Svařování netavící se elektrodou v inertní atmosféře metoda TIG

Transkript

1 KURZY SVÁŘEČSKÝCH TECHNOLOGŮ A INŽENÝRŮ IWT / IWE Svařování netavící se elektrodou v inertní atmosféře metoda TIG doc. Ing. Jaromír MORAVEC, Ph.D., EWE

2 Princip svařování metodou WIG/TIG Při svařování metodou TIG hoří oblouk mezi netavící se wolframovou elektrodou a základním materiálem. Ochranu elektrody i tavné lázně před okolní atmosférou zajišťuje inertní ochranný plyn o čistotě minimálně 99,995 %. Svařování je možné realizovat ručně nebo automaticky a to s přídavným drátem, nebo bez něho. Metoda 141 Obloukové svařování W elektrodou v inertním plynu (WIG, TIG). Metoda 142 Obloukové svařování W elektrodou v inertním plynu bez přídavného materiálu. Metoda 143 Obl. svařování W elektrodou v inertním plynu s plněnou elektrodou, nebo tyčí. Metodu 145 Obl. svařování W elektrodou s redukčním podílem plynu v jinak inertním plynu s plným drátem, nebo tyčí. Metodu 146 Obl. svařování W elektrodou s redukčním podílem plynu v jinak inertním plynu s plněnou elektrodou, nebo tyčí. Metodu 147 Obl. svařování W elektrodou s aktivním podílem plynu v jinak inertním plynu.

3 Výhody použití metody WIG/TIG Technologické a metalurgické výhody: Inertní plyn zajišťuje efektivní ochranu svarové lázně i přehřáté oblasti ZM před účinky atmosféry. Inertní plyn zabraňuje propalu prvků a tím i vzniku strusky. Výsledkem je čistý povrch svaru. Dochází k příznivému formování housenky na straně povrchu i v kořenové části svaru. Nevyžaduje použití tavidel, ale tavidla použít lze. Vytváří stabilní elektrický oblouk v širokém rozmezí svařovacích proudů. Zajišťuje vysokou operativnost při svařování v polohách. Vytváří svary vysoké celistvosti i u materiálů náchylných na naplynění a oxidaci při zvýšených teplotách. Jednoduchá obsluha a přesná regulace svařovacích parametrů. Svarová lázeň je viditelná a snadno ovladatelná. Možnost velmi přesného dávkování množství tepla vneseného do svaru. Svařovací oblouk je velmi flexibilní, jeho tvar a směr lze snadno ovládat magnetickým polem.

4 Oblasti použití metody WIG/TIG Svařované konstrukce z vysokolegovaných ocelí pro chemický, petrochemický, farmaceutický a potravinářský průmysl, ale i pro tepelnou a jadernou energetiku. Svařování žárupevných a žáruvzdorných ocelí pro stavbu kotlů, výměníků, tlakových nádob a pecí. Použití v oblasti letectví a kosmonautiky při svařování titanu i dalších speciálních kovů a slitin. Svařování hliníkových slitin v oblasti dopravy i všeobecného strojírenství.

5 Zařízení pro svařování metodou TIG

6 Zdroje svařovacího proudu pro TIG svařování Jako zdroje pro svařování metodou TIG se zpravidla používají klasické usměrňovače, nebo invertory. Zdroje jsou dále vybaveny různými druhy zapalování oblouku, kdy se oblouk zapaluje dotykem LIFT ARC, nebo bezdotykově pomocí vysokofrekvenčního, vysokonapěťového zapalování HF. Druhy svařovacích proudů při svařování metodou TIG Svařování stejnosměrným proudem (DC direct current). Svařování střídavým proudem (AC alternating current). Svařování impulzním proudem. Lift Arc. Před zapálením oblouku se hrot elektrody přivede do kontaktu s povrchem kovu, stiskne tlačítko na hořáku, po oddálení hořáku a uvolnění tlačítka se rozhoří oblouk o nastavené intenzitě HF. Hořák se přiblíží k povrchu svařovaného materiálu po stisknutí tlačítka na hořáku dojde k HF výboji, který ionizuje prostor mezi hrotem elektrody a kovem a zapálí oblouk.

