Esistono diversi processi di saldatura che producono calore con mezzi diversi. Penso che la saldatura TIG sia concettualmente più semplice da comprendere rispetto alla saldatura a stick o MIG. La spiegazione aiuterà a comprendere altri processi di saldatura, quindi inizierò a spiegare la saldatura TIG.
Nella saldatura TIG, (saldatura ad arco di tungsteno a gas o GTAW), un alimentatore di saldatura è collegato a una torcia manuale con una punta di tungsteno. L'elettrodo negativo è collegato alla torcia. L'elettrodo positivo è collegato al pezzo da saldare.
Un arco viene creato da un circuito nell'alimentatore chiamato avviatore ad arco che produce un impulso ad alta tensione e alta frequenza tra la punta di tungsteno e il pezzo in lavorazione. L'arco ha energia sufficiente per rimuovere gli elettroni dal gas di protezione e creare un percorso di ioni che conducono elettricità dalla punta di tungsteno al pezzo da lavorare. Per la saldatura a tig, il gas argon viene generalmente utilizzato dal momento che è economico, si ionizza facilmente ed è più pesante dell'aria, quindi mantiene fuori l'ossigeno.
Quando il percorso ionico è completo, l'alimentatore rileva la caduta di tensione tra gli elettrodi. Quando non vi è alcun percorso ionizzato tra l'elettrodo e il pezzo in lavorazione, potrebbe esserci una differenza di 50 V o più tra il tungsteno e gli elettrodi di lavoro. Dopo l'avvio dell'arco, la tensione tra gli elettrodi scenderà a circa 10 V a seconda della dimensione del gap. A questo punto, l'alimentatore attiva la corrente di saldatura. La saldatura Tig viene eseguita con alimentazione a corrente costante.
L'arco è mantenuto dal riscaldamento resistivo del gas di protezione. Il gas ionizzato agisce come un resistore in cui il calore è una funzione della tensione attraverso il gap e la corrente attraverso di esso. L'alta corrente attraverso il gas ionizzato dissipa così tanto calore che il gas rimane abbastanza caldo da rimanere un plasma e continua a condurre.
Tuttavia, il calore non è distribuito uniformemente sull'arco. In questa configurazione che ho appena descritto, gli elettroni stanno effettivamente sparando dalla punta del tungsteno e colpendo il pezzo da lavorare. Questo fa sì che il calore si concentri sul pezzo da lavorare. Se invertissi la polarità degli elettrodi e collegassi il negativo al pezzo e il positivo alla torcia, avrei l'effetto opposto. Avrei ancora un arco e un sacco di calore, ma il calore si sarebbe concentrato sulla punta e non sul pezzo che stavo cercando di saldare. Ciò comporterebbe la punta che si scioglie in una palla e cade. Il tungsteno è usato per la punta poiché ha il punto di fusione più alto di qualsiasi metallo. Nella saldatura tig, non si desidera che l'elettrodo si sciolga e diventi parte della saldatura, ma in altri tipi di saldatura che si esegue.
Nella saldatura MIG (saldatura ad arco a gas metallico o GMAW), questo è quello che vuoi. Nella saldatura MIG, l'elettrodo è un filo conduttivo che viene alimentato da una bobina di filo ad alta velocità. Il filo si scioglie e diventa parte della saldatura. La polarità è invertita in modo che il filo sia positivo e il pezzo in lavorazione sia negativo. Non è necessario un arco di avviamento con MIG.
Quando si preme il grilletto della torcia elettrica, l'alimentatore del filo inizia a estrarre il filo. Quando il filo viene a contatto con il lavoro, il filo funge da resistenza e si riscalda. Più lungo è lo stickout del filo, più resistenza avrà e produrrà una caduta di volt diversa su di esso.
A causa dell'alta corrente che passa attraverso il filo, il filo si scioglierà e brucerà nuovamente. Ciò produce un piccolo spazio tra il lavoro e il filo in cui è presente una tensione sufficiente per ionizzare. Questo crea un arco. Senza entrare nei dettagli dei diversi processi MIG (cortocircuito, gocciolamento e trasferimento spray), questo processo si ripete essenzialmente. Il filo entra in contatto. Si riscalda e si scioglie indietro. Colpisce un arco, quindi si mette di nuovo in contatto. Eccetera.