для чего меняют полярность при сварке инвертором
Ставим точку в вопросах прямой и обратной полярности в сварке
Ставим точку в вопросах прямой и обратной полярности в сварке
Чтобы варить качественно, нужно знать многие тонкости сварки постоянным током. Одна из них, это обратная полярность, когда к электроду подсоединён плюс инвертора, а не минус.
Многие почему-то забывают о том, что ток течёт от плюса к минусу. Да, здесь есть множество противоречий, но следует знать, что ток может перетекать сразу в двух направлениях.
При отрицательном заряде ток течёт от минуса к плюсу, а при положительном заряде, наоборот, от плюса к минусу. Что касается ручной дуговой сварки инвертором, то при подключении электрододержателя к плюсу аппарата, мы получим обратную полярность.
Ставим точку в вопросе прямой и обратной полярности в сварке
Поэтому если вы постоянно путаете, где обратная, а где прямая полярность при сварке инвертором, просто запомните, что ток течёт от плюса к минусу. Таким образом, подсоединив к держаку плюс, сварка будет сильнее разогревать электрод, а не свариваемый металл.
Ну и наоборот, если к электроду подвести минус, а к металлу плюс от инвертора, то мы получим прямую полярность. В таком случае метал, будет нагреваться сильнее, и мы сможем больше углубить корневой шов. На самом деле все очень просто, от плюса к минусу.
Когда нужна обратная, а когда нужна прямая полярность
И здесь, как оказывается всё достаточно просто. Выше я уже упоминал о том, какое значение имеет направление движения тока. Если к электроду подсоединён плюс от инвертора, то мы меньше нагреваем металл. Следовательно, не будет прожогов: в металле не образуются дыры от сварки.
Соответственно использовать обратную полярность инвертора целесообразно в том случае, когда нужно варить тонкий металл, почти что жестянку. Также обратную полярность удобно использовать при сварке тех металлов, которые нельзя сильно перегревать, например, нержавейку.
На обратной полярности происходит большее расплавление присадочного материала, то есть электрода. В таком случае удобно варить тонкий металл прихватками — небольшими точками расплавленного металла.
Ну и практически наоборот получается при использовании прямой полярности в сварке. Когда минус подключён к электрододержателю, а плюс к заготовке, то металл прогревается гораздо сильнее. Вследствие этого он плавится лучше, что дает возможность углублять и проваривать сварное соединение.
Итак, подведём итоги. Больше никакой путаницы, и никаких разногласий. Ток течёт от плюса к минусу, поэтому подключая плюс к электроду или металлу, мы тем самым больше разогреваем металл или же электрод. В случае с подключением к электроду плюса, это обратная полярность. При подключении к электроду минуса, получаем прямую полярность.
Подписывайте на мой канал в Дзен. Оставляйте свои комментарии к статье ниже, делитесь советами и не забывайте благодарить лайком автора.
Зачем менять полярность при сварке: простым языком
Для проведения сварки разнообразных изделий либо конструкций, сделанных из металла, при помощи постоянного тока, используются два режима – прямая и обратная полярность. В первом случае, во время выполнения сварки, держатель с электродом подключается к «-», а само свариваемое изделие, либо конструкция подсоединяется к «+». В случае использования полярности обратного типа, при проведении сварочных работ, держатель наоборот присоединяют к плюсу, а свариваемую конструкцию либо деталь подключают к минусу.
Зачем менять полярность при сварке
Во время выполнения сварочных работ с использованием постоянного тока, на конце электрода возникает так называемое термическое пятно. Полюс его подключения непосредственно к сварочному аппарату (плюс или минус) влияет на температурные показатели термического пятна, от которых в свою очередь зависит весь режим проведения работ.
Например, если электрод подключен к значению плюс, тогда на его кончике появляется так называемое анодное пятно, показатель температуры которого составляет 3900 градусов по Цельсию. В случае подключения держателя к минусу, на конце возникает катодное пятно, уровень температуры которого достигает отметки в 3200 градусов по Цельсию.