7 Zdroje svařovacího proudu pro TIG svařování Jako zdroje pro svařování metodou TIG se zpravidla používají klasické usměrňovače, nebo invertory. Zdroje jsou dále vybaveny různými druhy zapalování oblouku, kdy se oblouk zapaluje dotykem LIFT ARC, nebo bezdotykově pomocí vysokofrekvenčního, vysokonapěťového zapalování HF. Druhy svařovacích proudů při svařování metodou TIG Svařování stejnosměrným proudem (DC direct current). Svařování střídavým proudem (AC alternating current). Svařování impulzním proudem.

8 Zdroje svařovacího proudu pro TIG svařování Stejnosměrný proud DC Svařování stejnosměrným proudem je základním způsobem zapojení při svařování metodou TIG. Stejně jako u ostatních obloukových metod, také zde je možno použít přímou, či obrácenou polaritu. Při přímé polaritě je elektroda zapojená na záporný pól a základní materiál na pól kladný. Rozdělení tepla oblouku je nerovnoměrné a přibližně 1/3 tepla připadá na elektrodu a 2/3 celkového tepla se přenáší do základního materiálu. Díky tomu není elektroda tepelně přetěžovaná a naopak u svarové lázně je dosaženo velké hloubky závaru. Svařování stejnosměrným proudem s přímou polaritou se používá ke svařování všech typů ocelí a také na svařování mědi, niklu, titanu a jejich slitin. Dá se použít i na svařování hliníku, ale v ochranné směsi Ar musí být nejméně 75% He. Nepřímá polarita není využívána z důvodu vysoké tepelné zátěže elektrody. Výjimečně se dá použít při svařování hliníkových tenkostěnných svarků pomocí nízkých proudů.

9 Zdroje svařovacího proudu pro TIG svařování Střídavý proud AC Svařování střídavým proudem se, z důvodu čistícího účinku, využívá při svařování hliníku, hořčíku a jejich slitin. Největším problémem při svařování hliníku je vrstvička oxidu hlinitého Al 2 O 3, chránící povrch hliníku proti další oxidaci. Tato vrstvička má teplotu tavení 2050 C a při použití DC proudu v argonu brání metalurgickému spojení hliníku s teplotou tavení 658 C. K čistícímu účinku dochází při připojení elektrody na kladný pól zdroje. Na ZM se vytvoří katodová skvrna, která není stabilní a přeskakuje na místa nejvíce pokrytá oxidy. Tato místa potřebují k emisi elektronů nejnižší energii a po zasažení katodovou skvrnou se snadněji odpaří. Druhou formou čistícího účinku je mechanické odstraňování oxidů, bombardováním kladnými ionty argonu vzniklými při ionizaci plynu. Kladné ionty mají relativně velkou hmotnost a jsou urychleny směrem ke svarové lázni, kde působí mechanickým účinkem a docílí tak stažení oxidů k okraji svarové lázně. Při kladném zapojení elektrody se oxidy rozruší, ale vzniká pouze malý závar. Vysoká hloubka závaru je dosažena při zapojení elektrody na záporný pól, kdy do svarové lázně dopadají urychlené elektrony.

10 Zdroje svařovacího proudu pro TIG svařování Impulzní proud Při impulzním svařování se intenzita proudu mění pravidelně s časem mezi dvěmi úrovněmi proudu (I z základním proudem a I p proudem impulzním). Podle charakteru zdroje může mít průběh impulzu různý tvar (pravoúhlý, lichoběžníkový, sinusový atd.). Základní proud I z zajišťuje pouze ionizaci oblouku v čase t z kdy se nesvařuje a jeho hodnota je nízká (10 15 A). Pokud je doba t z strávená na základním proudu dvojnásobkem doby pulzu t p, dochází k úplnému ztuhnutí svarové lázně. Pokud je doba kratší, lázeň neztuhne zcela, ale zmenší svůj rozměr. Takový průběh je volen při požadavku na hladký povrch svaru s plynulým přechodem do ZM.

