TIG: технология Micro-Start для аргонодуговой сварки


В том, что касается процессов сварки, TIG, или аргонодуговая сварка, является одним из самых требовательных. Для высококачественной аргонодуговой сварки требуется четкий поджиг и стабильность дуги, в том числе на низких токах. Это может вызвать сложности даже у опытных сварщиков, особенно с традиционными источниками питания. Но теперь, с появлением технологии Micro-Start™ от Линкольн Электрик, это стало намного проще.

Инновационная технология Micro-Start была разработана специально для того, чтобы сделать работу пользователей как можно проще. Для этого было опрошено множество TIG-сварщиков — начиная с новичков и заканчивая профессионалами. Специалисты Линкольн узнали у них, с какими проблемами они сталкиваются чаще всего, и поставили себе задачу предложить технологическое решение, которое помогло бы им решить эти проблемы. В результате появилась линейка аппаратов Precision TIG™ с технологией Micro-Start. Эта линейка поможет каждому сварщику раз за разом создавать качественные сварные соединения. Micro-Start обеспечивает наилучшее качество сварки на постоянном токе среди всех аппаратов для аргонодуговой сварки с тиристорным блоком (SCR).

Так как все больше и больше производителей начинают использовать новые материалы и сплавы малой толщины, что во многих случаях затрудняет сварку, сегодня стало уделяться много внимания технологиям, которые упростили бы аргонодуговую сварку. Преимущества Micro-Start TIG будут полезны для всех отраслей, где требуется сварка тонких материалов, в том числе аэрокосмической и судостроительной.

Итак, какие распространенные проблемы позволяет решить технология Micro-Start? Условно их можно разделить на 4 категории: 1) низкое качество; 2) неудовлетворительный поджиг дуги; 3) низкая сила тока при пожиге и 4) заварка кратеров.


Проблема: низкое качество
Часто при традиционной аргонодуговой сварке на низких токах сварщики сталкиваются с проблемой поддержания стабильной дуги. При использовании КТУ (комплектных тиристорных устройств, SCR) для сварки на низких токах, кондукция КТУ в аппарате «сжимается» до очень непродолжительных пиковых периодов. Это приводит к значительной пульсации сварочного тока с кратковременными пиками и спадами. При этом даже при нормализации выходного тока невозможно накопить достаточно энергии для стабилизации дуги между срабатываниями КТУ. Этот эффект ряби приводит к нестабильности дуги и хаотичным повторным поджигам высокочастотным осциллятором, что сказывается на качестве сварных швов.


TIG: технология Micro-Start для аргонодуговой сварки 


Чтобы решить эту проблему, многие сварщики приобретают более дорогие традиционные аппараты для TIG-сварки. Они считают, что более мощные модели с большими стабилизаторами будут лучше фильтровать сварочный ток, что сделает сварку на низких токах более стабильной. На деле даже большой стабилизатор не сможет полностью устранить пульсацию на низких токах.

Решение Micro-Start TIG
Технология Micro-Start предполагает использование независимого источника питания, пригодного для сварки на низких токах без участия КТУ. КТУ в этом случае используются только для увеличения силы тока в качестве вспомогательной системы для 2-амперного источника питания. Это позволяет получить очень стабильную дугу на низких токах, устраняет эффект ряби и позволяет проводить качественнуюсварку тонких материалов. Компания Линкольн — это первый производитель, который стал предлагать второстепенный контур для сварки, на который можно плавно переходить из режима сварки на более высоких токах.

Когда сила тока опускается до мин. 2А, Micro-Start TIG позволяет вести сварку с независимым питанием от собственного электронного источника питания. Когда сварщик нажимает на педальный регулятор Amptrol™, чтобы увеличить силу тока, активируется основной сварочный контур (т. е. трансформатор и мост КТУ). Таким образом электроника Micro-Start помогает контуру КТУ, чтобы меньше полагаться на стабилизаторы, как это делают традиционные аппараты. В результате пользователь получает очень стабильную дугу на низких токах.

Благодаря Micro-Start TIG сварщикам не нужно покупать более дорогие модели для работы на низких токах — технология Micro-Start обеспечивает эффективность инверторных моделей при использовании более дешевого традиционного аппарата.


Проблема: неудовлетворительный поджиг дуги
Современные аппараты для аргонодуговой сварки устанавливают дугу за счет высокочастотного осциллятора, который ионизирует дорожку от вольфрамового электрода к рабочему изделию. В большинстве случаев высокая частота сохраняется в течение достаточно долгого времени, и из-за высокой интенсивности оставляет на рабочей поверхности следы. В таких очень требовательных областях, как аэрокосмическая или ядерная отрасль, эти дефекты могут привести к микрорастрескиванию и падению надежности шва. Даже при бытовой сварке высокая частота может приводить к значительным отклонениям дуги.


TIG: технология Micro-Start для аргонодуговой сварки
 


Еще один недостаток традиционных моделей — это непригодность для сварки на низких токах (ниже 5 ампер). Это объясняется тем, что при кратковременных срабатываниях КТУ стабилизатор выходного тока не способен накопить достаточно энергии, чтобы удерживать сварочное напряжение на достаточном уровне для поджига и сохранения дуги без возвращения к повышенной частоте.