У некоторых пользователей сразу же возникает вполне закономерный вопрос – зачем вообще менять полярность во время проведения работ? Отвечая на этот вопрос нужно отметить, что при разном подключении держателя (к плюсу или минусу) конец используемого электрода имеет разную температуру разогрева, что оказывает влияние на качество, а также уровень выполнения сварочных работ. В общих чертах, такая замена позволяет:
Стоит отметить, что обратная полярность также используется для соединения высокоуглеродистой и легированной стали. Проще говоря, она применяется в тех случаях, когда возникает необходимость приварить друг к другу металлы, которые обладают повышенным уровнем чувствительности к сильному перегреву.
Температура анодного и катодного пятна разная. Поэтому от выбранного режима напрямую зависит объем расхода используемых электродов. Например, при использовании сварочного аппарата инверторного типа и полярности обратного типа, будет наблюдаться большой расход используемых электродов.
Особенности сварки током прямой полярности
В случае подключении держателя к минусу, а свариваемой заготовки либо изделия к плюсу, существенно увеличивается коэффициент проплавления, а также возникает существенное разбрызгивание свариваемого металла. Стоит отметить, что недостатком такого режима является то, что при его применении возникает не очень стабильная электрическая дуга. Также при его применении снижается глубина самого провара. Однако при этом, в массу металлической заготовки внедряется небольшое количество углеводов.
Подключение держателя к минусу позволяет более правильно нагреть металлическое изделие. Кроме того, в этом режиме стержень у электрода нагревается гораздо меньше. Благодаря этому сварщик, во время сваривания конструкций, может пользоваться токами более высокого значения.
Режим прямой полярности оказывает непосредственное влияние на состав материалов, которые оказались внутри шва между соединенными металлическими изделиями. Как правило, при применении такого режима, в шве практически нет углерода. Однако в этом случае, в составе металла, в районе шва, наблюдается повышенная концентрация марганца, а также кремния.
Особенности сварки током обратной полярности
При проведении сварочных работ по соединению металлических изделий небольшой толщины всегда возникает большая вероятность появления так называемых прожогов. Поэтому для выполнения таких сложных, трудоемких работ, как правило, держатель сварочного аппарата подключается к плюсу, а само свариваемое изделие к минусу. При использовании этого режима сварка металлических конструкций, а также заготовок проводится с применением прерывистого шва. Проще говоря, во время их соединения, сначала проваривается небольшой отрезок в начале шва, а потом проваривается его центральная часть.
Для правильного, надежного сваривания изделий, сделанных из тонкого металла, при проведении сварочных работ, дугу необходимо периодически прерывать. Проще говоря, сварочный электрод нужно выдергивать из района сварки, а затем его быстро опять поджигать.
Если необходимо сделать сварку внахлест, тогда соединяемые металлические детали следует надежно, герметично и плотно прижать друг к другу. В противном случае, при наличии даже небольшого воздушного зазора, на верхней части свариваемой детали появится прожог. Чтобы максимально надежно скрепить между собой заготовки, перед проведением сварки внахлест, рекомендуется пользоваться струбцинами либо большим грузом.
Выбор режима сварки, в первую очередь зависит от тех задач, которые ставятся перед сварщиком. Когда необходимо сварить между собой цветные металлы, как правило, применяется полярность прямого типа. Кроме того, ее целесообразнее использовать для работы с массивными, толстыми заготовками, так как металл будет проплавляться намного глубже, что обеспечит хорошее качество шва. Также она больше подходит для резки металлических конструкций. Полярность обратного типа рекомендуется применять в тех случаях, когда нужно сварить высоколегированную сталь либо тонколистовой металл.
Прямая и обратная полярность при сварке
В литературе по методам сварки и инструкциях к сварочным аппаратам нередко встречаются выражения «прямая и обратная полярность». От выбора полярности зависит процесс сварки, качество шва, расход электрода, глубина проплавления. Начинающим сварщикам важно знать, что означает прямая и обратная полярность, чтобы правильно подбирать режимы сварки в конкретных ситуациях.
