Redigerer TIG-sveising

[[Fil:US_Navy_090715-N-5821P-002_Aviation_Support_Equipment_Technician_Airman_Anthony_Hammond_performs_tungsten_inert_gas_welding_during_a_training_evolution.jpg|miniatyr| [[Lysbuesveising]] med [[wolfram]]-elektrode]]

'''TIG-sveising''' (engelsk: ''tungsten inert gas welding'') er en type [[Buesveising|lysbuesveising]] der man bruker en ikke-oppbrukbar [[elektrode]] av [[wolfram]] (svensk: ''tungsten'') og en [[Inertgass|inert]] dekkgass (vanligvis [[argon]], [[helium]] eller en blanding av de to) for å beskytte sveiseområdet og elektroden mot oksidasjon eller annen atmosfærisk forurensning. 

Vanligvis holder man sveiseapparatet i en hånd og [[Tilsats|tilsatsmaterialet]] i den andre, men med noen former for sveising (kjent som autogensveising eller [[smeltesveising]]) kreves ikke tilsats. En sveisestrømforsyning som leverer konstant strøm gir elektrisk energi, som så ledes over lysbuen gjennom en kolonne av svært ionisert gass og metalldamp kjent som [[Plasma (fysikk)|plasma]]. [[Likestrøm]] (DC) brukes for å sveise konstruksjonsstål og rustfritt stål, mens [[vekselstrøm]] (AC) brukes for å sveise aluminium og magnesium.

Prosessen gir operatøren bedre kontroll over sveisen enn andre sveisetyper som [[pinnesveising]] og [[MIG-sveising|MIG/MAG-sveising]], hvilket gjør det mulig å oppnå sterkere sveiser av høyere kvalitet. Dermed kan en dyktig operatør lettere utføre høykvalitetssveisinger. Imidlertid er TIG-sveising mer kompleks og vanskelig å mestre, og er betydelig tregere enn de fleste andre sveiseteknikker.

TIG er mest brukt til å sveise rustfritt stål og ikke-jernholdige materialer, som aluminium og magnesium, men kan brukes på nesten alle metaller (unntatt [[sink]] og sinklegeringer). Bruk på karbonstål er imidlertid begrenset på grunn av at alternative sveiseteknikker er mer økonomiske. TIG-sveising kan brukes for å sveise tynne materialer av [[rustfritt stål]] og [[ikke-jernholdige metaller]] som [[aluminium]], [[magnesium]] og [[Kobber|kobberlegeringer]].

Vind eller sterk trekk øker mengden beskyttelsesgass som trengs for å beskytte sveisen, og TIG-sveising brukes derfor ikke så mye utendørs.<ref name="CH7475">{{Harvnb|Cary|Helzer|2005}}</ref>

== Mekanisme ==
[[Fil:GTAW.svg|miniatyr|300x300pk|Diagram av TIG-sveising]]
[[Fil:GTAW_setup.svg|høyre|miniatyr|300x300pk| Skisse av TIG-system med sveiseapparat, pistol, og gassflaske]]

TIG-sveising er relativt krevende og stille store krav til koordinasjon hos sveiseren. I likhet med [[gassveising]] krever TIG normalt to hender siden sveiseren manuelt mater tilsatsmetallet inn i sveiseområdet med den ene hånden mens sveisebrenneren manipuleres med den andre. Det er viktig å holde lysbuelengden kort, men wolframelektroden må samtidig ikke komme i kontakt med [[Arbeidsstykke|arbeidsstykket]].<ref>{{Harvnb|Miller Electric Mfg Co|2013}}</ref>

For å tenne sveisebuen gir en høyfrekvent generator (ligner på en [[Tesla-spole|teslaspole]]) en elektrisk gnist. Denne gnisten gir en ledende vei for sveisestrømmen gjennom dekkgassen, og lar lysbuen starte mens elektroden og arbeidsstykket er separert, typisk med en avstand fra hverandre på cirka 1.5 mm til 3 mm. <ref name="LE5.4">{{Harvnb|Lincoln Electric|1994}}</ref>

Når lysbuen har startet beveger sveiseren [[Sveisebrenner|brenneren]] i en liten sirkel for å lage en "pytt" av smeltet metall, hvis størrelse avhenger av størrelsen på elektroden og mengden strøm. Deretter flytter operatøren brenneren litt tilbake og vipper den tilbake 10 til 15 grader fra vertikalen, samtidig som det holdes en konstant avstand mellom elektroden og arbeidsstykket. Fyllmetall legges manuelt i frontenden av den flytende pytten etter behov.<ref name="LE5.4">{{Harvnb|Lincoln Electric|1994}}</ref>

