Wat zijn de verschillen tussen TIG (DC) en TIG (AC)?

Gelijkstroom TIG-lassen (DC) is wanneer de stroom slechts in één richting vloeit.Vergeleken met AC (wisselstroom) TIG-lassen zal de eenmaal stromende stroom niet naar nul gaan totdat het lassen is beëindigd.Over het algemeen zullen TIG-omvormers in staat zijn om zowel DC- als AC/DC-lassen te lassen, waarbij zeer weinig machines alleen AC zijn.

​

DC wordt gebruikt voor TIG-lassen van zacht staal/roestvrij materiaal en AC wordt gebruikt voor het lassen van aluminium.

Polariteit

Het TIG-lasproces heeft drie opties voor lasstroom op basis van het type verbinding.Elke verbindingsmethode heeft zowel voor- als nadelen.

Gelijkstroom - Elektrode negatief (DCEN)

Deze lasmethode kan voor een breed scala aan materialen worden gebruikt.De TIG-lastoorts wordt aangesloten op de negatieve uitgang van de lasinverter en de werkstukretourkabel op de positieve uitgang.

​

Wanneer de boog tot stand is gebracht, vloeit de stroom in het circuit en is de warmteverdeling in de boog ongeveer 33% aan de negatieve kant van de boog (de lastoorts) en 67% aan de positieve kant van de boog (het werkstuk).

​

Deze balans zorgt voor een diepe boogpenetratie van de boog in het werkstuk en vermindert de warmte in de elektrode.

​

Door deze verminderde warmte in de elektrode kan meer stroom worden gedragen door kleinere elektroden in vergelijking met andere polariteitsverbindingen.Deze verbindingsmethode wordt vaak rechte polariteit genoemd en is de meest gebruikelijke verbinding die wordt gebruikt bij DC-lassen.

Gelijkstroom - Positieve elektrode (DCEP)

Bij het lassen in deze modus wordt de TIG-lastoorts aangesloten op de positieve uitgang van de lasinverter en de werkstukretourkabel op de negatieve uitgang.

Wanneer de boog tot stand is gebracht, vloeit de stroom in het circuit en is de warmteverdeling in de boog ongeveer 33% aan de negatieve kant van de boog (het werkstuk) en 67% aan de positieve kant van de boog (de lastoorts).

​

Dit betekent dat de elektrode wordt blootgesteld aan de hoogste warmteniveaus en daarom veel groter moet zijn dan in de DCEN-modus, zelfs als de stroom relatief laag is, om oververhitting of smelten van de elektrode te voorkomen.Het werkstuk wordt onderworpen aan het lagere warmteniveau, zodat de laspenetratie ondiep zal zijn.

 

Deze manier van aansluiten wordt vaak omgekeerde polariteit genoemd.

Met deze modus kunnen de effecten van magnetische krachten ook leiden tot instabiliteit en een fenomeen dat bekend staat als boogslag, waarbij de boog kan zwerven tussen de te lassen materialen.Dit kan ook gebeuren in de DCEN-modus, maar komt vaker voor in de DCEP-modus.

​

Het kan de vraag zijn wat voor nut deze modus heeft bij het lassen.De reden is dat sommige non-ferro materialen zoals aluminium bij normale blootstelling aan de atmosfeer een oxide vormen op het oppervlak. Dit oxide ontstaat door de reactie van zuurstof in de lucht en het materiaal dat lijkt op roest op staal.Dit oxide is echter erg hard en heeft een hoger smeltpunt dan het eigenlijke basismateriaal en moet daarom worden verwijderd voordat er kan worden gelast.

​

Het oxide kan worden verwijderd door slijpen, borstelen of een chemische reiniging, maar zodra het reinigingsproces stopt, begint het oxide zich weer te vormen.Daarom zou het idealiter tijdens het lassen worden gereinigd.Dit effect treedt op wanneer de stroom in de DCEP-modus vloeit wanneer de elektronenstroom zal afbreken en het oxide zal verwijderen.Het zou daarom kunnen worden aangenomen dat DCEP de ideale modus zou zijn om deze materialen met dit type oxidecoating te lassen.Helaas, vanwege de blootstelling van de elektrode aan de hoge warmteniveaus in deze modus, zou de grootte van de elektroden groot moeten zijn en zou de boogpenetratie laag zijn.

​

De oplossing voor dit soort materialen is de diep doordringende boog van de DCEN-modus plus het reinigen van de DCEP-modus.Om deze voordelen te verkrijgen wordt de AC-lasmodus gebruikt.