11 Impulzním proudem I p použitém v čase t z dochází k natavení svarové lázně a přídavného materiálu. Rozměry svarové lázně jsou závislé především na hodnotě impulzního proudu a době jeho trvání. Díky tomu lze dosáhnout přesné regulace svařovacího režimu, dávkování tepla vneseného do svaru a tvarování svarové lázně. Efektivní hodnota proudu je při impulzním svařování nižší než při svařování s konstantním proudem, a proto vykazují svary malou TOO, velmi dobré plastické vlastnosti a menší deformace. Zdroje svařovacího proudu pro TIG svařování Impulzní proud Při impulzním svařování se intenzita proudu mění pravidelně s časem mezi dvěmi úrovněmi proudu (I z základním proudem a I p proudem impulzním). Podle charakteru zdroje může mít průběh impulzu různý tvar (pravoúhlý, lichoběžníkový, sinusový atd.).

12 Zdroje svařovacího proudu pro TIG svařování Součet časů impulzního a základního proudu dává dohromady celkový čas cyklu t c určující frekvenci pulzního svařování. Při impulzním svařování se používají tyto základní modulace proudu: Dlouhé pulzy s t p (1 až 10 sekund), pro materiály tloušťky 4 až 6 mm. Střední pulzy s frekvencí 1 až 100 Hz, při svařování tlouštěk od 0,8 do 5 mm. Velmi krátké pulzy s frekvencí 1 až 20 MHz, pro tloušťky 0,2 až 0,8 mm na speciálních ocelích, nebo Ti. Impulzní svařování je třeba sladit s rychlostí. Čím vyšší je frekvence, tím vyšší může být svařovací rychlost. Aplikace impulzního svařování Svařování tenkých plechů, legovaných ocelí, mědi a jejích slitin. Svařování rozdílných tlouštěk. Polohové svary. Svařování materiálů citlivých na přehřátí. Výhody impulzního svařování Lepší celistvost, mechanické a plastické vlastnosti svarů. Snížení tepelného ovlivnění materiálu a menší deformace. Velmi dobré formování a vzhled svarové housenky. Široká oblast regulace svařovacího proudu. Svařování plechů tlouštěk 0,5 až 5 mm bez použití podložek.

13 Statická charakteristika zdroje Zdroje pro svařování metodou TIG používají strmou statickou charakteristiku zdroje, která je necitlivá na změny délky oblouku a tedy i na chvění ruky svařeče.

14 Svařovací hořáky TIG Hořáky zajišťují přívod proudu k elektrodě, přívod a usměrnění ochranného plynu, fixování wolframové elektrody a zajištění chlazení hořáku. Patří mezi nejzatíženější části svařovacího zařízení. Podle chlazení se rozdělují na: Chlazené procházejícím plynem (do cca 150 A). Chlazené vodou pro ruční i strojní svařování (300 až 500 A).

15 Svařovací hořáky TIG

16 Svařovací hořáky TIG Průměr plynové trysky se volí podle požadované plochy, kterou je třeba chránit. Orientační doporučené průměry plynových trysek, podle hodnoty použitého proudy, jsou uvedeny v tabulce. Pro zlepšení plynové ochrany se často používají plynové čočky (sítka), která prodlouží laminární proudění plynu a umožní tak větší vysunutí elektrody a tedy i snadnější přístup k místu svařování. Díky plynovým sítkům je možné elektrodu vysunout na 15 až 20 mm a kromě toho pomáhají snížit průtokové množství ochranného plynu až o 50%. Proudový rozsah (A) Průměr plynové trysky (mm) Do