Чтобы улучшить характеристики поджига дуги, во многих моделях от конкурентов используется функция Горячего старта. При Горячем старте используются импульсы с высокой силой тока и достаточными напряжением и длительностью для нагревания вольфрама и быстрого образования ионизированной дорожки между вольфрамовым электродом и рабочей поверхностью. Это позволяет сократить длительность высокочастотной фазы. Например, если сварщик настроит аппарат на силу тока 5 ампер, во время поджига ее пиковое значение может в течение достаточно длительного времени превышать 100А. Однако этот метод связан с определенными сложностями, потому что при сварке тонких материалов Горячий старт может привести к сгоранию основного материала и повреждению рабочего изделия. Для того, чтобы сократить отрицательное воздействие высокочастотного тока, некоторым сварщикам даже приходится устанавливать дугу на специальной медной заготовке, затем смещать ее на рабочее изделие. Это дает дуге время стабилизироваться и предотвращает повреждение изделия.

Часто сварщик может выполнить имитацию горячего старта вручную, повысив с помощью педального регулятора начальную силу тока. Но в таком случае аппарат начинает сварку при недостаточно низкой силе тока, что может привести к прожиганию и разрушению изделия. Также этот метод недостаточно постоянен, потому что сварщику приходится «угадывать», где начать сварку.

Решение Micro-Start TIG
С появлением технологии Micro-Start TIG компания Линкольн Электрик предложила способ сделать дугу более стабильной за счет электронного 2-амперного источника, который обеспечивает вспомогательное питание с точно заданной силой тока и длительностью. Этот усовершенствованный контур управления позволяет выполнить поджиг дуги с более коротким и менее интенсивным импульсом, что снижает риск повреждения и прожигания основного материала.


TIG: технология Micro-Start для аргонодуговой сварки 


Более того, большинство операторов даже не замечает, что аппарат находится в режиме высокочастотной сварки. Эта процедура достаточно кратковременна, чтобы тепловложение не смогло привести к прожиганию материала. Однако в то же время она обеспечивает достаточно энергии для нагревания вольфрамового электрода и установления потока плазмы к рабочему изделию.

Micro-Start TIG также позволяет операторам настраивать минимальную силу тока аппарата. Это позволяет оператору регулировать нижний диапазон аппарата в соответствии с требованиями по токовой нагрузке для данного диаметра вольфрамового электрода или собственным уровнем навыка.


Проблема: минимальная сила тока при поджиге
Большинство традиционных сварочных аппаратов позволяют оператору настраивать лишь максимальное значение сварочного тока. Другими словами, если выбранный вольфрамовый электрод или навык оператора не позволяют установить дугу при минимальной силе тока, для этого придется сильнее нажать на педальный регулятор. Это сказывается на стабильности сварки и усложняет заварку кратеров.

Решение Micro-Start TIG
Компания Линкольн предлагает единственный на рынке аппарат с функцией регулировки минимальной силы тока, которая позволяет задать определенное значение силы тока при минимальном нажатии на педальный регулятор с учетом диаметра вольфрамового электрода или уровня навыка сварщика. Например, для электродов диаметром 2,4 мм типичный диапазон сварочного тока составляет 10-150 ампер. Теперь сварщик может задать минимальную силу тока, и сварочный аппарат даже при легком нажатии педали не будет опускать силу тока ниже 10 ампер, благодаря чему поджиг дуги и процесс сварки станут намного стабильнее. Соответственно, при использовании электродов 0,5 или 1 мм минимальную силу тока можно снизить до 2 ампер. Эта функция позволяет регулировать минимальную силу тока от 2 до 60 ампер. Таким образом оператор получает оптимальную разрешающую способность между минимальным и максимальным значением при дистанционном управлении (через педальный регулятор).


TIG:: технология Micro-Start для аргонодуговой сварки


Проблема: заварка кратеров

Одна из самых частых проблем, с которыми сталкиваются операторы традиционных TIG-аппаратов — это снижение силы тока для заварки кратера в конце сварного шва. В традиционных сварочных аппаратах используется принцип порогового значения силы тока, т. е. когда оператор снижает силу тока и дуга становится нестабильной, аппарат определяет, что дуга вот-вот погаснет и вновь переходит в высокочастотный режим. При таком подходе высокочастотный режим обычно включается при силе тока 3 ампер. Возвращение в высокочастотный режим приводит к колебаниям или «танцующей» дуге, из-за чего на рабочей поверхности могут оставаться отметины, способные вызвать загрязнение металла, микротрещины и развитие других дефектов.

Решение Micro-Start TIG
Технология Micro-Start TIG от Линкольн полагается на метод контроля напряжения. Это более совершенный метод детекции, способный определить, намерен ли сварщик сохранить дугу. Высокочастотный режим используется только в том случае, если сварочное напряжение превышает 35В (что намного выше нормального). Поэтому во время заварки кратера аппарат сможет обеспечить плавное снижение силы тока без возвращения в высокочастотный режим. Другими словами, после установления дуги аппарат не вернется в ВЧ-режим во время сварки.

Обычные источники питания недостаточно совершенны, чтобы определить, продолжает ли оператор сварку, и когда ему требуется низкая сила тока. При использовании Micro-Start TIG после установления дуги аппарат больше не будет возвращаться в  ВЧ-режим благодаря стабильности при низкой силе тока.


Заключение
Технология Micro-Start TIG от Линкольн позволяет сварщикам практически любого уровня подготовки стабильно и качественно выполнять поджиг дуги, сварки и заварку кратеров. Это стало возможно благодаря тому, что новая технология позволила преодолеть большинство самых распространенных проблем аргонодуговой сварки.