Hvis wolfram-elektroden kommer i kontakt med sveisen kan den bli forurenset føre til ustabil sveisebue, noe som krever at elektroden slipes ned med et diamantslipemiddel for å fjerne urenheten.<ref name="CH7475" />

Sveisere utvikler ofte en teknikk for raskt å veksle mellom å flytte brenneren fremover (for å flytte sveisepytten) og tilsette fyllmetall. Fyllstaven trekkes ut av sveisebassenget hver gang elektroden beveger seg frem, men holdes alltid inne i gassskjoldet for å forhindre oksidasjon av overflaten og forurensning av sveisen. Fyllstaver sammensatt av metaller med lav smeltetemperatur, som for eksempel aluminium, krever at operatøren holder fyllet en viss avstand fra lysbuen men samtidig inne i gasskjoldet. Hvis staven holdes for nær lysbuen fyllet smelte før det får kontakt med sveisepytten. Når sveisen nærmer seg ferdigstillelse reduseres ofte lysbuestrømmen gradvis for å la sveisen størkne og forhindre dannelse av sprekker ved enden av sveisen.<ref>{{Harvnb|Jeffus|2002}}</ref><ref>{{Harvnb|Lincoln Electric|1994}}</ref>

=== Helse, miljø og sikkerhet ===
[[Fil:Mig_wielder.jpg|høyre|miniatyr| To rødfargede gjennomsiktige sveisegardiner for å skjerme personer i nærheten fra eksponering for UV-lys under sveising]]

[[Sveiser|Sveisere]] bruker [[Personlig verneutstyr|verneklær]], [[hansker]] og langermede skjorter med høy krage brukes for å unngå eksponering for sterkt [[Ultrafiolett stråling|ultrafiolett lys]]. 

TIG-sveising gir sterkt ultrafiolett lys på grunn av mindre røyk enn pinnesveising eller MIG/MAG. Sveiseren sitter svært nærme buen, og lysintensiteten er veldig sterk. Potensielle stråleskader er [[Snøblindhet|sveiseblindhet]] og hudskader som ligner sterk [[solbrenthet]]. For å hindre eksponering for UV-lys bruker operatører ugjennomsiktige hjelmer med mørke linser og full hode- og nakkebeskyttelse. 

Moderne hjelmer har ofte en linse av [[Flytende krystall|flytende krystaller]] som automatisk mørkner ved eksponering for det sterke lyset når buen tennes. For å skjerme arbeidere og publikum fra eksponering brukes ofte gjennomsiktige og sterkt fargede sveisegardiner av [[Polyvinylklorid|polyvinylkloridplastfilm]] rundt sveiseplassen.<ref name="CH4275">{{Harvnb|Cary|Helzer|2005}}</ref>

Sveisere blir også utsatt for farlige gasser og fint [[svevestøv]]. Selv om prosessen ikke produserer røyk kan lysbuen i TIG bryte ned omkringliggende luft for å danne farlig [[ozon]] og nitrogenoksider. Ozon og nitrogenoksider reagerer med lungevev og fuktighet, og danner [[salpetersyre]] og kan gi [[ozonforbrenning]]. Nivåene av ozon og nitrogenoksid er moderate, men eksponeringens varighet, gjentatt eksponering, og kvalitet og mengde av [[røykavsug]] og [[Ventilasjon|luftutskiftning]] i rommet må overvåkes. Sveisere som jobber under utrygge forhold kan utvikle [[Lungeemfysem|emfysem]] og [[Lungeødem|ødem]] i lungene hvilket kan føre til tidlig død. Dessuten kan varmen fra lysbuen føre til at det dannes giftige røyk fra rengjørings- og avfettingsmidler. Rengjøring med slike midler bør derfor ikke utføres i nærheten av sveisestedet, og god ventilasjon er nødvendig for å beskytte sveiseren.<ref name="CH4275">{{Harvnb|Cary|Helzer|2005}}</ref>

