Quelle est la différence entre TIG (DC) et TIG (AC) ?

Quelles sont les différences entre TIG (DC) et TIG (AC) ?

Le soudage TIG (DC) à courant continu se produit lorsque le courant ne circule que dans une seule direction.Par rapport au soudage TIG AC (courant alternatif), le courant une fois circulant ne s'arrêtera pas à zéro tant que le soudage n'est pas terminé.En général, les onduleurs TIG seront capables de souder en courant continu ou en courant alternatif/courant continu, très peu de machines étant uniquement en courant alternatif.

Le courant continu est utilisé pour le soudage TIG de l'acier doux/des matériaux inoxydables et le courant alternatif serait utilisé pour le soudage de l'aluminium.

Polarité

Le procédé de soudage TIG propose trois options de courant de soudage en fonction du type de connexion.Chaque méthode de connexion présente à la fois des avantages et des inconvénients.

Courant continu - Électrode négative (DCEN)

Cette méthode de soudage peut être utilisée pour une large gamme de matériaux.La torche de soudage TIG est connectée à la sortie négative de l'onduleur de soudage et le câble de retour de travail à la sortie positive.

Lorsque l'arc est établi, le courant circule dans le circuit et la répartition de la chaleur dans l'arc est d'environ 33 % du côté négatif de l'arc (la torche de soudage) et de 67 % du côté positif de l'arc (la pièce).

Cet équilibre donne une pénétration profonde de l'arc dans la pièce et réduit la chaleur dans l'électrode.

Cette chaleur réduite dans l'électrode permet à plus de courant d'être transporté par des électrodes plus petites par rapport aux autres connexions de polarité.Cette méthode de connexion est souvent appelée polarité droite et est la connexion la plus couramment utilisée dans le soudage CC.

Onduleurs de soudage Jasic TIG DC Electrode Negative.jpg
Courant continu - Électrode positive (DCEP)

Lors du soudage dans ce mode, la torche de soudage TIG est connectée à la sortie positive de l'onduleur de soudage et le câble de retour de travail à la sortie négative.

Lorsque l'arc est établi, le courant circule dans le circuit et la répartition de la chaleur dans l'arc est d'environ 33 % du côté négatif de l'arc (la pièce) et de 67 % du côté positif de l'arc (la torche de soudage).

Cela signifie que l'électrode est soumise aux niveaux de chaleur les plus élevés et doit donc être beaucoup plus grande qu'avec le mode DCEN même lorsque le courant est relativement faible pour éviter la surchauffe ou la fusion de l'électrode.La pièce à usiner est soumise au niveau de chaleur le plus bas, de sorte que la pénétration de la soudure sera peu profonde.

 

Cette méthode de connexion est souvent appelée polarité inversée.

De plus, avec ce mode, les effets des forces magnétiques peuvent entraîner une instabilité et un phénomène connu sous le nom de soufflage d'arc où l'arc peut errer entre les matériaux à souder.Cela peut également se produire en mode DCEN, mais est plus fréquent en mode DCEP.

On peut se demander à quoi sert ce mode lors du soudage.La raison en est que certains matériaux non ferreux tels que l'aluminium lors d'une exposition normale à l'atmosphère forment un oxyde sur la surface. Cet oxyde est créé en raison de la réaction de l'oxygène dans l'air et du matériau similaire à la rouille sur l'acier.Cependant, cet oxyde est très dur et a un point de fusion plus élevé que le matériau de base réel et doit donc être éliminé avant que le soudage puisse être effectué.

L'oxyde peut être éliminé par meulage, brossage ou nettoyage chimique, mais dès que le processus de nettoyage cesse, l'oxyde recommence à se former.Par conséquent, idéalement, il devrait être nettoyé pendant le soudage.Cet effet se produit lorsque le courant circule en mode DCEP lorsque le flux d'électrons se décompose et élimine l'oxyde.On pourrait donc supposer que le DCEP serait le mode idéal pour souder ces matériaux avec ce type de revêtement d'oxyde.Malheureusement, en raison de l'exposition de l'électrode aux niveaux de chaleur élevés dans ce mode, la taille des électrodes devrait être grande et la pénétration de l'arc serait faible.

La solution pour ces types de matériaux serait l'arc à pénétration profonde du mode DCEN plus le nettoyage du mode DCEP.Pour obtenir ces avantages, le mode de soudage AC est utilisé.

Jasic Soudage TIG Électrode Positif.jpg
Soudage en courant alternatif (AC)

Lors du soudage en mode AC, le courant fourni par l'onduleur de soudage fonctionne avec des éléments positifs et négatifs ou des demi-cycles.Cela signifie que le courant circule dans un sens puis dans l'autre à des moments différents, de sorte que le terme courant alternatif est utilisé.La combinaison d'un élément positif et d'un élément négatif est appelée un cycle.

