Porady dla praktyków.

Spawanie metodą TIG

Spis treści:
1. Gazy osłonowe
2. Źródło prądu spawania
3. Elektrody wolframowe
4. Wskazówki technologiczne
5. Zapobieganie występowaniu niezgodności spawalniczych

Zasada 3: Materiały wrażliwe na kontakt z powietrzem

Przy spawaniu materiałów szczególnie wrażliwych na kontakt
z powietrzem należy stosować dodatkową dyszę gazową
(dysza wleczona), zainstalowaną za podstawową dyszą gazu
osłonowego. Powoduje to wydłużenie czasu ochrony spoiny oraz
zapobiega zwiększeniu kruchości materiału.

Zasada 4: Typ i średnica elektrody wolframowej

Typ i średnicę elektrody wolframowej należy każdorazowo
dostosować do spawanego materiału, zakresu natężenia prądu
oraz składu gazu osłonowego.

Zasada 5: Szlifowanie elektrod wolframowych, wysokość
nierówności

Wierzchołek elektrody wolframowej powinien być zeszlifowany
w kierunku osiowym. Im mniejsza jest średnica wierzchołka, tym
stabilniejszy jest łuk i tym dłuższa jest trwałość elektrody.
Aby zapobiec wykruszeniu materiału, przy szlifowaniu elektrod
wolframowych należy prowadzić ściernicę w kierunku od
wierzchołka elektrody.

Zasada 6: Ilość gazu osłonowego, ochrona gazowa

Wydatek gazu osłonowego należy dostosować do wykonywanej
operacji spawalniczej i/lub wielkości dyszy gazowej. Po
zakończeniu spawania gaz musi wypływać przez dostatecznie
długi czas, aby ochronić krzepnące jeziorko spawalnicze oraz aby
zabezpieczyć elektrodę wolframową przed utlenianiem.

Prąd przemienny
Za mały

niestabilny łuk

Za duży

Stapianie wierzchołka
elektrody wolframowej
powoduje powstawanie
wtrąceń wolframu w spoinie

Prąd stały
Za mały

niestabilny łuk

Za duży

niszczenie wierzchołka
elektrody wolframowej
powoduje niestabilność łuku

5. Zapobieganie występowaniu niezgodności

spawalniczych

Aby zapobiec niezgodnościom spawalniczym istotne jest
prawidłowe obciążenie elektrody wolframowej.

Przyczyną występowania niezgodności spawalniczych może być
również nieprawidłowe prowadzenie palnika spawalniczego oraz
niewłaściwe podawanie spoiwa.
Poniżej przedstawiono niektóre typowe błędy występujące przy
spawaniu metodą TIG oraz możliwy ich wpływ na jakość spoiny.

Linde Gaz Polska Sp. z o.o., al. Jana Pawła II 41a, 31-864 Kraków
Telefon: [phone], Fax: [phone]; www.linde-gaz.pl

00

77 0

61

0 – 1

.0 m

m

ds

Rodzaj błędu

Możliwy wpływ

Wtrącenia wolframu

Działanie karbu
(korozja)

Promieniuje

Po bombardowaniu
neutronami (reaktor)

Za duże pochylenie
palnika

Powietrze
Tlenki

Doprowadzanie gazu

Tlenki Tlenki

Wyjście rozgrzanego
końca drutu poza obszar
osłony

Karby

Zbyt długi łuk

Tlenki Pory

Mniejszy wtop

Typowe błędy oraz ich wpływ na jakość spoiny

Obciążenie prądowe elektrod wolframowych

Prąd przemienny

Prąd stały

zbyt duży

prawidłowy

prawidłowy

zbyt mały

zbyt duży

Rodzaj gazu obojętnego

Współczynnik korekcyjny*

VARIGOn® He 30

1,17

VARIGOn® He 50

1,35

VARIGOn® He 70

1,70

* Przy stosowaniu mieszaniny argonowo-helowej jako osłony gazowej należy

uwzględnić korektę wielkości wydatku gazu. Dla zapewnienia skuteczności
osłony wartość natężenia przepływu gazu typowego dla ochrony argonowej
należy przemnożyć przez współczynnik korekcyjny.
Przykład: Jeśli dla osłony argonowej natężenie przepływu wynosi 10 l/min
to na reduktorze na butli z gazem VARIGOn® He 70 należy ustawić przepływ
gazu: 10 l/min x 1,70 = 17,0 l/min