17 Průtok ochranného plynu Nastavení optimálního průtoku ochranného plynu závisí na těchto parametrech: Druh svařovaného materiálu, Typ použitého ochranného plynu, Hodnota použitého proudu, Velikost plynové trysky, Typ spoje, Poloha svařování, Úhel sklonu hořáku, Proudění okolního vzduchu. Ke kontrole správného množství plynu na výstupní trysce se používají průtokoměry s kuličkou. K zajištění dokonalé ochrany svarové lázně, základního materiálu i elektrody je svařovací zařízení vybaveno funkcí tzv. předfuku plynu (2 až 5 s), který je spuštěn před zapálením oblouku. Také při ukončení svařování je třeba chránit chladnoucí elektrodu, svarový kov i TOO do doby, kdy již nehrozí oxidace. K tomu se používá dofuk, realizovaný ještě 5 až 10 sekund po ukončení svařování. Každý hořák je vybaven spínačem proudu umožňujícím využít dvou nebo čtyř kontaktní zapínání a vypínání el. proudu. Často také obsahuje potenciometr, kterým lze regulovat hodnotu proudu v průběhu svařování, případně spínač k plynulé nebo skokové změně předem nastavených hodnot proudu.

18 Netavící se elektrody pro TIG svařování Netavící se elektrody používané metodou TIG se vyrábějí ze spékaného wolframu, který má teplotu tavení 3380 C. Elektrody jsou vyráběny buď zcela bez příměsí (legur) o čistotě 99,9% W, nebo legované oxidy prvků jako je Thorium (Th), Lanthan (La), Cer (Ce), Zirkon (Zr) a Ytrium (Y), které jsou v elektrodě rovnoměrně rozptýleny. Přidáním uvedených oxidů se snižuje teplota elektrody až o 1000 C. Díky tomu se zvyšuje její životnost, zlepšuje se zapalování oblouku i jeho stabilita, zejména díky zvýšené emisi elektronů. Lepší emisivity je dosaženo snížením výstupní práce potřebné k uvolnění elektronů. Materiál Výstupní práce elektronů (ev) Teplota tavení ( C) Wolfram 4,24 5, Oxid thoričitý ThO 2 2,0 3, Oxid lanthanitý La 2 O 3 1,7 4, Oxid zirkoničitý ZrO Oxid ceričitý CeO 2 1,8 2, Oxid hafničitý HfO Oxid ytritý Y 2 O 3 1,9 3, Oxid wolframový WO

19 Klasifikace wolframových elektrod Klasifikace wolframových elektrod je definována normou ČSN EN ISO 6848 (duben 2016 anglicky) a je založena na jejich chemickém složení. Každá wolframová elektroda je vždy nejprve označena písmenem W, za kterým následuje chemické označení hlavního přísadového oxidu a dále pak číslice udávající hmotnostní % přísady oxidu násobené deseti. Pokud není do wolframu přidána žádná přísada, je taková elektroda označena písmeny WP (Pure=čistý). Aby byly elektrody mezi sebou dobře rozlišitelné, používá se na jednom jejich konci barevné značení široké nejméně 3 mm, případně mohou být elektrody v blízkosti jednoho konce označeny klasifikačními značkami. V případě použití elektrody s chemickým složením nedefinovaným normou, je taková elektroda označena písmeny WG, za nimiž následuje chemická značka a číslice udávající množství hlavního přísadového oxidu.

20 Klasifikace a barevné značení elektrod

21 Klasifikace a barevné značení elektrod ISO 6848 WLa15 Jde o wolframovou elektrodu dotovanou 1,3 až 1,7 hm. % La 2 O 3, nečistotami nepřesahujícími 0,1 hm. % a zbytkem wolframu. ISO 6848 WG La15Ce0,5Zr0,5 Jde o wolframovou elektrodu dotovanou 1,3 až 1,7 hm. % La 2 O 3, 0,05 hm. % CeO 2, 0,05 hm. % ZrO 2, nečistotami nepřesahujícími 0,1 hm. % a zbytkem wolframu.

