¿Cuáles son las diferencias entre TIG (DC) y TIG (AC)?

La soldadura TIG de corriente continua (DC) es cuando la corriente fluye en una sola dirección.En comparación con la soldadura TIG de CA (corriente alterna), la corriente una vez que fluye no irá a cero hasta que la soldadura haya terminado.En general, los inversores TIG serán capaces de soldar con CC o CA/CC y muy pocas máquinas son solo CA.

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La CC se usa para soldadura TIG de acero dulce/material inoxidable y la CA se usaría para soldar aluminio.

Polaridad

El proceso de soldadura TIG tiene tres opciones de corriente de soldadura según el tipo de conexión.Cada método de conexión tiene ventajas y desventajas.

Corriente Directa – Electrodo Negativo (DCEN)

Este método de soldadura se puede utilizar para una amplia gama de materiales.La antorcha de soldadura TIG se conecta a la salida negativa del inversor de soldadura y el cable de retorno de trabajo a la salida positiva.

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Cuando se establece el arco, la corriente fluye en el circuito y la distribución de calor en el arco es de alrededor del 33 % en el lado negativo del arco (el soplete de soldadura) y del 67 % en el lado positivo del arco (la pieza de trabajo).

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Este equilibrio proporciona una penetración profunda del arco en la pieza de trabajo y reduce el calor en el electrodo.

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Este calor reducido en el electrodo permite que los electrodos más pequeños transporten más corriente en comparación con otras conexiones de polaridad.Este método de conexión a menudo se denomina polaridad directa y es la conexión más común utilizada en la soldadura de CC.

Corriente Directa - Electrodo Positivo (DCEP)

Al soldar en este modo, la antorcha de soldadura TIG se conecta a la salida positiva del inversor de soldadura y el cable de retorno de trabajo a la salida negativa.

Cuando se establece el arco, la corriente fluye en el circuito y la distribución de calor en el arco es de alrededor del 33 % en el lado negativo del arco (la pieza de trabajo) y del 67 % en el lado positivo del arco (el soplete).

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Esto significa que el electrodo está sujeto a los niveles de calor más altos y, por lo tanto, debe ser mucho más grande que con el modo DCEN incluso cuando la corriente es relativamente baja para evitar que el electrodo se sobrecaliente o se derrita.La pieza de trabajo se somete al nivel de calor más bajo, por lo que la penetración de la soldadura será poco profunda.

 

Este método de conexión a menudo se denomina polaridad inversa.

Además, con este modo, los efectos de las fuerzas magnéticas pueden provocar inestabilidad y un fenómeno conocido como soplo de arco en el que el arco puede deambular entre los materiales que se van a soldar.Esto también puede suceder en el modo DCEN, pero es más frecuente en el modo DCEP.

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Puede cuestionarse para qué sirve este modo al soldar.La razón es que algunos materiales no ferrosos como el aluminio en exposición normal a la atmósfera forman un óxido en la superficie. Este óxido se crea debido a la reacción del oxígeno en el aire y el material similar al óxido en el acero.Sin embargo, este óxido es muy duro y tiene un punto de fusión más alto que el material base real y, por lo tanto, debe eliminarse antes de que se pueda realizar la soldadura.

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El óxido puede eliminarse mediante esmerilado, cepillado o alguna limpieza química, pero tan pronto como cesa el proceso de limpieza, el óxido comienza a formarse nuevamente.Por lo tanto, lo ideal sería limpiarlo durante la soldadura.Este efecto ocurre cuando la corriente fluye en el modo DCEP cuando el flujo de electrones se rompe y elimina el óxido.Por lo tanto, se podría suponer que DCEP sería el modo ideal para soldar estos materiales con este tipo de recubrimiento de óxido.Desafortunadamente, debido a la exposición del electrodo a los altos niveles de calor en este modo, el tamaño de los electrodos tendría que ser grande y la penetración del arco sería baja.

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La solución para este tipo de materiales sería el arco de penetración profunda del modo DCEN más la limpieza del modo DCEP.Para obtener estos beneficios se utiliza el modo de soldadura AC.

Soldadura de corriente alterna (CA)

Cuando se suelda en modo CA, la corriente suministrada por el inversor de soldadura opera con elementos positivos y negativos o semiciclos.Esto significa que la corriente fluye en un sentido y luego en el otro en diferentes momentos, por lo que se utiliza el término corriente alterna.La combinación de un elemento positivo y un elemento negativo se denomina un ciclo.