В этой статье:
Дуговая сварка — режимы полярности
Для горения электрической дуги, которой осуществляется сварка, требуется источник тока и замыкание полюсов с небольшим воздушным зазором 3-5 мм. Источником тока может быть сварочный инвертор, преобразователь, выпрямитель, генератор. Понятие полярности возможно только у источников постоянного тока, поскольку у трансформаторов, вырабатывающих переменный ток, направление движения электронов меняется до 100 раз в секунду.
Соответственно, заряд тоже меняется с положительного на отрицательный многократно за секунды. При такой «скачке» с хаотичным движением, постоянной полярности быть не может. На постоянном токе отрицательно заряженные электроны движутся от минуса к плюсу. Их направление постоянное, что дает определенные свойства:
У сварочного аппарата постоянного тока есть два гнезда для подключения кабелей держателя и массы. В держатель вставляется электрод и сварщик манипулирует им, ведя шов. Кабель массы через зажим «крокодил» крепится к изделию.
Если держатель установить в разъем «-«, а кабель массы подключить к «+», получится прямая полярность. При подключении наоборот (держатель к «+», а массу к «-«) полярность будет обратная.
Отличия режимов сварки
Рассмотрим, чем отличается прямая и обратная полярность при сварке. По законам физики постоянный ток течет в одном направлении от минуса к плюсу (движение электронов с отрицательным зарядом). При этом тепло всегда концентрируется на плюсе. Соответственно, где «+», там температура будет выше.
При сварке на прямой полярности «+» на изделии. Это обеспечивает больший нагрев поверхности и, в то же время, не перегревает электрод. На его кончике пятно тепла будет анодным. Работа дугой с обратной полярностью означает «плюс» на кончике электрода и образование катодного теплового пятна. За счет этого расходник нагревается больше, а изделие меньше. Разница в температуре составляет около 1000º С.
Влияние полярности на сварку
Теперь обсудим, как полярность, а именно локализация нагрева, сказываются на процессе сварки.
Достоинства и недостатки прямой полярности
Концентрация теплового пучка на изделии дает следующие результаты:
Достоинства и недостатки обратной полярности
Использование обратной полярности дает следующие особенности при сварке:
Обратную полярность лучше использовать при сварке тонких металлов, чтобы электрод не прилипал, но при этом не было прожогов. В случае ведения прерывистой дугой коротких швов тепловложение уменьшается еще больше.
Соединение толстых заготовок 6-10 мм происходит гораздо хуже, поскольку нет нужной глубины проплавления. При «минусе» на держателе легче добиться качественного шва на нержавейке, алюминии, высокоуглеродистой стали или чугуне. Если требуется наплавить присадочный металл под последующую проточку, то на обратной полярности отделение капли происходит гораздо быстрее.
Источник видео: Территория сварки R
Сварка полуавтоматом
При сварке полуавтоматом тоже меняют полярность в зависимости от толщины металла и видах свариваемых материалов. Чаще всего изначально установлено прямое подключение с «минусом» на горелке. Это необходимо для сварки омедненной или нержавеющей проволокой. Поскольку ее сечение маленькое (0.6-1.2 мм), тепло требуется концентрировать на изделии, иначе расходник будет быстро гореть, разбрызгивая металл во все стороны.
Если предстоит варить самозащитной порошковой проволокой без газа, то потребуется обратная полярность. В отличие от инвертора, у которого достаточно поменять местами разъемы кабеля держателя и массы, у полуавтомата горелка крепится к рукаву. В нем проложен канал для проволоки, силовой провод, шланг подачи защитного газа и провода управления. Просто в разъем с массой горелку не вставить — не подойдет по форме.
Для смены полярности полуавтомата есть несколько способов, в зависимости от конфигурации оборудования. У одних моделей нужно поменять местами разъемы в нижней части (силовой кабель горелки имеет отдельный выход с гнездом, как у массы). У других — открыть боковую крышку и переподключить кабеля к клеммам (обычно они разных цветов). Потребуется рожковый ключ.
