțirea și tăierea electrozilor se realizează într-un mediu umed (într-o cameră cu lichid), în acest fel evitându-se degajarea pulberilor în mediul înconjurător și se asigură și o bună răcire a electrodului în timpul ascuțirii și tăierii vârfului.

Alegerea echipamentului de sudare TIG adecvat joacă un rol foarte important, având implicaţii deosebite asupra:

• Vitezei de sudare;
• Căldurii introduse în material și, implicit, asupra deformațiilor termice;
• Costurilor de producție;
• Ratei de depunere;
• Omogenității cordonului de sudură.

FOTO 2. Prezintă echipamentul TIP TRIMMER COMBI destinat ascuțirii și taierii electrozilor

În acest moment, pe piață există un număr foarte mare de tipuri de echipamente TIG diferite, de la echipamente clasice, la invertoare ce sudează în curent pulsat cu frecvențe de până la 20000 Hz și, din acest motiv, utilizatorilor finali le vine foarte greu să facă diferența între ele.

Totuși, este recomandat ca înainte de a se lua o decizie în ceea ce privește achiziționarea unui echipament de sudare TIG, să se țină cont de următoarele:

• Tipul de echipament TIG (DC sau AC/DC) se va alege ținând cont de tipul de materiale care se sudează și de grosimile acestora. Nu este necesar să se cumpere echipamente supradimensionate ca putere, însă este necesar să se achiziționeze echipamente de sudare TIG AC/DC pentru sudarea aluminiului și, de asemenea, atunci când se sudează intensiv aluminiu este necesar ca echipamentul să fie prevăzut cu o unitate de răcire cu lichid pentru pistolet, chiar și în cazul în care avem un echipament de doar 200 – 220 A;

FOTO 3. Sudură realizată cu un echipament TIG DC cu sârmă caldă

• În cazul în care se sudează table subțiri, pentru a putea reduce influențele termice, iar în cazul oțelului inoxidabil, pentru a putea obține un cordon aproape curat (care nu va necesita operații îndelungate de curățare), este important să se utilizeze echipamente care pot să sudeze în curent pulsat cu frecvențe mari (de la minim 750 – 1000 Hz în sus). Echipamentele TIG care pot suda în curent pulsat cu frecvența de peste 12000 Hz, aproape că elimină zgomotul caracteristic sudării în curent pulsat și, de asemenea, permit creșterea substanțială a vitezei de sudare;

• În cazul în care se dorește creșterea substanțială a productivității se poate utiliza un echipament de sudare TIG cu sârmă caldă. Aceste echipamente utilizează, în locul clasicelor baghete sârmă de sudare cu diametre între 0,8 și 1,2 mm, sârmă care este încălzită de o sursă de curent. Ele se pot utiliza atât în aplicații manuale (unde controlul devine mult mai ușor față de clasica aplicație manuală de sudare TIG), cât și în aplicații de sudare automată sau robotizată.

Avantajele acestor echipamente constau în:

•  Viteza de sudare de 2,5 – 3 ori mai mare față de aplicațiile de sudare TIG în care se utilizează baghete;
•  Reducerea deformațiilor termice;
• Reducerea substanțială a numărului de defecte (lipsa omogenității, pori etc).

FOTO 4. Echipament de sudare TIG DC cu sârma calda

English summary

The shape of the wolfram electrode tip considerably determines the quality of the welding and this shape should be adapted to the welding conditions (the type and sizes of the welding material, the type of current used, etc). The correct shape of the tip can also avoid technological accidents, such as the coming off of the tip and the contamination of the welding. There are recommendations for shapes of the tip as well as its characteristics and process procedures. There are also presented equipment meant for tip “formatting” and protection methods for the operator and for the environment against pollution with radio-active powders (in the case of the wolfram electrodes allied with radio-active substances).

SORIN UDREA este General Manager Laser Technology Soluţii Globale Srl