Quais são as diferenças entre TIG (DC) e TIG (AC)?

A soldagem TIG de corrente contínua (DC) é quando a corrente flui em apenas uma direção.Comparado com a soldagem TIG CA (corrente alternada), a corrente que flui não irá para zero até que a soldagem termine.Em geral, os inversores TIG serão capazes de soldar DC ou AC/DC com muito poucas máquinas sendo apenas AC.

DC é usado para soldagem TIG de aço macio/material inoxidável e AC seria usado para soldagem de alumínio.

Polaridade

O processo de soldagem TIG possui três opções de corrente de soldagem de acordo com o tipo de conexão.Cada método de conexão tem vantagens e desvantagens.

Corrente Contínua - Eletrodo Negativo (DCEN)

Este método de soldagem pode ser usado para uma ampla gama de materiais.A tocha de soldagem TIG é conectada à saída negativa do inversor de soldagem e o cabo de retorno de trabalho à saída positiva.

Quando o arco é estabelecido a corrente flui no circuito e a distribuição de calor no arco fica em torno de 33% no lado negativo do arco (o maçarico) e 67% no lado positivo do arco (a peça de trabalho).

Este equilíbrio proporciona uma penetração profunda do arco na peça de trabalho e reduz o calor no eletrodo.

Este calor reduzido no eletrodo permite que mais corrente seja transportada por eletrodos menores em comparação com outras conexões de polaridade.Este método de conexão é muitas vezes referido como polaridade reta e é a conexão mais comum usada na soldagem CC.

Corrente Contínua - Eletrodo Positivo (DCEP)

Ao soldar neste modo, a tocha de soldagem TIG é conectada à saída positiva do inversor de soldagem e o cabo de retorno de trabalho à saída negativa.

Quando o arco é estabelecido a corrente flui no circuito e a distribuição de calor no arco fica em torno de 33% no lado negativo do arco (a peça de trabalho) e 67% no lado positivo do arco (o maçarico de soldagem).

Isso significa que o eletrodo está sujeito aos níveis mais altos de calor e, portanto, deve ser muito maior do que no modo DCEN, mesmo quando a corrente é relativamente baixa para evitar o superaquecimento ou a fusão do eletrodo.A peça de trabalho é submetida ao nível de calor mais baixo para que a penetração da solda seja superficial.

 

Este método de conexão é muitas vezes referido como polaridade reversa.

Além disso, com este modo, os efeitos das forças magnéticas podem levar à instabilidade e a um fenômeno conhecido como sopro do arco, onde o arco pode vagar entre os materiais a serem soldados.Isso também pode acontecer no modo DCEN, mas é mais prevalente no modo DCEP.

Pode-se questionar qual é o uso deste modo ao soldar.A razão é que alguns materiais não ferrosos como o alumínio em exposição normal à atmosfera formam um óxido na superfície. Este óxido é criado devido à reação do oxigênio no ar e o material semelhante à ferrugem no aço.No entanto, este óxido é muito duro e tem um ponto de fusão mais alto do que o material base real e, portanto, deve ser removido antes que a soldagem possa ser realizada.

O óxido pode ser removido por moagem, escovação ou alguma limpeza química, mas assim que o processo de limpeza termina, o óxido começa a se formar novamente.Portanto, idealmente, seria limpo durante a soldagem.Esse efeito acontece quando a corrente flui no modo DCEP, quando o fluxo de elétrons quebra e remove o óxido.Pode-se, portanto, supor que o DCEP seria o modo ideal para soldar esses materiais com esse tipo de revestimento de óxido.Infelizmente, devido à exposição do eletrodo aos altos níveis de calor neste modo, o tamanho dos eletrodos teria que ser grande e a penetração do arco seria baixa.

A solução para esses tipos de materiais seria o arco de penetração profunda do modo DCEN mais a limpeza do modo DCEP.Para obter esses benefícios, o modo de soldagem AC é usado.

Soldagem por Corrente Alternada (CA)

Ao soldar em modo CA, a corrente fornecida pelo inversor de soldagem opera com elementos positivos e negativos ou meio ciclos.Isso significa que a corrente flui de uma maneira e depois da outra em momentos diferentes, de modo que o termo corrente alternada é usado.A combinação de um elemento positivo e um elemento negativo é denominado um ciclo.