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El número de veces que se completa un ciclo en un segundo se denomina frecuencia.En el Reino Unido, la frecuencia de la corriente alterna suministrada por la red eléctrica es de 50 ciclos por segundo y se indica como 50 Hertz (Hz)

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Esto significaría que la corriente cambia 100 veces cada segundo.El número de ciclos por segundo (frecuencia) en una máquina estándar viene dictado por la frecuencia de la red, que en el Reino Unido es de 50 Hz.

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Vale la pena señalar que a medida que aumenta la frecuencia aumentan los efectos magnéticos y elementos como los transformadores se vuelven cada vez más eficientes.Además, el aumento de la frecuencia de la corriente de soldadura endurece el arco, mejora la estabilidad del arco y conduce a una condición de soldadura más controlable.
Sin embargo, esto es teórico ya que cuando se suelda en modo TIG hay otras influencias en el arco.

La onda sinusoidal de CA puede verse afectada por el recubrimiento de óxido de algunos materiales que actúa como un rectificador que restringe el flujo de electrones.Esto se conoce como rectificación de arco y su efecto hace que el semiciclo positivo se corte o se distorsione.El efecto para la zona de soldadura son condiciones de arco errático, falta de acción de limpieza y posible daño de tungsteno.

Rectificación del arco del semiciclo positivo

Formas de onda de corriente alterna (CA)

La onda sinusoidal

La onda sinusoidal consiste en que el elemento positivo se acumula hasta su máximo desde cero antes de volver a caer a cero (a menudo denominado la colina).

A medida que cruza cero y la corriente cambia de dirección hacia su valor negativo máximo antes de llegar a cero (a menudo denominado valle), se completa un ciclo.

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Muchas de las soldadoras TIG de estilo antiguo eran solo máquinas de onda sinusoidal.Con el desarrollo de los inversores de soldadura modernos con una electrónica cada vez más sofisticada, vino el desarrollo del control y la configuración de la forma de onda de CA utilizada para la soldadura.

La onda cuadrada

Con el desarrollo de inversores de soldadura TIG CA/CC para incluir más componentes electrónicos, se desarrolló una generación de máquinas de onda cuadrada.Debido a estos controles electrónicos, el cruce de positivo a negativo y viceversa se puede realizar casi en un instante, lo que conduce a una corriente más efectiva en cada medio ciclo debido a un período máximo más prolongado.

 

El uso efectivo de la energía del campo magnético almacenada crea formas de onda que son casi cuadradas.Los controles de las primeras fuentes de energía electrónica permitieron el control de una 'onda cuadrada'.El sistema permitiría controlar los semiciclos positivo (limpieza) y negativo (penetración).

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La condición de equilibrio sería igual + semiciclos positivos y negativos dando una condición de soldadura estable.

Los problemas que se pueden encontrar son que una vez que se ha realizado la limpieza en menos del tiempo de medio ciclo positivo, parte del medio ciclo positivo no es productivo y también puede aumentar el daño potencial al electrodo debido al sobrecalentamiento.Sin embargo, este tipo de máquina también tendría un control de equilibrio que permitiera variar el tiempo del semiciclo positivo dentro del tiempo del ciclo.

 

Penetración máxima

Esto se puede lograr colocando el control en una posición que permita pasar más tiempo en el semiciclo negativo con respecto al semiciclo positivo.Esto permitirá que se use una corriente más alta con electrodos más pequeños a medida que más

del calor es positivo (trabajo).El aumento de calor también da como resultado una penetración más profunda cuando se suelda a la misma velocidad de desplazamiento que en la condición equilibrada.
Una zona afectada por el calor reducida y menos distorsión debido al arco más estrecho.

 

Máxima Limpieza

​Esto se puede lograr colocando el control en una posición que permita pasar más tiempo en el medio ciclo positivo con respecto al medio ciclo negativo.Esto permitirá utilizar una corriente de limpieza muy activa.Cabe señalar que existe un tiempo de limpieza óptimo después del cual no se realizará más limpieza y el potencial de daño al electrodo es mayor.El efecto sobre el arco es proporcionar un baño de soldadura más amplio y limpio con una penetración poco profunda.