Sudarea TIG/WIG (I)

În următoarele articole voi face o succintă prezentare a procedeului de sudare TIG (Tungsten Inert Gas) sau WIG (Wolfram Inert Gas) și de asemenea voi face și câteva recomandări care pot ușura și îmbunătăți munca sudorilor.

Procedeul de sudare TIG este unul des întâlnit și se distinge prin calitatea ridicată și un frumos aspect vizual al cordoanelor de sudură. În ciuda acestor lucruri, acest procedeu este delicat de implementat într-o firmă care nu a mai utilizat în trecut un astfel de procedeu de sudare, deoarece necesită sudori cu o foarte bună îndemânare șI de asemenea o plajă largă de cunoștințe despre procedeul în sine, despre variabilele care îl influențează, despre alegerea corectă a echipamentelor de sudare și a accesoriilor acestora, precum și despre alegerea și setarea corectă a parametrilor de lucru.

Este suficient să priviți cu atenție un sudor bun utilizând un echipament de sudare TIG și veți înțelege destul de repede motivul afirmațiilor mele de mai sus. Pe scurt, sudorul trebuie să știe cum:

• să aleagă și să ascută electrodul de wolfram (tungsten) în conformitate cu aplicația pe care o are de realizat;
• să aleagă corect materialul de adaos și diametrul acestuia;
• să regleze debitul de gaz de protecție în așa fel încât să fie suficient de mic pentru a evita crearea unor turbulențe în baia de material topit șI de asemenea să fie suficient de mare pentru a crea o bună protecție a băii de material topit;
• să seteze curentul de sudare și să-l modifice în timpul lucrului prin intermediul unei pedale sau direct de la pistoletul care poate fi prevăzut cu potențiometru pentru reglarea curentului de sudare;
• să introducă în mod corect bagheta de material de adaos în baia de material topit și ce viteză de avans să utilizeze pentru a obține nu doar un cordon care să respecte cerințele de calitate, dar să aibă și un excelent aspect vizual.

Ținând cont de toate aceste aspecte, se observă clar că procedeul de sudare TIG este unul complex, care însă se poate învăța și stăpâni prin multă practică.

Pentru a deprinde și îmbunătăți abilitățile de sudare TIG este de ajutor analiza unor defecte comune care pot să apară în cordonul de sudură.

Destul de des sudorii care utilizează procedeul TIG, trebuie să sudeze materiale scumpe și orice defect sau străpungere a materialului vor genera costuri foarte mari. Din acest motiv, în cadrul multor firme se ține constant amperajul specificat prin WPS, iar sudorii trebuie să aibă grijă doar la alegerea unei bune poziții a pistoletului și a unei viteze de sudare care să permită realizarea unor suduri de calitate ridicată.

Pe de altă parte, în cadrul atelierelor mici sau în cadrul firmelor care au o mare diversitate de lucrări, sudorii trebuie să fie capabili să seteze în mod optim și de asemenea să modifice amperajul mașinii în funcție de material, grosimea acestuia și geometria îmbinării. Totuși, o setare optimă a curentului de sudare (a amperajului) nu ajută prea mult în cazul în caresudorul nu reușește să asigure o topire adecvată atât a materialului de adaos cât și a celui de bază. În majoritatea cazurilor, sudorii începători, temânduse să nu străpungă materialul de bază, introduce bagheta de material de adaos în zona arcului electric, văd cum se topește și imediat mișcă pistoletul pe direcția înainte fără a reuși, în cele mai multe cazuri, să asigure și topirea materialului de bază, fapt care generează o fuziune incompletă. Sudorii experimentați cunosc faptul că la sudarea TIG, în special în cazul tablelor subțiri și a aluminiului, există o foarte mică distanță între fuziunea incompletă și străpungerea piesei. Din acest motiv, pentru a putea găsi punctul optim, în care energia introdusă în material să nu fie nici prea ridicată dar nici prea mică, sudorii TIG au nevoie de o bună concentrare și de capacitatea de a controla multe variabile. Aceste variabile vor fi prezentate în continuare:

Electrozii din wolfram (tungsten):

Electrozii din tungsten au o foarte mare influență asupra rezultatului final și din acest motiv sudorii trebuie să fie capabili să îi aleagă și să îi pregătească în mod corespunzător.

Astfel, în cazul sudării în curent continuu, realizarea unui vârf alungit și foarte ascuțit (de exemplu de 20º-30º) va determina obținerea unui arc mai îngust (mai mic) și mai bine focalizat pe material, în timp ce realizarea unui vârf cu un unghi mai mare (de exemplu în jur de 60º) va genera un arc mai lat (mai deschis) și care va conduce la probleme de focalizare și de formare a băii de material topit. Un arc îngust determină o zonă de topire relative mică, iar din acest motiv, în funcție de geometria rostului și de grosimea materialului, un astfel de arc va impune sudorului să penduleze pistoletul, pentru a evita formarea de zone cu fuziune incompletă.

Foto 1 – setare greșită a curentului de sudare: în imaginea din stânga curentul este prea mare, fapt care va genera lățirea băii de material topit și în final străpungerea tablei; în imaginea din dreapta curentul este prea mic și nu va permite obținerea unei topiri adecvate, rezultând un cordon de sudură excesiv de convex, deoarece materialul de adaos se depune pe suprafața materialului de bază care nu a fost topit din cauza curentului insuficient. Pentru o calitate optimă a cordonului de sudură este foarte important ca tranziția de la materialul de bază la cordonul de sudură trebuie să se realizeze foarte lin.

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 de echipament utilizat, de tipul de current utilizat (curent continuu sau alternativ), de caracteristicile de sudare folosite la sudarea în curent alternative și de rezultatul dorit. Un vârf foarte ascuţit (între 15º și 30º) este adecvat sudării tablelor subțiri în curent continuu cu polaritate directă (DCEN - electrodul conectat la borna minus), în cazul căroar problema primordială este legată de riscul de străpungere și mai puțin de lipsa de pătrundere. În acest caz, lucrul cu amperaje mici va permite menținerea unui vârf ascuțit perioade lungi de timp.

Acest lucru va permite obținerea unui arc foarte bine focalizat și va ajuta la reducerea deformațiilor termice în cazul tablelor subțiri. Pentru curenţi 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.

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

Atunci când se folosesc electrozi din wolfram nealiat și se sudează în curent alternativ utilizând caracteristici de sudare sinusoidale sau dreptunghiulare va fi necesară alegerea unui vârf rotunjit. 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 contamina baia de material topit.

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 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 a permite ascuțirea perfectă a electrozilor), care va fi folosit doar pentru ascuțirea electrozilor (pentru a evita contaminarea acestora). Pentru a fi ascutiți 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 mod normal, vârful electrodului nu trebuie să fie mai lung de 2,5 x diametrul electrodului (un electrod de 2,4 mm diametru va avea un vârf între 4,8 și 6 mm lungime).

SORIN UDREA este General Manager Lastechno Weld-Cut SRL