Istnieje kilka procesów spawalniczych, które wytwarzają ciepło na różne sposoby. Myślę, że spawanie metodą TIG jest koncepcyjnie łatwiejsze do zrozumienia niż spawanie metodą MIG. Wyjaśnienie pomoże zrozumieć inne procesy spawania, więc zacznę wyjaśniać spawanie TIG.
W spawaniu TIG (spawanie gazowo-wolframowe lub GTAW) zasilanie spawalnicze jest podłączone do palnika ręcznego z końcówką wolframową. Elektroda ujemna jest podłączona do palnika. Elektroda dodatnia jest podłączona do spawanego przedmiotu obrabianego.
Łuk jest wytwarzany przez obwód w zasilaczu zwany rozrusznikiem łukowym, który wytwarza impuls o wysokim napięciu i wysokiej częstotliwości między końcówką wolframową a przedmiotem obrabianym. Łuk ma wystarczającą energię, aby usunąć elektrony z gazu osłonowego i stworzyć ścieżkę jonów, które przewodzą elektryczność z końcówki wolframu do przedmiotu obrabianego. Do spawania metodą TIG zwykle używa się gazu argonowego, ponieważ jest tani, łatwo jonizuje się i jest cięższy od powietrza, więc zatrzymuje tlen.
Po zakończeniu ścieżki jonów zasilacz wyczuwa spadek napięcia między elektrodami. Gdy nie ma zjonizowanej ścieżki między elektrodą a przedmiotem obrabianym, może istnieć różnica 50 V lub więcej między wolframem a elektrodami roboczymi. Po zainicjowaniu łuku napięcie między elektrodami spadnie do około 10 V, w zależności od wielkości przerwy. W tym momencie zasilacz włącza prąd spawania. Spawanie metodą Tig odbywa się przy zasilaniu stałym prądem.
Łuk jest utrzymywany przez rezystancyjne ogrzewanie gazu osłonowego. Zjonizowany gaz działa na rezystor, w którym ciepło jest funkcją napięcia na szczelinie i przepływającego przez nią prądu. Wysoki prąd przepływający przez zjonizowany gaz rozprasza tyle ciepła, że gaz pozostaje wystarczająco gorący, aby pozostać plazmą i dalej przewodzi.
Jednak ciepło nie jest równomiernie rozłożone w łuku. W tej konfiguracji, którą właśnie opisałem, elektrony faktycznie wystrzeliwują z końcówki wolframu i uderzają w obrabiany przedmiot. To powoduje, że ciepło skupia się na przedmiocie obrabianym. Gdybym odwrócił biegunowość elektrod i podłączył ujemny element do obrabianego przedmiotu, a dodatni do palnika, miałbym odwrotny skutek. Nadal otrzymywałbym łuk i mnóstwo ciepła, ale ciepło skupiałoby się na końcówce, a nie na kawałku, który próbowałem spawać. W ten sposób końcówka stopiłaby się w kulę i odpadła. Wolfram jest używany do końcówki, ponieważ ma najwyższą temperaturę topnienia ze wszystkich metali. Podczas spawania metodą TIG nie chcesz, aby elektroda topiła się i stawała się częścią spoiny, ale robisz to przy innych rodzajach spawania.
W spawaniu MIG (spawanie łukowo-gazowe lub GMAW) tego właśnie potrzebujesz. W spawaniu MIG elektroda jest drutem przewodzącym, który jest zasilany ze szpuli drutu z dużą prędkością. Drut topi się i staje się częścią spoiny. Biegunowość jest odwrócona, dzięki czemu drut jest dodatni, a obrabiany przedmiot jest ujemny. Z MIG nie potrzebujesz rozrusznika łuku.
Po naciśnięciu spustu palnika mig podajnik drutu zaczyna wypychać drut. Gdy drut styka się z pracą, drut działa jak opornik i nagrzewa się. Im dłuższy wystaje drut, tym większy będzie jego opór i wytworzy on inny spadek napięcia na nim.
Z powodu wysokiego prądu przepływającego przez drut drut stopi się i ponownie wypali. Powoduje to powstanie niewielkiej szczeliny między pracą a drutem, w której występuje wystarczające napięcie do jonizacji. To tworzy łuk. Bez wchodzenia w specyfikę różnych procesów MIG (zwarcie, kroplówka i przenoszenie natryskowe) proces ten zasadniczo się powtarza. Drut styka się. Nagrzewa się i topnieje. Uderza łuk, a następnie nawiązuje kontakt. Itp.