Wisselstroom (AC) lassen

Bij het lassen in AC-modus werkt de stroom die wordt geleverd door de lasinverter met positieve en negatieve elementen of halve cycli.Dit betekent dat de stroom de ene kant op vloeit en vervolgens de andere op verschillende tijdstippen, dus de term wisselstroom wordt gebruikt.De combinatie van één positief element en één negatief element wordt één cyclus genoemd.

​

Het aantal keren dat een cyclus binnen één seconde wordt voltooid, wordt de frequentie genoemd.In het VK is de frequentie van wisselstroom geleverd door het lichtnet 50 cycli per seconde en wordt dit aangeduid als 50 Hertz (Hz)

​

Dit zou betekenen dat de stroom 100 keer per seconde verandert.Het aantal cycli per seconde (frequentie) in een standaardmachine wordt bepaald door de netfrequentie die in het VK 50 Hz is.

​

​

​

​

Het is vermeldenswaard dat naarmate de frequentie toeneemt, magnetische effecten toenemen en items zoals transformatoren steeds efficiënter worden.Ook het verhogen van de frequentie van de lasstroom verstevigt de boog, verbetert de boogstabiliteit en leidt tot een beter beheersbare lasconditie.
Dit is echter theoretisch, aangezien er bij het lassen in de TIG-modus andere invloeden op de boog zijn.

De AC-sinusgolf kan worden beïnvloed door de oxidecoating van sommige materialen die als gelijkrichter werkt en de elektronenstroom beperkt.Dit staat bekend als boogrectificatie en het effect ervan zorgt ervoor dat de positieve halve cyclus wordt afgekapt of vervormd.Het effect voor de laszone is grillige boogcondities, gebrek aan reinigende werking en mogelijke wolfraamschade.

Boogcorrectie van de positieve halve cyclus

Wisselstroom (AC) golfvormen

De sinusgolf

De sinusoïdale golf bestaat uit het positieve element dat vanaf nul tot zijn maximum opbouwt voordat het terugvalt naar nul (vaak de heuvel genoemd).

Als het nul kruist en de stroom van richting verandert in de richting van zijn maximale negatieve waarde voordat het vervolgens naar nul stijgt (vaak de vallei genoemd), is één cyclus voltooid.

​

Veel van de oudere TIG-lassers waren alleen machines van het sinusgolftype.Met de ontwikkeling van moderne lasinverters met steeds geavanceerdere elektronica kwam de ontwikkeling van de controle en vormgeving van de AC-golfvorm die voor het lassen wordt gebruikt.

De vierkante golf

Met de ontwikkeling van AC/DC TIG-lasinverters met meer elektronica werd een generatie blokgolfmachines ontwikkeld.Dankzij deze elektronische besturing kan de overgang van positief naar negatief en vice versa bijna in een oogwenk worden gemaakt, wat leidt tot een effectievere stroom in elke halve cyclus vanwege een langere periode.

 

Het effectieve gebruik van de opgeslagen magnetische veldenergie creëert golfvormen die bijna vierkant zijn.De besturing van de eerste elektronische stroombronnen maakte de besturing van een 'blokgolf' mogelijk.Het systeem zou controle over de positieve (reiniging) en negatieve (penetratie) halve cycli mogelijk maken.

​

De balansconditie zou gelijk zijn + positieve en negatieve halve cycli, wat een stabiele lasconditie oplevert.

De problemen die zich kunnen voordoen zijn dat wanneer de reiniging eenmaal heeft plaatsgevonden in minder dan de positieve halve cyclustijd, een deel van de positieve halve cyclus niet productief is en ook de potentiële schade aan de elektrode als gevolg van oververhitting kan vergroten.Dit type machine zou echter ook een balansregeling hebben waarmee de tijd van de positieve halve cyclus binnen de cyclustijd kon variëren.

 

Maximale penetratie

Dit kan worden bereikt door de besturing in een positie te plaatsen waarin meer tijd kan worden besteed aan de negatieve halve cyclus ten opzichte van de positieve halve cyclus.Hierdoor kan een hogere stroom worden gebruikt met kleinere elektroden als meer

van de warmte is in het positieve (werk).De toename van de warmte resulteert ook in een diepere penetratie bij het lassen met dezelfde rijsnelheid als de gebalanceerde toestand.
Een verminderde door warmte aangetaste zone en minder vervorming door de smallere boog.

 

Maximale reiniging

​Dit kan worden bereikt door de besturing in een positie te plaatsen waardoor er meer tijd kan worden besteed aan de positieve halve cyclus ten opzichte van de negatieve halve cyclus.Hierdoor kan een zeer actieve reinigingsstroom worden gebruikt.Opgemerkt moet worden dat er een optimale reinigingstijd is waarna er niet meer gereinigd zal worden en de kans op beschadiging van de elektrode groter is.Het effect op de boog is dat er een breder, schoon lasbad met ondiepe penetratie ontstaat.