Dla gazów osłonowych VARIGON

®

obowiązują następujące

parametry:

Powietrze

Wybór rodzaju prądu zależy od rodzaju materiału

1. Gazy osłonowe

Argon (I1 według Pn-En ISO 14175), o minimalnym stopniu
czystości 4.0 (99,99 % obj.) jest standardowym gazem osłonowym
znajdując zastosowanie przy spawaniu wszystkich materiałów. Do
spawania materiałów aktywnych (tj. tytan, tantal itd.) zalecany
jest gaz o stopniu czystości 5.0. Właściwości argonu można
modyfikować przez dodatek np. helu, wodoru lub azotu.
należy wówczas wziąć pod uwagę możliwość wejścia w reakcję
składników mieszaniny gazowej z łączonymi materiałami.

Gazy osłonowe i materiały

Wybór sposobu zasilania (np. z butli, wiązek butli lub zbiornika
kriogenicznego) zależy od wielkości zużycia gazu. W zależności
od natężenia prądu, rodzaju materiału i gazu osłonowego,
w celu uzyskania właściwej ochrony należy zapewnić wydatek
gazu na poziomie 5-12 l/min. Poprawę skuteczności ochrony
i ułatwienie dostępu do miejsca spawania można uzyskać poprzez
zastosowanie soczewek gazowych.

Prawidłowy dobór elektrod wolframowych i sposób ich ostrzenia
wpływa na właściwości łuku oraz geometrię spoiny.

Charakterystyka zajarzania i trwałość

Powyższe parametry możemy poprawić poprzez dodatki tlenków
oraz zeszlifowanie elektrody w kierunku wzdłużnym. Szlifowanie
należy wykonać przy użyciu specjalnych urządzeń i przyrządów.

Gaz osłonowy

Materiał

Uwagi

Argon

Wszystkie
metale
spawalne

• najczęstsze zastosowanie
• w przypadku stali CrNi

zalecana dodatkowo
ochrona grani spoiny

MISOn

®

Metale
reaktywne
(np. tytan)

• chronić spoinę oraz strefę

oddziaływania ciepła po
stronie lica i grani spoiny

VARIGOn

®

He 30

VARIGOn

®

He 50

VARIGOn

®

He 70

Al i stopy Al

• zwiększona stabilność

łuku i zajarzania łuku
przy spawaniu prądem
przemiennym

VARIGOn

®

He30

VARIGOn

®

He50

VARIGOn

®

He70

Al i stopy Al
Cu i stopy Cu

• lepsze wtopienie, dzięki

wyższej temperaturze łuku

• większa prędkość spawania
• możliwość zmniejszenia

porowatości spoiny

Hel

Cu i stopy Cu

• utrudnione zajarzanie łuku

VARIGOn

®

H2

VARIGOn

®

H6

nierdzewne
stale
austenityczne
ni i stopy ni

Dodatek H2 powoduje
w porównaniu
z argonem:
• podobne wtopienie

wprowadzając mniejszą
ilość ciepła w złącze,

• większą prędkość

spawania,

• czystszą powierzchnię

spoin

MISOn

®

n2

VARIGOn

®

nHe

Stale Duplex
i Superduplex

• wspomaganie procesu

wydzielania się ferrytu
w spoinie

• zapobieganie utracie azotu

3. Elektrody wolframowe

W zależności od rodzaju prądu, stosuje się elektrody z czystego
wolframu lub z dodatkiem tlenków (En 26848). Tlenki mają
korzystny wpływ na stabilność łuku i charakterystykę zajarzania.
Poza tym wpływają na zwiększenie trwałości i pozwalają na
większe obciążenie elektrod. Dzięki temu, przy takim samym
natężeniu prądu można zastosować cieńszą elektrodę i dodatkowo
uzyskać skoncentrowane wtopienie oraz mniejsze odkształcenia.
Tlenek toru zastępuje się innymi tlenkami albo mieszankami
tlenków, ponieważ tor jest pierwiastkiem o niewielkiej
radioaktywności i wymaga stosowania dodatkowych środków.