Сварка инвертором
Сварка инвертором ММА проводится на прямой полярности «классическим» способом, поскольку режим применяется для соединения толстостенных заготовок 4 мм и выше:
Сварка ведется неотрывной дугой с зазором 3-5 мм. Чем быстрее проводить электрод над одним местом стыка, тем меньше глубина проплавления. При замедлении глубина провара увеличивается. Если предстоит подряд сваривать стыки с разной толщиной сторон, можно выставить силу тока на аппарате для самого большого сечения в конструкции, а глубину провара регулировать скоростью ведения электрода. Только дугу при этом всегда держат на более толстом металле, кратковременно перенося на тонкий, чтобы избежать прожогов.
Сварка на обратной полярности чаще всего применяется для соединения тонких листовых материалов сечением 1-3 мм. Но даже концентрирование теплового пучка на кончике электрода не всегда спасает от прожогов. Чтобы предупредить дефекты шва, используют прерывистую дугу. Ее поджигают касанием об изделие и накладывают короткие швы без отступов. Отрыв кончика электрода от изделия на высоту 2 см приводит к затуханию дуги. Затем кончик снова подносят и он загорается без постукивания. Такие паузы дают дополнительное время для остывания шва и исключают прожоги.
Электрододержатель
При работе инвертором с прямым подключением на высоких токах 200-300 А держатель может сильно перегреваться. Такое происходит и при силе тока 140 А, если установлена обратная полярность. Ведь на электроде возрастает нагрев до 1000 градусов. Чтобы не испытывать дискомфорт в руке, важно выбирать держак инвертора с хорошей изоляцией рукоятки. Тогда получится дольше варить без вынужденных перерывов на остывание.
Сварочные электроды
Если Вы новичок и не знаете, на какой полярности будете варить (а может предстоит работать с тонкими и толстыми металлами сразу), выбирайте универсальные электроды. Они рассчитаны на переменный и постоянный ток любой полярности. Среди проверенных универсальных электродов — Lincoln Electric Omnia 46, СпецЭлектрод АНО-21, ESAB ОЗС-12. Для работы с обратной полярностью есть узкоспециализированные электроды ESAB ОК 46.00.
Выбор инвертора и его эксплуатация
Чтобы быстро переключать полярность при работе с тонкими и толстыми металлами, у инвертора должны быть надежные разъемы силовых кабелей. Хлипкие тонкие штырьки в разъеме и невысокий бортик для фиксации быстро износятся от частых перестановок. Тогда возникнет люфт, в гнездах кабеля будут болтаться, образуется повышенное сопротивление и перегрев. Сила сварочного тока будет падать, а между разъемом и гнездом даже возможно образование электрической дуги.
Подбирайте надежные инверторы ММА с прочными гнездами, чтобы при смене полярности ничего не изнашивалось и не болталось. Если у Вас уже есть инвертор и его разъемы изношены, их можно заменить на более крепкие, выбрав из каталога соединительных кабельных разъемов.
Сварка тонкого металла 1.0-1.5 мм покрытым электродом — это сложная задача для новичка. Справиться с ней без прожогов помогут инверторы РДС с функцией «Антиприлипание». Когда кончик электрода погружается в сварочную ванну, аппарат «чувствует» это и выключает сварочный ток. В результате нет удерживающей силы, Вам не требуется наклонять держатель влево-вправо, чтобы оторвать электрод от поверхности. Обмазка расходника не осыпается при этом.
Функция «Форсаж дуги» тоже помогает при сварке тонкого металла на обратной полярности. Когда электрод вот-вот прилипнет, инвертор автоматически повышает силу тока на 10 А, сохраняя электрическую дугу. Как только Вы восстановили воздушный зазор, аппарат сам понижает силу тока до прежнего значения, исключая прожоги.
Ответы на вопросы: особенности прямой и обратной полярности при сварке
Изучаем прямую и обратную полярность при сварке
Направление движения электронов регулируется с помощью полярности путём переключения проводов на клемму «плюс» или «минус». То есть, при работе со сваркой постоянного тока возможны два варианта настройки:
Прямая и обратная полярность подключения при сварке инвертором используется в зависимости от поставленных задач и качества материалов. При переменном токе тип подключения неважен, а при постоянном есть возможность менять полярность вручную.
