Info o TIG sváření

TIG sváření = WIG = GTAW = metoda 141

TIG svářeční – zkratka TIG má původ z angličtiny. Znamená Tungsten Inert Gas a značí svařování wolframovou elektrodou (Tungsten znamená anglicky wolfram) v ochranné atmosféře inertního plynu (Inert Gas). Zkratka WIG je pro změnu z němčiny a značí Wolfram Inert Gas, což je přesně to samé. Američani si vymysleli svoje označení této metody svařování a používají zkratku GTAW, která znamená Gas Tungsten Arc Welding. A nakonec existuje i číselné označení této metody, které má označení 141.

 V současnosti se jako ochranný plyn používá zejména argon, a proto svařování TIG často označujeme jako svařování pod argonem.

Shrnuto: TIG je mezinárodní zkratka pro označení metody svařování elektrickým obloukem s použitím netavící se elektrody a ochranné atmosféry inertního (netečného) plynu. Při této svařovací metodě hoří elektrický oblouk mezi netavící se elektrodou a základním svařovaným materiálem. Protože by se elektroda neměla odtavovat, musí být vyrobena z materiálu, který dokáže odolat velmi vysokým teplotám. Toto splňuje wolfram. Wolframová elektroda je pomocí kleštiny zachycena v hlavici TIG hořáku. Pomocí této kleštiny je do elektrody přenášen svařovací proud. Hořák je také opatřen keramickou hubicí, kterou ven proudí plyn vytvářející v místě svařování inertní ochrannou atmosféru. Inertní atmosféra chrání tavnou lázeň před přístupem vzduchu a usnadňuje zapálení oblouku.

TIG sváření probíhá buď pouze roztavením a slitím základních materiálů dohromady (bez použití přídavného materiálu) nebo s přidáním přídavného materiálu – svařovacích drátů podobného složení, jako má základní materiál (podobně jako u svařování plamenem). Při ručním svařování TIG drží drát svářeč ve druhé ruce (v jedné ruce má hořák) a přidává jej do lázně po kapkách dle potřeby. Právě v tomto případě mluvíme o ručním TIG svařování.

Největší výhodou TIG svařování

je výborná kontrola nad svarovou lázní. TIG je prostě precizní. Tím, že na rozdíl od jiných metod svařování elektrickým obloukem nedochází k neustálému přísunu přídavného materiálu do lázně, může svářeč daleko lépe ovlivňovat svarovou lázeň a tím i vlastnosti svarového spoje. Přídavný materiál si svářeč do lázně přidává dle potřeby. Metodou TIG lze také svařovat zcela bez přídavného materiálu (např. roztavením lemu u lemového spoje) a to je z metalurgického hlediska nejlepší, protože svarový kov má na 100% shodné chemické složení se základním materiálem. Nedochází tedy k zanesení jiných prvků do svarového kovu. Někdy je dokonce možné jako přídavný materiál použít odstřižek nebo úlomek ze základního materiálu. To zaručuje 100% shodu svarového kovu a základního materiálu. U svařování obalenou elektrodou nebo MIG/MAG toto prostě není možné.

Další výhodou TIG sváření jsou Vysoká teplota oblouku – díky čemuž je možné svařovat i materiály, které autogenem nelze roztavit, především vysocelegované ocele. Zároveň je ale teplotní pole velmi úzké. Nedochází proto k tepelnému ovlivnění základního materiálu v tak širokém pásmu okolo svaru a naopak je možné dosáhnout velké hloubky závaru. To má mimo jiné i pozitivní vliv na tepelné deformace svaru. Navíc je možné přísun tepla do svaru efektivně regulovat. TIG oblouk je totiž možné v určitých případech tvarovat (prodlužovat či zkracovat, zužovat či rozšiřovat a ohýbat) a dosahovat tak různých tepelných účinků na svařovaný materiál. Výhoda č.3 – Výborná ochrana svarové lázně před škodlivými účinky vzduchu (hlavně vzdušného kyslíku) – to je zajištěno použitím inertních plynů jako ochranné atmosféry.

Při TIG svařování se používají velmi malé proudy (od jednotek ampér) a z čehož plyne možnost svařování opravdu velmi tenkých materiálů. V krajních případech lze za použití speciálních zdrojů a hořáků svařovat i kovové fólie či šperky proudy menšími než 1 A.