Le nombre de fois qu'un cycle est terminé en une seconde est appelé la fréquence.Au Royaume-Uni, la fréquence du courant alternatif fourni par le réseau électrique est de 50 cycles par seconde et est notée 50 Hertz (Hz)

Cela signifierait que le courant change 100 fois par seconde.Le nombre de cycles par seconde (fréquence) dans une machine standard est dicté par la fréquence du secteur qui, au Royaume-Uni, est de 50 Hz.

Il convient de noter qu'à mesure que la fréquence augmente, les effets magnétiques augmentent et des éléments tels que les transformateurs deviennent de plus en plus efficaces.L'augmentation de la fréquence du courant de soudage renforce également l'arc, améliore la stabilité de l'arc et conduit à une condition de soudage plus contrôlable.
Cependant, ceci est théorique car lors du soudage en mode TIG, il y a d'autres influences sur l'arc.

L'onde sinusoïdale CA peut être affectée par le revêtement d'oxyde de certains matériaux qui agit comme un redresseur limitant le flux d'électrons.Ceci est connu sous le nom de rectification d'arc et son effet provoque l'écrêtage ou la distorsion du demi-cycle positif.L'effet pour la zone de soudure est des conditions d'arc erratiques, un manque d'action de nettoyage et des dommages possibles au tungstène.

Cycle de soudage des onduleurs de soudage Jasic.jpg
Jasic Welding Inverters Half Cycle.jpg

Rectification d'arc du demi-cycle positif

Formes d'onde de courant alternatif (AC)

L'onde sinusoïdale

L'onde sinusoïdale se compose de l'élément positif qui monte jusqu'à son maximum à partir de zéro avant de retomber à zéro (souvent appelé la colline).

Lorsqu'il passe par zéro et que le courant change de direction vers sa valeur négative maximale avant de remonter ensuite à zéro (souvent appelé la vallée), un cycle est terminé.

La plupart des anciens soudeurs TIG n'étaient que des machines de type sinusoïdal.Avec le développement des onduleurs de soudage modernes avec une électronique de plus en plus sophistiquée, le contrôle et la mise en forme de la forme d'onde CA utilisée pour le soudage ont été développés.

Onde sinusoïdale.jpg

La vague carrée

Avec le développement des onduleurs de soudage AC/DC TIG pour inclure plus d'électronique, une génération de machines à ondes carrées a été développée.Grâce à ces commandes électroniques, le passage du positif au négatif et vice versa peut être effectué presque en un instant, ce qui conduit à un courant plus efficace dans chaque demi-cycle en raison d'une période plus longue au maximum.

 

L'utilisation efficace de l'énergie du champ magnétique stockée crée des formes d'onde très proches du carré.Les commandes des premières sources d'alimentation électroniques permettaient le contrôle d'une 'onde carrée'.Le système permettrait de contrôler les demi-cycles positifs (nettoyage) et négatifs (pénétration).

La condition d'équilibre serait égale + demi-cycles positifs et négatifs donnant une condition de soudure stable.

Les problèmes qui peuvent être rencontrés sont qu'une fois que le nettoyage s'est produit en moins que le temps de demi-cycle positif, une partie du demi-cycle positif n'est pas productive et peut également augmenter les dommages potentiels à l'électrode en raison d'une surchauffe.Cependant, ce type de machine aurait également un contrôle d'équilibre qui permettait au temps du demi-cycle positif de varier dans le temps de cycle.

 

Onduleurs de soudage Jasic Square Wave.jpg

Pénétration maximale

Ceci peut être réalisé en plaçant la commande dans une position qui permettra de passer plus de temps dans le demi-cycle négatif par rapport au demi-cycle positif.Cela permettra d'utiliser un courant plus élevé avec des électrodes plus petites car plus

de la chaleur est dans le positif (travail).L'augmentation de la chaleur entraîne également une pénétration plus profonde lors du soudage à la même vitesse de déplacement que la condition équilibrée.
Une zone affectée par la chaleur réduite et moins de distorsion due à l'arc plus étroit.

 

Jasic Welding Inverter Cycle TIG.jpg
Contrôle de l'équilibre des onduleurs de soudage Jasic

Nettoyage maximal

Ceci peut être réalisé en plaçant la commande dans une position qui permettra de passer plus de temps dans le demi-cycle positif par rapport au demi-cycle négatif.Cela permettra d'utiliser un courant de nettoyage très actif.Il convient de noter qu'il existe un temps de nettoyage optimal après lequel plus de nettoyage ne se produira pas et le potentiel d'endommagement de l'électrode est plus grand.L'effet sur l'arc est de fournir un bain de soudure propre plus large avec une pénétration peu profonde.

 


Heure de publication : 27 décembre 2021