Значение полярности для сварки
Постоянный ток создаёт термическое (анодное) пятно. Меняя полярность, можно его перемещать от электрода к заготовке. Основной нагрев создаётся на плюсовом гнезде, поэтому при прямой полярности сильнее нагревается заготовка, а при обратной – электрод. Таким образом формируются возможности инвертора в зависимости от характеристик металлов:
Если заготовка и электрод имеют характеристики, требующие противоречивых настроек, придётся найти компромиссный вариант, регулируя силу тока и время обработки шва. С опытом приходят и знания, позволяющие решать любые задачи.
Виды сварки
Ручная сварка дугой с помощью плавящегося электрода (ММА)
Здесь его роль играет особая плавящаяся проволока, покрытая шлаком. Способ очень популярен, но специалисты считают его не самым лучшим вариантом для получения качественных швов, если изделие по составу является сложным сплавом. Во время плавления проволока соединяет нужные детали, а её покрытие очищает от грязи и защищает от кислорода сварочную ванну. Способ подходит для сварки чугуна, чёрных металлов.
Сварка полуавтоматическая
Электродом является проволока, автоматически попадающая в зону сварки. Аппарат находится в режиме ручного передвижения, поэтому данный способ не подходит для обработки большой рабочей зоны, его используют для сварки тонких листов, цветных металлов, высоколегированной стали. Применяется как постоянный, так и импульсный ток. При использовании порошковой проволоки газ не нужен, в остальных случаях сварка током производится в среде активных или инертных защитных газов. Возможна сварка электродом без его плавки.
Сварка в среде защитных газов
Технологический процесс подразумевает использование газа аргона. Электродом выступает неплавкий вольфрамовый либо графитовый стержень. Применение аргона очищает сварочную ванную от всех ненужных примесей и окислов. Образование шлака исключено, шов получается качественным и чистым, но сварка в среде защитных газов – довольно дорогая технология, требующая серьёзных навыков.
Разные типа сварки используются и в зависимости от условий работы сварки. Например, для ремонта кузовов автомобилей в сервисах используют дуговую сварку полуавтоматом с помощью среды защитного газа, что позволяет создавать качественную сварочную работу при её невысокой стоимости. Прямая и обратная полярность при сварке инвертором позволяет регулировать глубину плавления для любого типа сварочных работ.
Технология ручной сварки дугой
Дуговая сварка – самый распространённый тип сварки металла. Способ универсален, технологически прост и позволяет получать сварочные швы хорошего качества в непроизводственных условиях. Электроток сварочного источника образует дугу между изделием и электродом. На нём сгорает покрытие (флюс), выделяя газ, очищающий рабочую область от кислорода.
По форме и типам соединений сварочные швы разделяются на:
Разные углы наклона электрода позволяют создавать разные по типу швы. Самый удобный промежуток – между 45 и 90 градусами, при котором сварочная ванна полностью в зоне видимости. С опытом приходит и понимание, как именно нужно менять угол наклона.
Обычно сварочные аппараты комплектуются кабелем массы с держателем зажимного типа. С первого взгляда, это удобно, такое приспособление можно надежно закрепить к практически любой поверхности (листы, металлопрокат и прочие). Но бывают ситуации, когда нет возможности установить такую массу на заготовку или, еще чаще, она перегорает. Неплохой альтернативой станет магнитный контакт сварочного кабеля.
Главная задача для новичка – научиться «вести» сварочный шов. Основной металл прогревается до состояния расплавления, формируя сварочную ванну. В зависимости от ситуации сварщик меняет установки тока, ориентируясь на состояние ванны. Начинать нужно с настроек, рекомендованных производителями, а дальше постепенная практика поможет понять и правильно использовать все возможности инвертора.