Nevýhody TIG svařování:

• Vysoká technická náročnost na svařovací zařízení – zařízení pro TIG svařování jsou komplikovanější a dražší, než svářečky pro jiné běžné metody svařování. To platí zejména pro svářečky, které svařují t metodou TIG AC se střídavým proudem, které jsou velice složité, mají velký počet regulačních prvků a jsou tedy i opravdu drahé. Díky vývoji techniky a rozšiřování použití metody TIG však cena těchto strojů poměrně rychle klesá.
• Malá produktivita – zejména ruční svařování metodou TIG je opravdu velmi pomalé, což je dáno především precizností, kterou jsme naopak vyzdvihli jako hlavní přednost metody TIG. Se svařováním TIG je potřeba zkrátka si více vyhrát a díky tomu je svařování poměrně pomalé. Proto se TIG nehodí na velkosériovou výrobu jednoduchých svařenců, ale používáme jej spíše na tvarově složité konstrukce z ušlechtilých materiálů. V některých případech, jako je svařování potrubí, se metodou TIG svařují jen kořenové vrstvy, u kterých velmi záleží na kvalitě. Výplňové a krycí vrstvy se pak dělají efektivnějšími metodami svařování (MMA, MIG/MAG).

Kde používáme metodu TIG svařování?

• Náročné kořenové vrstvy potrubí produktovodů.
• Trubky kotlů v energetice.
• Tvarově složité konstrukce, zejména z trubek z hliníkových materiálů a nerez ocelí.
• Rámy kol a motorek, ochranné rámy off-road automobilů, zábradlí, žebříky a kovový nábytek s vysokým požadavkem na dekorativnost.
• Svařování speciálních materiálů a heterogenních spojů: vysocelegované a nástrojové oceli, oceli pro energetiku, hliníkové materiály, titan, měď, bronz, hořčík, apod.
• Svařování velmi tenkých materiálů.

Obecné poznámky k TIG svařování

Pro dobré výsledky při TIG sváření je třeba použít kvalitní zdroj, nejlépe s bezkontaktním HF zapalováním, odpovídajícím výkonem a případně dalšími parametry, jako např. pulzace apod. Dále je nezbytné použití správného plynu.

Pro TIG sváření přichází v úvahu pouze inertní plyny. Nejčastěji se používá argon v různých stupních čistoty. Tyto stupně se obvykle označují jako Argon 4,6 nebo Argon 4,8 nebo Argon 5,0. Čistota 4,6 znamená, že čistota plynu je 99,996% (4 devítky a šestka). Čistota 4,8 znamená 99,998% a čistota 5,0 je pak 99,999%. Je zjevné, že se jedná o minimální rozdíly v řádu tisícin procent, rozdíly v ceně ale budou být naopak i v tisících korun. Pro běžné svařování hliníkových a měděných materiálů vyhovuje nejrozšířenější Argon 4,6. Argon 4,8 použijeme pro spoje s vyššími požadavky na kvalitu. Argon 5,0 je nutný třeba na svařování titanu.

Dále je možné použít směsi argonu a helia (max do 95% podílu He). Jako nový trend se doporučuje svařování s nepatrným podílem vodíku, kdy vodík redukovaně působí na zbytkový kyslík ve svaru. Pro ruční svařování je to směs argonu s 2% vodíku, pro automaty až 5% vodíku.

Velmi důležitá je optimální ochrana plynem při svařování. Přítomnost kyslíku způsobuje za prvé oxidaci elektrody (modrání) a za druhé chyby svaru (vodíkové trhliny). Je třeba dbát i na těsnost vedení plynu v hořáku aby se nepřisával kyslík. Keramická hubice hořáku nemá být příliš malého průměru, aby elektroda i svar byly dobře chráněny. Vysuňte elektrodu ne více než 5 mm z hubice a správně dávkujte plyn . Nedostatek plynu způsobuje míchání se vzduchem a tím nedostatečnou ochranu svarové lázně. Stejný efekt má ale i příliš velký průtok plynu, neboť podtlak na výstupu hubice přisává vzduch a mísí se do ochranného plynu.

Po ukončení svaru ofukujte elektrodu i svar plynem do ochlazení pod 300°C. Zpravidla by dofuk měl trvat nejméně 30 sekund při průtoku plynu 8 l/min. Velký vliv na kvalitu svařování metodou TIG má výběr vhodné wolframové elektrody. Zvolte vhodný typ elektrody, průměr, geometrii hrotu, apod.