22 Standardně vyráběné rozměry elektrod

23 Standardně vyráběné rozměry elektrod Pro svařování metodou TIG může být použit stejnosměrný proud s přímou i nepřímou polaritou, stejně jako proud střídavý. Tabulka A.1 uvádí jaký druh proudu je vhodné, při svařování metodou TIG, pro daný typ materiálu použít.

24 Volba průměru elektrody, v závislosti na hodnotě proudu

25 Okruh použití wolframových elektrod WP - je vhodná pro svařování slitin hliníku střídavým proudem, kde vyniká dobrou stabilitou oblouku. Naopak nevhodná je pro svařování stejnosměrným proudem. Jako jediná se WP elektroda nebrousí do špičky. WTh - obsah thoria způsobuje snížení výstupní práce a zvýšení emise elektronů. Se stoupajícím obsahem Th se zlepšuje zapalovací vlastnosti, trvanlivost a proudová zatížitelnost. Hlavní použití je při svařování vysoce legovaných a nerez ocelí stejnosměrným proudem, kde vykazují výborné vlastnosti. Thorium je ale radioaktivní prvek. Se stoupajícím obsahem Th roste radioaktivita (záření alfa). Radioaktivní částice se usazují v plících a mohou způsobit rakovinu. Proto je nutné důkladné odsávání při broušení elektrod i při svařování. V dohledné době lze očekávat přechod od WTh elektrod k elektrodám WCe a WLa. WCe elektrody s oxidy céru jsou univerzální pro téměř všechna použití. Lze je použít pro svařování stejnosměrným i střídavým proudem. Jsou vhodné pro svařování nelegovaných i legovaných ocelí, slitin hliníku, slitin titanu, niklu, mědi a hořčíku. WCe elektrody mají svářecí vlastnosti podobné jako WTh elektrody: velmi dobré zapalovací vlastnosti - i při teplé elektrodě, dobrá trvanlivost a proudová zatížitelnost. Podstatně méně však zatěžují životní prostředí a zdraví svářeče.

26 Okruh použití wolframových elektrod WLa - lanthanované elektrody jsou stejně jako WCe elektrody univerzální pro téměř všechna použití při svařování střídavým i stejnosměrným proudem. Lanthanované elektrody předstihují cerované zejména v oblasti nízkých proudů. Jsou tak vhodné i pro svařování plasmou a mikroplasmou. Vyšší podíl lathanu usnadňuje zapalování, zejména při automatizovaném svařování. WZr - obsah Zr minimalizuje tvorbu wolframových vměstků ve svarovém kovu. Použití je hlavně pro střídavý proud a tedy pro svařování hliníkových materiálů (náhrada WP elektrod). Pro stejnosměrný proud jsou použitelné podmíněně. Obecně se dnes jako standardy používají zejména elektrody WCe 20 (šedá) a WLa 15 (zlatá). Tyto typy pokrývají široký okruh materiálů jako je: Hliník, nerez, uhlíková ocel, bronz,

27 Broušení wolframových elektrod Tvar konce elektrody ovlivňuje podstatným způsobem průběh svařování a kvalitu svaru. Elektrody se brousí do špičky. Délka špičky má být asi 1-1,5 násobek průměru (pro pr. 2,4 mm = délka špičky 2,4-3,6 mm). Špička elektrody má být po broušení otupena tak, aby průměr otupení špičky byl cca. 10% průměru elektrody. (elektroda pr. 2,4 mm = cca 0,24 mm). Otupení způsobí významné snížení zatížení špičky a tím zřetelné prodloužení životnosti. Před broušením je nutno zkontrolovat, aby konec elektrody nebyl nalomen nebo naříznut.