Как использовать прямую и обратную полярность при сварке
Что означает полярность при сварочных работах
В инверторных сварочных аппаратах для обозначения полярности используются надписи
Рассматривая вопрос полярности, понятно, что сварка в этом случае осуществляется током постоянного напряжения. Клеммы сварочного инвертора, куда подсоединяются силовые кабели держателя электрода и массы, обозначены значками «+» и «-». Обычно, подключая такой прибор и начиная его эксплуатировать, многие, руководствуясь инструкцией или рекомендациями знакомого специалиста, не задумываются, почему на конкретную клемму вешают именно этот, а не другой провод.
А разница все-таки есть, и здесь сокрыт недвусмысленный физический закон движения заряженных частиц – электронов. Электроны, обладая отрицательным зарядом, всегда движутся от минуса к плюсу в любой схеме, включая инвертор. При сварке можно подключить электрод как к плюсовой клемме, так и к минусовой – все будет работать. Но электроны в том и другом случае будут двигаться в разных направлениях по цепи, это отразится на процессе и конечном результате.
Если схему собрать так, что плюс от инвертора идет на стальную заготовку (свариваемая деталь), потом через дуговой промежуток, сварочный электрод к минусу инвертора, то такое соединение получило название прямой полярности при сварке. В этом случае анодом выступает деталь, а катодом — электрод. Место соединения на детали будет греться сильнее, чем кончик электрода, приблизительно на 700 градусов по Цельсию.
Схема подключения кабелей аппарата для сварки, когда плюс от инвертора приходит на сварной электрод, потом через дуговой промежуток попадает на рабочую деталь и минус инвертора, получила название обратной полярности при сварке. Здесь уже электрод будет греться сильнее, так как анодное пятно будет на нем, катодное – в области соединения стальных заготовок.
Зачем все это нужно
При сварке постоянным током на кончике электрода образуется термическое пятно, которое обладает высокой температурой. В зависимости от того, какой полюс подключен к электроду, будет зависеть и температура на его кончике, а соответственно будет зависеть режим сварочного процесса. К примеру, если подключен к расходнику плюс, то на его конце образуется анодное пятно, температура которого равна 3900С. Если минус, то получается катодное пятно с температурой 3200С. Разница существенная.
Необходимо добавить, что режим обратной полярности применяют также при стыковке высокоуглеродистых и легированных сталей, нержавейки. То есть, тех видов металлов, которые чувствительны к перегреву.
Внимание! Так как на анодном и катодном пятне температура разная, то от правильного подключения сварочного аппарата будет зависеть расход самого электрода. То есть, обратная полярность при сварке инвертором – это перерасход электродов.
В процессе сварки постоянным током необходимо добиться того, чтобы металл заготовок прогрелся хорошо, практически до состояния расплавленного. То есть, должна образоваться сварочная ванна. Именно прямая и обратная полярность режима сваривания влияет на качественное состояние ванны.
При прямой полярности внутри ванны будет создана среда, которой легко руководить электродом. Она растекается, поэтому одно движение стержня создает направленность сварного шва. При этом легко контролируется глубина сваривания.
Кстати, скорость движения электрода напрямую влияет на качество конечного результата. Чем скорость выше, тем меньше тепла поступает в зону сварки, тем меньше прогревается основной металл заготовок. Уменьшая скорость, увеличивается температура внутри сварочной ванны. То есть, металл хорошо прогревается. Поэтому опытные сварщики выставляют на инверторе ток больше необходимого. А вот качество сварного шва контролируют именно скоростью перемещения электрода.
Что касается самих электродов, то выбор полярности обусловлен материалом, из которого он изготовлен, или видом обмазки. К примеру, использование обратной полярности при сварке постоянным током, в которой применяется угольный электрод, приводит к быстрому расходу сварных стержней. Потому что при высоких температурах угольный электрод начинает разрушаться. Поэтому этот вид используется только при режиме прямой полярности. Чистый металлический стержень без покрытия, наоборот, хорошо заполняет сварочный шов при обратной полярности.
