Blog

De gelijkstroomcomponent

De gelijkstroomcomponent is een verschijnsel dat optreedt bij het TIG wisselstroom lassen van aluminium. De oorzaak hiervan is het grote temperatuurverschil tussen de wolfraamelektrode en het te lassen aluminium. De wolfraamelektrode wordt meer dan 3000 graden Celsius en het aluminium ongeveer 658 graden celsius. Door dit grote temperatuurverschil ontstaat er ook een groot verschil in elektronen-emissie-vermogen. Wanneer de wolfraamelektrode negatief is zullen er heel veel elektronen richting aluminium gaan. Wanneer het aluminium werkstuk negatief is gaan er, gezien de veel lagere temperatuur, veel minder elektronen richting wolfraamelektrode. Gevolg hiervan is dat de negatieve helft van de sinus groter wordt en de positieve helft kleiner. Dat is toch prima hoor ik u denken, een kleine plus betekent immers weinig warmte richting wolfraamelektrode en veel warmte richting aluminium. En dat is helemaal waar. Er is echter een probleem; we praten hier over één-fase stroombronnen waarbij de hoogte van de plus verantwoordelijk is voor de reinigende werking. Deze reinigende werking is zeer belangrijk om een goede las en stabiel booggedrag te krijgen.

Dit is in een paar woorden wat een gelijkstroomcomponent is, veel meer aandacht behoeft het fenomeen niet omdat het bij de huidige moderne machines niet meer voorkomt.

De balansregeling

De eerste één-fase AC/DC stroombronnen, we praten over de jaren 60 en begin 70, hadden geen balansregeling. Dat wil zeggen geen regelbare balans. Om de gelijkstroomcomponent op te vangen werd in de stroombron een condensator met veel capaciteit ingebouwd die tijdens de negatieve helft van de sinus oplaad en tijdens de positieve helft weer ontlaad. Ook werd er wel gebruik gemaakt van een accu-batterij die zodanig is geschakeld dat de gelijkstroomcomponent wordt tegengewerkt. Beide mogelijkheden hadden tot doel de balans te herstellen tussen de positieve en de negatieve sinus helften. De lasser kon op deze correctie geen invloed uitoefenen.

Vanaf half jaren 70 werd er steeds meer elektronica in de één-fase stroombronnen toegepast. Daarmee kwamen er meer instelbare parameters voor de lasser beschikbaar en één daarvan was de balansregeling. Bij deze stroombronnen is het mogelijk om met een potentiometer de nullijn van de sinus omhoog en omlaag te bewegen om zo de juiste reinigende werking te bepalen voor het te lassen werkstuk. Nu was het dus een echte balansregeling.

Begin jaren 80 kwam de chopper op de markt. Een chopper is een drie fase AC/DC stroombron met aan de secundaire zijde van de trafo een relatief snelle transistor-regeling die in staat is om een gelijkstroom positief en negatief te schakelen (wisselrichter). De wisselstroom is vanaf nu een blokgolf (square wave) en was niet meer gevoelig voor de gelijkstroomcomponent! Dit betekende dat de balansregeling zoals op de één-fase stroombronnen geen zin meer had, want de hoogte van de plus blijft altijd gelijk bij deze blokgolf. Het is de hoogte van de plus die de mate van reinigende werking bepaalt, de breedte heeft daar geen invloed op. De balansregeling op deze machines zal de verticale lijn, de nuldoorgang, verschuiven. Het is eigenlijk geen balansregeling meer, maar een parameterinstelling waarmee bepaald wordt hoeveel warmte er aan de wolfraamelektrode komt en hoeveel aan het werkstuk.

Vanaf begin jaren 90 deed de inverter zijn intrede bij de AC/DC stroombronnen. Daarmee kwam een geweldige hoeveelheid aan beïnvloedbare parameters beschikbaar voor de lasser. De balansregeling bleef echter gelijk aan die van de chopper. Bij de moderne AC/DC machines kunnen we naast het verstellen van de nuldoorgang ook nog, onafhankelijk van elkaar, de hoogte van de sinus helften instellen.

Liken van de video en abonneren op ons kanaal waarderen we enorm!