28 Broušení wolframových elektrod Broušení se musí provádět jen lehkým tlakem, protože při velké tvorbě tepla může dojít rovněž k napětí v zrnech a poškození hranic zrn. Je nutné používat brusný kotouč s co nejjemnějším zrnem. Čím je broušení jemnější, tím vyšší je životnost elektrody. Ideální je použití speciální brusky na wolframové elektrody. Směr broušení: je důležité brousit elektrodu podélně tak, aby vrypy po broušení byly rovnoběžně s podélnou osou elektrody. Při příčném broušení způsobují rýhy nestabilní oblouk a vylamování částeček wolframu, které se potom mohou dostat do lázně.

29 Broušení wolframových elektrod Spolu s průměrem elektrody má úhel nabroušení elektrody rozhodující vliv na kvalitu svaru. Vyobrazení znázorňuje, jaký tvar má tavná lázeň při stejném proudu ale různých úhlech špičky. Oblouk je zrcadlovým obrazem úhlu broušení. Ostrý úhel elektrody přenáší energii na malou plochu s velkým natavením, tupý úhel přenáší stejný svařovací proud na velkou plochu s poměrně mělkým natavením. Pro stejnosměrný proud jsou doporučeny tyto hodnoty vrcholového úhlu elektrody: Do 20 A až 100 A 60 až až 200 A 90 až 120 Nad 200 A 120 a) b) c) a) Ruční svařování střídavým proudem. b) Ruční svařování stejnosměrným proudem c) Strojní svařování stejnosměrným proudem

30 Ochrana kořene svaru formovací plyny Formovací plyny se používají jako ochrana proti oxidaci kořene svaru a blízké TOO. Jde o plyny inertní, redukční, nebo nereagující se svařovaným materiálem. Pro vysokolegované austenitické oceli a pro niklové slitiny lze jako formovací plyny použít směsi Ar + 2 až 10% H 2 a/nebo N až 20% H 2, protože tyto slitiny nejsou náchylné na vodíkovou křehkost. Ostatní materiály feritické, bainitické a martenzitické oceli, Ti. Zr atd. musí být z důvodu nebezpečí vzniku trhlin nebo pórovitosti chráněny inertními plyny Ar, He. Při svařování dutých těles, nebo trubek je možné snížit spotřebu ochranného plynu pomocí ucpávek a těsnících čel. Při svařování ve svislé poloze je při použití formovacího plynu těžšího než vzduch třeba přivádět plyn do spodní části, aby tvořící se plynový válec vytěsnil vzduch bez promísení. V případě lehčího plynu je plyn přiváděn do horní části a vzduch je vytlačován spodem.

31 Ochrana kořene svaru formovací plyny

32 Přídavné materiály Přídavné materiály pro metodu TIG se rozděluji na svařovací tyčky určené pro ruční svařování a na svařovací dráty určené pro svařování strojní. Svařovací tyčky jsou dráty kruhového průřezu o průměrech 1 až 8 mm a délce 600 až 1000 mm. Používají se tyčky plného průřezu, nebo plněné legujícími přísadami. Svařovací dráty jsou přesné dráty kruhového průřezu rovnoměrně navinuté na cívkách. Dodávají se zpravidla v průměrech 0,6 až 2,4 mm a jsou podávány mech. Funkce přídavných materiálů TIG a) Doplnit objem svarového kovu a vytvořit svar požadovaného tvaru a průřezu. b) Legovat svarový kov přísadami, které zlepšují užitné vlastnosti svaru. c) Dodat do svaru přísady zajišťující desoxidaci, odplynění a příznivě ovlivňující metalurgické děje. d) Zlepšit formování svaru, smáčení svarových ploch a operativnost při svařování v polohách. Označování přídavných materiálů pro metodu TIG je uvedeno v normě ČSN EN ISO 636 (červenec 2016 anglicky) Svařovací materiály tyče a dráty pro obloukové svařování nelegovaných a jemnozrnných ocelí wolframovou elektrodou v inertním plynu a jejich svarové kovy - Klasifikace