Глубина и ширина сварочного шва также зависит от используемого режима. Чем выше ток, тем происходит увеличение провара. То есть, увеличивается глубина сварного шва. Все дело в погонной энергии на дуге. По сути, это количество тепловой энергии, проходящей через единицу длины сварочного шва. Но увеличивать ток до бесконечности нельзя, даже в независимости от толщины свариваемых металлических заготовок. Потому что тепловая энергия создает давление на расплавленный металл, что вызывает его вытеснение. Конечный результат такой электросварки при повышенном токе – прожог сварочной ванны. Если говорить о влиянии прямой и обратной полярности при сварке инвертором, то большую глубину проплавки может обеспечить режим обратной полярности.
Обратная и прямая полярность при сварке инвертором
В отличие от сварочного аппарата переменного тока, инвертор умеет работать только на «постоянке». Следовательно, у сварочного инвертора есть «минус» и «плюс» для подключения держателя электрода и кабеля с массой. Меняя подключения держателя и массы, можно добиться различных режимов сварки.
Рассмотрим, что даёт прямая и обратная полярность при сварке инвертором:
Прямая полярность — чтобы перевести инвертор в работу на прямой полярности, нужно держатель с электродом подключить к минусовому разъёму, а кабель массы к плюсовому. В данном случае большая температура будет приходиться не на кончик электрода, а на свариваемую заготовку. Режим сварки на прямой полярности даёт возможность качественно варить толстый металл и хорошо проваривать корень сварного шва.
Обратная полярность — при сварке в обратной полярности инвертор подключается следующим образом: к плюсу подсоединяется держатель с электродом, а к минусу — кабель массы. Таким образом, самая большая температура будет приходиться на электрод, а не на свариваемую заготовку. Это позволит варить тонкие металлы без прожога, ведь температура на кончике электрода, почти что на 1000 градусов меньше, чем при сварке в прямой полярности.
Сварка постоянным током (общие положения)
Сварка на постоянном токе имеет свои отличия. Поэтому купив сварочный инвертор, приготовьтесь привыкать, ведь это не старый трансформаторный аппарат.
Чтобы качественно варить инвертором, следует учесть некоторые особенности:
Прямая полярность при сварке инвертором даёт возможность хорошо прогреть основной металл, чтобы достичь образования нужной сварочной ванны. При обратной полярности, эффект совершенно другой, поэтому данный режим инвертора, предпочтителен для сварки тонких металлов.
Особенности процессов
При прямой направленности кабель для сварки соединяет свариваемый элемент с положительной клеммой аппарата. Таким образом положительный заряд доходит от инвертора к заготовке; отрицательный же подается посредством электрододержателя.
Данный тип подключения вызывает увеличение температуры на аноде (полюсе «+»), если сравнивать с катодом («-»). Это обуславливает сферу использования прямой полярности при сварке. Она применима для резки металлических конструкций, заготовок с толстыми стенками, а также в случаях, когда необходимо выделение большого количества тепла или создание высокой температуры процесса.
Обратная полярность при сварке инвертором — это подача отрицательного заряда на обрабатываемый металл, а положительного — на электрод. Ситуация с выделением тепла противоположная — на расходном элементе наблюдается избыточный нагрев, а у свариваемой заготовки — недостаточный. Поэтому обратную полярность при сварке используют, если необходимо минимизировать порчу заготовки при работе, а также для деликатных работ. Она используется для неразъемных соединений таких материалов, как:
Наиболее известные виды сварки, где используется подача тока обратной направленности — флюсовая электродуговая и в среде защитных газов.
На что влияет полярность сварки
Во время проведения соединения металлических заготовок инвертором или полуавтоматом на стержне появляется пятно с высокой температурой, зависящей от полярности. При получении расходником питания через положительную клемму пятно разогревается до 390°, пользование минусовой – 320 градусов. Сильный нагрев позволяет варить детали на большую глубину.
Полярность при сварке тонких деталей выбирают прямую. Она годится и для работы с чувствительными металлами: с высоким содержанием углерода, нержавеющими составами, легированными сталями. Они проявляют боязнь к перегревам, поэтому при их соединении используют низкие температуры, но расход стержней при этом методе увеличивается.