Rodzaj materiału

Rodzaj prądu
Biegunowość prądu

Stale niestopowe i stopowe,
miedź i stopy Cu, nikiel i stopy
ni, tytan i stopy Ti, cyrkon,
tantal

= (-)*

Aluminium i stopy Al

= (-)*
~ = (-)*
z helem

Magnez i stopy Mg

~

* Informacja = (-) oznacza prąd stały elektrodę wolframową podłączać do

bieguna ujemnego

W poniższej tabeli (wyciąg z EN 26848) przedstawiono
dopuszczalne obciążenie prądem

Średnica
elektrod
(mm)

Prąd spawania (A)
Prąd przemienny*

Prąd stały = (-)

Elektrody
z czystego
wolframu

Elektrody
z dodatkiem
tlenków

Elektrody
z dodatkiem
tlenków

1,0

15-55

15-70

10-75

1,6

45-90

60-125

60-150

2,4 (2,5)

80-140

120-210

170-250

3,2

150- 190

150-250

225-330

4,0

180-260

240-350

350-480

4,8 (5,0)

240-350

330-460

500-675

* przy jednakowych udziałach plusowych i minusowych

4. Wskazówki technologiczne

Oprócz prawidłowego doboru parametrów spawania, wielkości
dysz gazowych i wydatku gazu, należy również zwrócić uwagę na
sposób prowadzenia palnika, a w razie konieczności na sposób
podawania stopiwa. Palnik powinien być prowadzony w kierunku
spawania pod kątem ostrym, około 15

°-40°.

Najważniejsze zasady zapewniające bezpieczeństwo

oraz wyeliminowanie niezgodności przy spawaniu

metodą TIG:

Zasada 1: Czystość

Materiał spawany w obszarze spoiny nie może być pokryty
tłuszczem, olejem i innymi zanieczyszczeniami. należy również
zwracać uwagę na czystość spoiwa i rękawic spawacza.
Dotyczy to zapobiegania tworzeniu się porów np. przy spawaniu
aluminium. Krawędzie od strony grani powinny być sfazowane.

Zasada 2: Prowadzenie spoiwa

W celu uniknięcia utlenienia spoiny, rozgrzany koniec drutu
spawalniczego musi być zawsze prowadzony w płaszczu gazu
osłonowego. Spoiwo należy prowadzić pod niewielkim kątem
względem powierzchni spawanego przedmiotu.

15

°-40°

10

°-30°

10

°-30°

20

°-30°

Wpływ chropowatości i centryczności stożka na trwałość
elektrod wolframowych

Charakterystyka wtopienia i szerokość spoiny

Dla uzyskania właściwego wtopienia zaleca się kąt wierzchołkowy
30

°-60°.

• ogólna zasada: mniejszy kąt wierzchołkowy = głębsze wtopienie
• większy kąt wierzchołkowy = większa szerokość spoiny

Trwałość:
17 godzin

Trwałość:
5 godzin

Ø elektrod: 3,2 mm

Prąd spawania 150 A
Materiał: stal

Parametry geometryczne przy spawaniu stali metodą TIG

Ø elektrod wolframowych: 4mm; Prąd = (-): 300 A; V

w

24 cm/min

6

Spoina czołowa

Spoina pachwinowa

Położenie: w (PA)

h (PB)

s (PF)

90

°

45

°

2. Źródło prądu spawania

W zależności od rodzaju materiału należy ustawić natężenie prądu
w zakresie od 30 do 50 A/mm. na podstawie tej zależności dobiera
się źródło prądu o właściwej mocy.

bez soczewki gazowej

z soczewką gazową

Prawidłową ilość gazu na wylocie dyszy gazowej kontroluje się
za pomocą przepływomierzy

Parametry źródła prądu

Grubość
ścianki
mm

Rodzaj materiału
Stale
niestopowe
i stopowe

Aluminium
i stopy Al

Miedź
i stopy Cu

do 2

120 A

120 A

200 A

do 4

200 A

200 A

250 A

do 6

250 A

250 A

300 A

2

2