W spawaniu TIG aluminium prąd musi być zmienny (AC), a nie stały – to jedyny sposób, by jednocześnie topić metal i usuwać z jego powierzchni twardą warstwę tlenku. Wybór konkretnego amperażu, balansu i częstotliwości zależy od grubości materiału, stopu i pozycji spawania, o czym więcej niżej. Ogólne zasady doboru parametrów do spawania aluminium opisuje artykuł wprowadzający na tym portalu – tutaj skupiamy się wyłącznie na tym, jaki prąd i jakie jego ustawienia realnie decydują o jakości złącza.
AC czy DC – dlaczego aluminium wymaga prądu zmiennego
Aluminium pokrywa się naturalnie warstwą tlenku glinu, która topi się w temperaturze znacznie wyższej niż samo aluminium (ok. 2050°C wobec ok. 660°C). Przy spawaniu TIG stałym prądem DC z biegunowością ujemną elektrody (DCEN), typową dla stali i stopów niklu, tlenek pozostaje na powierzchni i blokuje wtopienie – spoina wygląda „poszarpana”, brudna, z licznymi wtrąceniami.
Prąd zmienny rozwiązuje ten problem, bo w każdym cyklu zmienia biegunowość: w jednej półfali elektroda jest ujemna i grzeje materiał, w drugiej dodatnia i wywołuje tzw. efekt czyszczący (cleaning action) – bombardowanie powierzchni jonami argonu rozbija i usuwa tlenek. Dzięki temu spawanie TIG aluminium daje jasną, srebrzystą spoinę bez potrzeby mechanicznego czyszczenia w trakcie procesu.
DC ma sens przy aluminium tylko w wyjątkowych, niszowych zastosowaniach – np. przy niektórych metodach spawania plazmowego czy specjalistycznych aparatach z impulsową biegunowością odwrotną, ale w standardowym spawaniu aluminium tigiem na sprzęcie warsztatowym praktycznie zawsze wybiera się AC.
Spawanie aluminium TIG biegunowość: jak działa balans AC
Nowoczesne spawarki inwertorowe pozwalają regulować balans, czyli proporcję czasu trwania półfali ujemnej (czyszczenie) do dodatniej (wgrzewanie). Domyślnie ustawienia fabryczne to zwykle 65–70% czasu na biegunowość ujemną i 30–35% na dodatnią – to kompromis między czyszczeniem a wydajnością wtopienia.
- Więcej czasu na biegunowość ujemną (wyższy balans w tę stronę) – głębsze wtopienie, mniejsze czyszczenie; przydatne przy czystym, nieoksydowanym materiale lub gdy priorytetem jest szybkość.
- Więcej czasu na biegunowość dodatnią – silniejsze czyszczenie tlenku, ale krótsza żywotność elektrody wolframowej (grzeje się bardziej) i mniejsze wtopienie – stosowane przy silnie zanieczyszczonym lub starym, matowym aluminium.
Zbyt duży udział biegunowości dodatniej rozgrzewa i zaokrągla wierzchołek elektrody wolframowej szybciej niż normalnie – to typowy błąd, który rozpoznaje się po „kulce” na końcu elektrody i pogorszeniu stabilności łuku.
Spawanie tig aluminium jaki prąd – amperaż według grubości
Podstawowa reguła orientacyjna dla spawania aluminium TIG to około 1 A na każde 0,025–0,03 mm grubości materiału, choć realny amperaż trzeba korygować na spawarce w trakcie próby, bo zależy też od pozycji złącza i typu stopu.
| Grubość blachy | Orientacyjny prąd AC | Elektroda wolframowa |
|---|---|---|
| 1 mm | 30–50 A | 1,0–1,6 mm |
| 2 mm | 60–90 A | 1,6–2,4 mm |
| 3 mm | 90–130 A | 2,4 mm |
| 5 mm | 140–180 A | 3,2 mm |
| 8 mm | 180–230 A | 3,2–4,0 mm |
Niedostateczny amperaż daje płytkie, „nalepione” wtopienie – spoina wygląda dobrze na powierzchni, ale nie ma sczepienia w głębi materiału. Zbyt wysoki prąd przy tym samym doprowadzeniu ciepła prowadzi do przepalenia, szczególnie na cienkich profilach i narożach, gdzie ciepło nie ma się gdzie rozproszyć.
Częstotliwość i inne ustawienia wpływające na wybór prądu
Częstotliwość AC (zwykle regulowana w zakresie 50–200 Hz) zmienia charakter łuku niezależnie od samego amperażu. Wyższa częstotliwość zwęża i „usztywnia” łuk, co pozwala pracować z niższym prądem przy tej samej sile wtopienia – to przydatne przy cienkich blachach i precyzyjnych spoinach, np. w karoseriach czy elementach ozdobnych.
Niższa częstotliwość rozszerza łuk i zwiększa efekt czyszczący na szerszym obszarze – wybierana przy zanieczyszczonym lub odlewanym aluminium, gdzie warstwa tlenku i zanieczyszczeń jest grubsza. Wielu spawaczy przy spawaniu aluminium tigiem zaczyna od ustawień fabrycznych (ok. 60–80 Hz, balans 65/35) i koryguje je dopiero po obserwacji jeziorka spoiny.
Funkcja impulsu (pulse) obniża średni prąd wprowadzany w materiał bez utraty penetracji szczytowej – to sposób na ograniczenie odkształceń termicznych przy bardzo cienkich profilach (poniżej 1,5 mm), gdzie ciągły prąd AC przy odpowiednim amperażu i tak prowadziłby do przepalenia.
Który prąd wybrać w praktyce
Dla zdecydowanej większości prac ze spawaniem aluminium TIG wybór sprowadza się do prądu zmiennego AC z balansem ok. 65–70% na biegunowość ujemną, częstotliwością 60–100 Hz i amperażem dopasowanym do grubości z tabeli powyżej – to ustawienie sprawdza się od profili konstrukcyjnych do karoserii. DC ma sens tylko w bardzo specyficznych zastosowaniach przemysłowych i nie jest realną alternatywą dla warsztatu ogólnego. Ostateczny dobór zawsze wymaga krótkiej próby na skrawku tego samego materiału – dopiero wygląd jeziorka i przekrój spoiny potwierdzają, że amperaż, balans i częstotliwość są dobrane prawidłowo.