=== Bruk ===
[[Fil:08-TIG-weld.jpg|miniatyr| TIG-kilsveis]]TIG-sveising brukes hovedsakelig i luft- og romfartsindustrien, men brukes også til en rekke andre bruksområder. I mange bransjer brukes TIG for sveising av tynne arbeidsstykker, særlig ikke-jernholdige metaller. Det brukes mye i produksjonen av romfartøy, og til å sveise tynnveggede rør med liten diameter som for eksempel [[Sykkelramme|sykkelrammer]]. I tillegg brukes ofte TIG til å lage første runde med sveis på rør i større sveisejobber. Til vedlikehold og reparasjon brukes ofte TIG til å reparere verktøy og matriser, særlig på deler laget av aluminium og magnesium.<ref>{{Harvnb|Cary|Helzer|2005}}</ref> Siden sveisemetallet ikke overføres direkte over den elektriske lysbuen (som ved de fleste prosesser for åpen lysbuesveis) finnes det et stort utvalg av tilsatsmetaller tilgjengelig for sveiseingeniøren. Ingen andre typer sveiseprosess tillater sveising med så mange forskjellige legeringer med så mange ulike produktsammensetninger. Fyllmetall-legeringer, som elementært aluminium og krom, kan gå tapt gjennom en elektriske lysbue ved fordampning – dette tapet oppstår ikke med TIG-prosessen. 

Fordi de resulterende sveisene har samme kjemiske integritet som det originale basismetallet eller matcher basismetallene nærmere er TIG-sveiser svært motstandsdyktige mot korrosjon og sprekker over lange tidsperioder, hvilket gjør TIG til den foretrukne sveiseprosedyren for kritiske operasjoner som forsegling av beholdere for brukt kjernekraft-drivstoff før lagring.<ref>{{Harvnb|Watkins|Mizia|2003}}</ref>

== Utstyr ==
[[Fil:TIG_torch-accs.jpg|miniatyr| TIG-brenner med forskjellige elektroder, gassdyser, spennhylser og gassdiffusorer]]
[[Fil:TIG_torch_breakdown.JPG|miniatyr| TIG-brenner, demontert]]
Utstyret som kreves for TIG inkluderer en sveisebrenner med wolframelektrode, en konstantstrøms strømforsyning og en beskyttelsesgasskilde.

=== Strømforsyning ===
TIG-sveising bruker en konstant strømkilde, noe som betyr at strømmen (og dermed [[Varmefluks|varmefluksen]]) forblir relativt konstant selv om bueavstanden og spenningen endres. Dette er viktig fordi TIG stort sett brukes manuelt eller halvautomatisk, hvilket krever at en operatør holder sveisepistolen. 

Til motsetning kan en konstant spenningskilde være vanskelig å bruke, siden det krever at man holder helt jevn bueavstand – eller kan det forårsake dramatiske varmevariasjoner og gjøre sveisingen vanskelig.<ref>{{Harvnb|Cary|Helzer|2005}}</ref>

[[Fil:Welding_power_supply-Miller-Syncrowave350LX-front-triddle.jpg|venstre|miniatyr| TIG-strømforsyning]]

Den foretrukne polariteten avhenger i stor grad av typen metall som sveises.

* Likestrøm med en negativt ladet elektrode (DCEN) brukes ofte ved sveising av [[stål]], [[nikkel]], [[Titan (grunnstoff)|titan]] og andre metaller. Den kan også brukes med automatisk TIG på aluminium eller magnesium hvis helium brukes som beskyttelsesgass.<ref name="Minnick1416">{{Harvnb|Minnick|1996}}</ref> Den negativt ladede elektroden genererer varme ved å sende ut elektroner som beveger seg over lysbuen og forårsaker termisk ionisering av beskyttelsesgassen, slik at temperaturen øker i basismaterialet. Den ioniserte dekkgassen strømmer mot elektroden (ikke basismaterialet), og dette kan føre til at oksider dannes på overflaten av sveisen.<ref name="Minnick1416" />
* Likestrøm med en positivt ladet elektrode (DCEP) er mindre vanlig, og brukes først og fremst til grunne sveiser siden det genereres mindre varme i grunnmaterialet. I stedet for å strømme fra elektroden til grunnmaterialet (som på DCEN) går elektronene den andre retningen, hvilket gjør at elektroden får svært høy temperatur.<ref name="Minnick1416" /> For å hindre at elektronden mister form og blir myk brukes det ofte en større elektrode. Når elektronene strømmer mot elektroden vil ionisert dekkgass strømme tilbake mot grunnmaterialet, og renser sveisen ved å fjerne oksider og andre urenheter. Dette forbedrer kvaliteten og utseendet. <ref name="Minnick1416" />
* Vekselstrøm brukes vanligvis ved manuell eller halvautomatisk sveising av aluminium og magnesium, og kombinerer de to typene likestrømmene (DCEN og DCEP) ved at elektroden og basismaterialet veksler mellom positiv og negativ ladning. Dette får elektronstrømmen til å skifte retning konstant, og forhindrer at wolframelektroden overopphetes samtidig som varmen i grunnmaterialet opprettholdes.<ref name="Minnick1416">{{Harvnb|Minnick|1996}}</ref> Overflateoksider fjernes fortsatt i den elektrode-positive delen av syklusen, og basismetallet varmes dypere opp under den elektrode-negative delen av syklusen. Noen strømforsyninger gjør det mulig for operatøren å bruke en ubalansert vekselstrømbølge ved å modifisere den nøyaktige prosentandelen av tiden som strømmen tilbringer i hver polaritetstilstand, slik at man får mer kontroll over hvor mye varme- eller rensevirkning som leveres av strømkilden.<ref name="Minnick1416" /> I tillegg må operatøren være på vakt mot [[Likeretter|likeretting]], hvor lysbuen ikke antenner på nytt når den går fra rett polaritet (negativ elektrode) til omvendt polaritet (positiv elektrode). For å unngå dette problemet og opprettholde lysbuestabilitet kan man bruke en strømforsyning med firkantbølger eller man kan bruke høyfrekvens. <ref name="Minnick1416" />