O número de vezes que um ciclo é concluído em um segundo é chamado de frequência.No Reino Unido, a frequência da corrente alternada fornecida pela rede elétrica é de 50 ciclos por segundo e é indicada como 50 Hertz (Hz)

Isso significaria que a corrente muda 100 vezes a cada segundo.O número de ciclos por segundo (frequência) em uma máquina padrão é ditado pela frequência da rede que no Reino Unido é 50Hz.

Vale ressaltar que à medida que a frequência aumenta, os efeitos magnéticos aumentam e itens como transformadores se tornam cada vez mais eficientes.Também aumentar a frequência da corrente de soldagem endurece o arco, melhora a estabilidade do arco e leva a uma condição de soldagem mais controlável.
No entanto, isso é teórico, pois ao soldar no modo TIG existem outras influências no arco.

A onda senoidal AC pode ser afetada pelo revestimento de óxido de alguns materiais que atua como um retificador restringindo o fluxo de elétrons.Isso é conhecido como retificação de arco e seu efeito faz com que o meio ciclo positivo seja cortado ou distorcido.O efeito para a zona de solda são condições erráticas do arco, falta de ação de limpeza e possíveis danos ao tungstênio.

Retificação do arco do semiciclo positivo

Formas de onda de corrente alternada (AC)

A onda senoidal

A onda senoidal consiste no elemento positivo crescendo até seu máximo a partir de zero antes de cair de volta a zero (muitas vezes chamado de colina).

À medida que cruza zero e a corrente muda de direção para seu valor negativo máximo antes de subir para zero (muitas vezes referido como vale), um ciclo é concluído.

Muitos dos soldadores TIG de estilo antigo eram apenas máquinas do tipo onda senoidal.Com o desenvolvimento de inversores de soldagem modernos com eletrônica cada vez mais sofisticada veio o desenvolvimento no controle e modelagem da forma de onda CA usada para soldagem.

A onda quadrada

Com o desenvolvimento dos inversores de soldagem TIG AC/DC para incluir mais eletrônica, foi desenvolvida uma geração de máquinas de onda quadrada.Devido a esses controles eletrônicos, o cruzamento do positivo para o negativo e vice-versa pode ser feito quase em um instante, o que leva a uma corrente mais efetiva em cada meio ciclo devido a um período mais longo no máximo.

 

O uso eficaz da energia do campo magnético armazenada cria formas de onda que são quase quadradas.Os controles das primeiras fontes eletrônicas de energia permitiam o controle de uma 'onda quadrada'.O sistema permitiria o controle dos semiciclos positivo (limpeza) e negativo (penetração).

A condição de equilíbrio seria igual + semiciclos positivos e negativos dando uma condição de solda estável.

Os problemas que podem ser encontrados são que, uma vez que a limpeza tenha ocorrido em menos do que o tempo de meio ciclo positivo, parte do meio ciclo positivo não é produtivo e também pode aumentar o dano potencial ao eletrodo devido ao superaquecimento.No entanto, este tipo de máquina também teria um controle de balanceamento que permitia que o tempo do semiciclo positivo variasse dentro do tempo do ciclo.

 

Penetração máxima

Isso pode ser conseguido colocando o controle em uma posição que permita que mais tempo seja gasto no semiciclo negativo em relação ao semiciclo positivo.Isso permitirá que uma corrente mais alta seja usada com eletrodos menores quanto mais

do calor está no positivo (trabalho).O aumento do calor também resulta em uma penetração mais profunda ao soldar na mesma velocidade de deslocamento que a condição equilibrada.
Uma zona afetada pelo calor reduzido e menos distorção devido ao arco mais estreito.

 

Limpeza Máxima

Isso pode ser alcançado colocando o controle em uma posição que permita que mais tempo seja gasto no semiciclo positivo em relação ao semiciclo negativo.Isso permitirá que uma corrente de limpeza muito ativa seja usada.Deve-se notar que há um tempo de limpeza ideal após o qual não ocorrerá mais limpeza e o potencial de danos ao eletrodo é maior.O efeito no arco é fornecer uma poça de solda limpa mais ampla com penetração rasa.