ما هي الاختلافات بين TIG (DC) و TIG (AC)؟

يحدث اللحام TIG (DC) بالتيار المباشر عندما يتدفق التيار في اتجاه واحد فقط.بالمقارنة مع AC (التيار المتردد) لحام TIG ، فإن التيار بمجرد التدفق لن يذهب إلى الصفر حتى ينتهي اللحام.بشكل عام ، ستكون محولات TIG قادرة على اللحام إما DC أو AC / DC مع عدد قليل جدًا من الآلات التي تعمل بالتيار المتردد فقط.

يستخدم التيار المستمر في لحام TIG باستخدام مادة الفولاذ الطري / غير القابل للصدأ وسيتم استخدام التيار المتردد في لحام الألومنيوم.

قطبية

تحتوي عملية اللحام TIG على ثلاثة خيارات لتيار اللحام بناءً على نوع الاتصال.كل طريقة اتصال لها مزايا وعيوب.

التيار المباشر - القطب السالب (DCEN)

يمكن استخدام طريقة اللحام هذه لمجموعة واسعة من المواد.يتم توصيل شعلة اللحام TIG بالإخراج السالب لعاكس اللحام وكابل إرجاع العمل بالإخراج الإيجابي.

عند إنشاء القوس ، يتدفق التيار في الدائرة ويكون توزيع الحرارة في القوس حوالي 33٪ في الجانب السلبي للقوس (شعلة اللحام) و 67٪ في الجانب الإيجابي للقوس (قطعة العمل).

يعطي هذا التوازن تغلغلًا عميقًا للقوس في قطعة العمل ويقلل من الحرارة في القطب.

تسمح هذه الحرارة المنخفضة في القطب الكهربي بحمل المزيد من التيار بواسطة أقطاب كهربائية أصغر مقارنة بوصلات القطبية الأخرى.غالبًا ما يشار إلى طريقة الاتصال هذه بالقطبية المستقيمة وهي أكثر الوصلات شيوعًا المستخدمة في اللحام بالتيار المستمر.

التيار المباشر - القطب الموجب (DCEP)

عند اللحام في هذا الوضع ، يتم توصيل شعلة اللحام TIG بالإخراج الإيجابي لعاكس اللحام وكابل إرجاع العمل بالمخرج السالب.

عند إنشاء القوس ، يتدفق التيار في الدائرة ويكون توزيع الحرارة في القوس حوالي 33٪ في الجانب السلبي للقوس (قطعة العمل) و 67٪ في الجانب الإيجابي للقوس (شعلة اللحام).

هذا يعني أن القطب يتعرض لأعلى مستويات الحرارة وبالتالي يجب أن يكون أكبر بكثير من وضع DCEN حتى عندما يكون التيار منخفضًا نسبيًا لمنع ارتفاع درجة حرارة القطب أو ذوبانه.تخضع قطعة العمل لمستوى حرارة منخفض بحيث يكون تغلغل اللحام ضحلًا.

 

غالبًا ما يشار إلى طريقة الاتصال هذه باسم القطبية العكسية.

أيضًا ، مع هذا الوضع ، يمكن أن تؤدي تأثيرات القوى المغناطيسية إلى عدم الاستقرار وظاهرة تعرف باسم ضربة القوس حيث يمكن للقوس أن يتجول بين المواد المراد لحامها.يمكن أن يحدث هذا أيضًا في وضع DCEN ولكنه أكثر انتشارًا في وضع DCEP.

قد يتم التساؤل عن فائدة هذا الوضع عند اللحام.والسبب هو أن بعض المواد غير الحديدية مثل الألمنيوم عند التعرض الطبيعي للغلاف الجوي تشكل أكسيدًا على السطح ، ويتكون هذا الأكسيد نتيجة تفاعل الأكسجين في الهواء ومادة تشبه الصدأ على الفولاذ.ومع ذلك ، فإن هذا الأكسيد شديد الصلابة وله نقطة انصهار أعلى من المادة الأساسية الفعلية وبالتالي يجب إزالته قبل إجراء اللحام.

يمكن إزالة الأكسيد عن طريق الطحن أو التنظيف بالفرشاة أو بعض التنظيف الكيميائي ولكن بمجرد أن تتوقف عملية التنظيف ، يبدأ الأكسيد في التكون مرة أخرى.لذلك ، من الناحية المثالية سيتم تنظيفها أثناء اللحام.يحدث هذا التأثير عندما يتدفق التيار في وضع DCEP عندما ينكسر تدفق الإلكترون ويزيل الأكسيد.لذلك يمكن افتراض أن DCEP سيكون الوضع المثالي للحام هذه المواد بهذا النوع من طلاء الأكسيد.لسوء الحظ ، بسبب تعرض القطب لمستويات الحرارة العالية في هذا الوضع ، يجب أن يكون حجم الأقطاب الكهربائية كبيرًا وأن يكون اختراق القوس منخفضًا.

سيكون الحل لهذه الأنواع من المواد هو قوس الاختراق العميق لوضع DCEN بالإضافة إلى تنظيف وضع DCEP.للحصول على هذه الفوائد ، يتم استخدام وضع اللحام بالتيار المتردد.

التيار المتردد (AC) اللحام

عند اللحام في وضع التيار المتردد ، يعمل التيار الموفر بواسطة عاكس اللحام إما مع عناصر موجبة وسالبة أو نصف دورات.هذا يعني أن التيار يتدفق في اتجاه ثم الآخر في أوقات مختلفة ، لذلك يتم استخدام مصطلح التيار المتردد.يُطلق على الجمع بين عنصر إيجابي واحد وعنصر سلبي دورة واحدة.