=== Elektroder ===
{| class="wikitable" style="float:right; margin:0 0 0.5em 1em"
![[Den internasjonale standardiseringsorganisasjonen|ISO- klasse]]
!ISO-farge
!Amerikansk klasse
!Amerikansk farge
!Legering
|-
|WP
| style="background:#0B9F00" |Grønn
|EWP
| style="background:#0B9F00" |Grønn
|Ingen (ren wolfram)
|-
|WC20
| style="background:#EAEBED" |Grå
|EWCe-2
| style="background:#ff9933" |Oransje
|~2% [[Cerium(IV)oksid|CeO<sub>2</sub>]]
|-
|WL10
| style="background:#050608" |Svart
|EWLa-1
| style="background:#050608" |Svart
|~1% La<sub id="mwAQk">2</sub>O<sub id="mwAQo">3</sub>
|-
|WL15
| style="background:#F0F000" |Gull
|EWLa-1.5
| style="background:#F0F000" |Gull
|~1.5% La<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
|-
|WL20
| style="background:#3399ff" |Himmelblå
|EWLa-2
| style="background:#3399ff" |Blå
|~2% La<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
|-
|WT10
| style="background:#F5E919" |Gul
|EWTh-1
| style="background:#F5E919" |Gul
|~1% ThO<sub id="mwASI">2</sub>
|-
|WT20
| style="background:#CC0000" |Rød
|EWTh-2
| style="background:#CC0000" |Rød
|~2% ThO<sub>2</sub>
|-
|WT30
| style="background:#9900CC" |Fiolett
|
|
|~3% ThO<sub>2</sub>
|-
|WT40
| style="background:#ff9933" |Oransje
|
|
|~4% ThO<sub>2</sub>
|-
|WY20
| style="background:#3399ff" |Blå
|
|
|~2% Y<sub id="mwAT8">2</sub>O<sub id="mwAUA">3</sub>
|-
|WZ3
| style="background:#964B00" |Brun
|EWZr-1
| style="background:#964B00" |Brun
|~0.3% ZrO<sub id="mwAUg">2</sub>
|-
|WZ8
| style="background:#FFFFFF" |Hvit
|
|
|~0.8% ZrO<sub>2</sub>
|}

Elektroden som brukes i TIG er laget av wolfram eller en wolframlegering fordi wolfram har høyest smeltetemperatur blant rene metaller på hele 3422 celsius. Som et resultat blir ikke elektroden forbrukt under sveising, selv om noe erosjon kan forekomme. Elektroder kan ha enten en ren finish eller en slipt finish - elektroder med ren overflate har blitt kjemisk renset, mens slipte elektroder har blitt slipt til en jevn størrelse og deretter polert for optimal varmeledning. Diameteren på elektroden kan variere mellom 0.5 mm til 6.5 mm, og lengden kan variere fra 75 mm til 610 mm.

En rekke wolframlegeringer er standardisert av [[Den internasjonale standardiseringsorganisasjonen]] (ISO) og American Welding Society (AWS) i henholdsvis ISO 6848 og AWS A5.12.

== Referanser ==
<references/>

[[Kategori:Sveising]]