33 Přídavné materiály označení a klasifikace Norma ČSN EN ISO 636 stanovuje požadavky na klasifikaci tyčí a drátů pro obloukové svařování nelegovaných a jemnozrnných ocelí, s minimální mezí kluzu až do 500 MPa, nebo s minimální pevností v tahu 570 MPa, wolframovou elektrodou v inertním plynu. Pro uvedené hodnoty jde o stav po svaření, nebo po tepelném zpracování následujícím po svaření. Existují dva způsoby značení. Systém založený na mezi kluzu a na průměrné nárazové práci 47 J u svarového kovu označovaný ISO 636-A a systém založený na pevnosti v tahu a na průměrné nárazové práci svarového kovu 27 J označovaný ISO 636-B. Klasifikační označování jsou založena na přístupech udávající pevnostní a rázové vlastnosti svarového kovu získaného z tyčí nebo drátů. Tyče nebo dráty musí být vždy klasifikovány podle jejich chemického složení. Vlastní klasifikace se skládá ze čtyř částí: 1. Označení způsobu svařování. 2. Označení meze kluzu, nebo meze pevnosti svarového kovu. 3. Označení nárazové práce svarového kovu. 4. Označení chemického složení použitých tyčí nebo drátů. Označení pro navařený kov metodou obloukového svařování wolframovou elektrodou v inertním plynu musí mít na začátku uvedeno písmeno W. ISO 636-A-W ISO 636-B-W

34 Přídavné materiály označení a klasifikace Označení pevnosti a tažnosti svarového kovu klasifikací dle meze kluzu a nárazové práce 47 J a meze pevnosti a nárazové práce 27 J, je dáno tabulkami 1A a 1B v normě ČSN EN ISO 636. Příklad pro označení mechanických vlastností. ISO A-W 35 ISO 636-B-W 43A ISO 636-B-W 43P

35 Přídavné materiály označení a klasifikace Označení nárazové práce čistého kovu dle meze kluzu a nárazové práce 47 J a meze pevnosti a nárazové práce 27 J, je dáno tabulkou 2 v normě ČSN EN ISO 636. Číslo udává teplotu pro danou hodnotu nárazové práce. ISO 636-A-W 35 A ISO 636-A-W 35 4 ISO 636-B-W 43A Y ISO 636-B-W 43P 6

36 Přídavné materiály označení a klasifikace Dle zkratkovitého označení je možné v uvedené normě nalézt chemické složení svařovacího drátu. Celkem je použito 8 zkratek pro klasifikaci dle meze kluzu a nárazové práce 47 J. ISO 636-A-W 35 A 2Si ISO 636-B-W 43A Y 2Si ISO 636-A-W Ni1 ISO 636-B-W 43P 6 3Ni1

37 Technika ručního svařování TIG Ruční TIG svařování je charakterizováno polohou a pohybem hořáku a přídavného materiálu vůči svarové lázni. Technika svařování TIG připomíná svařování plamenem, pouze je místo plamene použit elektrický oblouk. Při svařování je důležité, aby přídavný drát při svařování zůstával v oblasti ochranného plynu a nebyl kontaminován vzduchem. Při kontaminaci by došlo k oxidaci ohřátého konce a zanesení oxidů do svarové lázně. Metodou TIG se dá svařovat ve všech polohách. Zpravidla se svařuje zprava do leva (u praváků), kdy přídavný materiál couvá před hořákem a je postupně podáván na okraj svarové lázně. Povrch svaru je formován obloukem. V základní poloze PA je poloha hořáku kolmá k příčné ose svaru, čímž je zajištěn rovnoměrný ohřev obou polovin svařovaného materiálu. V podélné ose je hořák odkloněn cca 10 vzad od kolmice v místě hoření oblouku a tyčka je odkloněna 60 až 80 vpřed.