يُشار إلى عدد المرات التي تكتمل فيها الدورة في غضون ثانية واحدة بالتردد.في المملكة المتحدة ، يكون تردد التيار المتردد الذي توفره الشبكة الرئيسية 50 دورة في الثانية ويشار إليه على أنه 50 هرتز (هرتز)

هذا يعني أن التيار يتغير 100 مرة كل ثانية.يتم تحديد عدد الدورات في الثانية (التردد) في آلة قياسية من خلال تردد التيار الرئيسي الذي يبلغ 50 هرتز في المملكة المتحدة.

تجدر الإشارة إلى أنه مع زيادة التردد ، تزداد التأثيرات المغناطيسية وتصبح عناصر مثل المحولات أكثر كفاءة بشكل متزايد.تؤدي زيادة وتيرة تيار اللحام أيضًا إلى تقوية القوس ، وتحسين ثبات القوس وتؤدي إلى حالة لحام أكثر قابلية للتحكم.
ومع ذلك ، يعد هذا نظريًا كما هو الحال عند اللحام في وضع TIG ، فهناك تأثيرات أخرى على القوس.

يمكن أن تتأثر الموجة الجيبية للتيار المتردد بطبقة الأكسيد لبعض المواد التي تعمل كمقوم يحد من تدفق الإلكترون.يُعرف هذا باسم تصحيح القوس ويتسبب تأثيره في قطع نصف الدورة الموجبة أو تشويهها.يتمثل تأثير منطقة اللحام في ظروف القوس غير المنتظمة ، ونقص إجراء التنظيف وإمكانية تلف التنغستن.

تصحيح القوس لدورة النصف الموجبة

أشكال موجات التيار المتردد (AC)

الموجة الجيبية

تتكون الموجة الجيبية من العنصر الإيجابي الذي يتراكم إلى أقصى حد له من الصفر قبل أن يتراجع إلى الصفر (يشار إليه غالبًا باسم التل).

نظرًا لأنه يعبر الصفر ويتغير الاتجاه الحالي نحو قيمته السلبية القصوى قبل أن يرتفع إلى الصفر (يشار إليه غالبًا باسم الوادي) ، تكتمل دورة واحدة.

كان العديد من آلات اللحام TIG ذات الطراز الأقدم مجرد آلات من النوع الموجي الجيبي.مع تطور محولات اللحام الحديثة مع الإلكترونيات الأكثر تطوراً بشكل متزايد ، جاء تطوير التحكم وتشكيل شكل موجة التيار المتردد المستخدمة في اللحام.

الموجة المربعة

مع تطوير محولات اللحام AC / DC TIG لتشمل المزيد من الإلكترونيات ، تم تطوير جيل من آلات الموجة المربعة.بسبب هذه الضوابط الإلكترونية ، يمكن إجراء التقاطع من الموجب إلى السالب والعكس في لحظة تقريبًا مما يؤدي إلى تيار أكثر فعالية في كل نصف دورة بسبب فترة أطول كحد أقصى.

 

يؤدي الاستخدام الفعال لطاقة المجال المغناطيسي المخزنة إلى إنشاء أشكال موجية قريبة جدًا من المربع.سمحت أدوات التحكم في مصادر الطاقة الإلكترونية الأولى بالتحكم في "موجة مربعة".سيسمح النظام بالتحكم في دورات النصف الإيجابية (التنظيف) والسالبة (الاختراق).

ستكون حالة التوازن متساوية + دورات نصف موجبة وسالبة مما يعطي حالة لحام مستقرة.

المشاكل التي يمكن مواجهتها هي أنه بمجرد حدوث التنظيف في أقل من نصف دورة الوقت الموجب ، فإن بعض دورة النصف الموجبة ليست منتجة ويمكن أن تزيد أيضًا من الضرر المحتمل للإلكترود بسبب ارتفاع درجة الحرارة.ومع ذلك ، فإن هذا النوع من الآلات سيكون له أيضًا تحكم في التوازن مما سمح بتغير وقت نصف الدورة الإيجابية خلال وقت الدورة.

 

أقصى قدر من الاختراق

يمكن تحقيق ذلك عن طريق وضع عنصر التحكم في موضع يتيح قضاء المزيد من الوقت في نصف الدورة السلبية فيما يتعلق بنصف الدورة الموجب.سيسمح ذلك باستخدام تيار أعلى مع أقطاب كهربائية أصغر

من الحرارة في (الشغل) الموجب.تؤدي الزيادة في الحرارة أيضًا إلى اختراق أعمق عند اللحام بنفس سرعة الحركة مثل الحالة المتوازنة.
منطقة متأثرة بالحرارة منخفضة وتشوه أقل بسبب القوس الضيق.

 

أقصى قدر من التنظيف

يمكن تحقيق ذلك عن طريق وضع عنصر التحكم في موضع يتيح قضاء المزيد من الوقت في نصف الدورة الموجبة فيما يتعلق بنصف الدورة السلبية.سيسمح ذلك باستخدام تيار تنظيف نشط للغاية.وتجدر الإشارة إلى أن هناك وقتًا مثاليًا للتنظيف لن يحدث بعده المزيد من التنظيف ويكون احتمال تلف القطب أكبر.التأثير على القوس هو توفير حوض لحام نظيف أوسع مع اختراق ضحل.