38 Technika ručního svařování TIG

39 Doporučené rozměry svarových ploch TIG

40 Průvarkové TIG svařování

41 Strojní svařování metodou TIG Mechanizované a robotizované TIG svařování se oproti ručnímu svařování vyznačuje lepší ekonomičností a kvalitou svaru. Cílem strojního svařování je: Zvýšení kvality a užitných vlastností svarového spoje s vyloučením vlivu manuálního vedení hořáku (kolísání délky oblouku, nepřesnost vedení hořáku v úkosu, kolísání rychlosti svařování, nedostatky plynové ochrany atd.). Vyšší hospodárnost procesu úsporou plynu a přídavných materiálů. Snížit podíl lidské práce při nedostatku kvalifikovaných svářečů. Vyšší produktivita použitím vyšší rychlosti svařování a využitím vysokovýkonných variant (metoda horkého drátu, vícehořákové svařování). Strojní svařování se používá pro mechanizované způsoby svařování rovinných svarových spojů z vysokolegovaných ocelí i hliníku do tlouštěk cca 5 mm. Významné zastoupení má strojní TIG svařování i v oblasti svařování trubek a kombinací trubka-trubkovnice při výrobě tepelných výměníků. Jde o tzv. orbitální svařování.

42 Orbitální svařování trubek metodou TIG

43 Orbitální TIG svařování trubka-trubkovnice

44 Strojní svařování metodou TIG Strojní TIG svařování má mnoho výkonnějších modifikací oproti ručnímu svařování jde například o: Svařování zúženým obloukem (vyšší stabilita oblouku), kde je zúžení dosaženo použitím menšího průměru plynové trysky (vnitřní průměr trysky = průměr elektrody + 2 až 4 mm). Pro I (Cu, Al) svary bez mezery do 5 mm tl. Tandemové svařování TIG/TIG, nebo TIG/MIG, kde přední hořák je použit k předehřevu a zadní ke svařování. Použití pro oceli vyžadující předehřev a pro slitiny mědi až do tloušťky 10 mm. Svařování MULTIWIG (multikatoda) je dvou až čtyř obloukové svařování, kde je vzdálenost elektrod tak malá, že se vytváří pouze jedna dlouhá svarová lázeň. Multikatodové svařování umožňuje svařovat rychlostí do 10 m.min -1 a používá se pro podélné spoje u tenkých trubek. Oboustranné TIG svařování zkracuje dobu svařování spoje a eliminuje úhlové deformace svaru. Využití vysokého obsahu H 2 ve směsi s Ar. Běžně se používá do 15%, ale je známo použití až 35% vodíku. Zvyšuje se průvar a rychlost svařování. Svařování horkým drátem. Při tomto způsobu je přiváděný drát předehříván odporovým teplem při průchodu proudu napájeného zvláštním zdrojem. Drát je do tavné lázně při teplotě blížící se teplotě tavení. Tato metoda umožňuje až 4x vyšší výkon navaření, nižší nebezpečí pórovitosti svaru, lepší přenos legujících prvků do svaru, minimální ochlazení svarové lázně přiváděným přídavným materiálem, vyšší svařovací rychlost a nižší ovlivnění základního materiálu.

45 Bezpečnost při svařování metodou TIG Jde zejména o velmi intenzivní UV záření vznikající díky relativně dlouhému a stabilně hořícímu oblouku, který není cloněn. Proto je zakrytí všech částí těla nutnou podmínkou ochrany zdraví při svařování. Zvýšené nebezpečí vzniku ozónu, zejména při svařování vysokolegovaných austenitických ocelí v argonu. Nejméně ozónu vzniká při svařování hliníku střídavým proudem v argonu. Množství ozónu lze snížit přidáním malého obsahu oxidu dusného NO. Plyny s 0,03% NO jsou na trh dodávány například pod označením MISON. Při svařování vysokolegovaných ocelí se do ovzduší uvolňují oxidy legujících kovů, především Cr a Ni, pro které platí nízké hodnoty nejvyšší přípustné koncentrace. Proto je vhodné chránit dýchací ústrojí svářeče dostatečným odsáváním zplodin svařování.