Особенности прямой и обратной сварки
Прямо-полярный метод рассчитан на:
Тепловым балансом дуги определяют характер распределения тепловой мощности.
Если случайно сменить полюс, рабочий процесс с постоянным током затянется, шов получится широким, а скорость сжигания расходников увеличится. Обратная полярность уместна при аккуратной проварке заготовки, без допускания прожогов. Такой способ применяется для обработки цветмета, при флюсовой сварке.
Различия при подключении
Отличие при подсоединении обусловлено полюсным перераспределением обрабатываемой детали и электродного держателя. При прямом методе электроны перемещаются к заготовке, на электродное окончание стремится минус. Дуга отличается повышенной компактностью и плотностью. На «обратке» плюс идет на держатель, место контакта термического пятна с металлом рассеянное.
Способ подсоединения полюсов обусловлен физическими параметрами и толщиной детали.
Преимущества и недостатки разных методов
Зная, что такое прямая и обратная полярность при сварке, нужно учитывать достоинства и недостатки обоих способов. Это позволит изменить подключение клемм, добиться лучшего результата работ.
Преимущества прямой полярности перед обратным методом:
Преимуществом прямой полярности является глубокая проварка детали.
Достоинства минусовой полярности в том, что схема подходит для аккуратной обработки тонких и специальных сплавов.
К недостаткам причисляют:
По каким критериям нужно выбирать полярность
Выбирая тип подключения сварочного аппарата, необходимо обращать внимание на ряд важных критериев. Это позволит не допустить брака или чрезмерного расхода материалов, обеспечить требуемую прочность соединения.
Толщина металлического листа
Детали, толщина которых не превышает 3 мм, часто прожигают. Для сварки подобных заготовок используют обратно-полярную схему, обеспечивая анодное термопятно на краю электрода. Такой подход уместен при обработке цветных, легированных материалов.
За окончательный нагрев изделий и держателя отвечает плюсовая клемма. На катоде выделяется меньше тепла, чем на аноде. При обработке тугоплавких сталей лучше использовать прямое подсоединение, когда температура достигает 4000 °C. Для металлов, меняющих характеристики при перегреве, подключают минусовую клемму. При прямо-полярной обработке шов углубляется, при «обратке» – сосредотачивается на поверхности.
Выбирая марку электродов, учитывают род тока. Для переменного напряжения подходят любые разновидности, поскольку полярность в этом случае не играет никакой роли. Для разновидностей ОК, ОЗС, МР рекомендуют обратное подсоединение. УОНИИ и подобные модификации рассчитаны на прямую схему. Рекомендации производителей указаны на упаковках. Многие сварщики предпочитают универсальные аналоги другим вариантам.
Присадки и прочие расходники
Тугоплавкие электроды, применяемые для создания дуги, чаще используют с прямой полярностью. Работа с наплавочной проволокой предусматривает применение только вольфрамовых элементов. Угольные аналоги неустойчивы к высокой температуре, становятся хрупкими и крошатся.
Выбор полярности
Первое, на что обращают внимание, тип электрода. Для тугоплавких, необходимых для розжига дуги, чаще нужна обратная полярность. Для работы с наплавочной проволокой выбирают только вольфрамовые стержни. Угольные не стойки к нагреву, становятся хрупкими, постоянно будут крошиться.
Второй важный критерий – толщина металла. Заготовки до 3 мм легко прожечь, лучше подключить к ним минус, чтобы анодное пятно сместилось вверх. Это правило верно для стального проката, легированных элементов, цветных сплавов, алюминия.
Главный закон при выборе полярности тока для сварки – за нагрев отвечает плюсовое гнездо. На аноде всегда выделяется больше тепла, чем на катоде. Разница огромная, при работе с тугоплавкими сталями с температурой плавления в пределах +3000°С доходит до 1000°С. То есть, если на катоде будет +3000°С, анод разогреется до +4000°С. К металлам, у которых от перегрева меняется зернистость, нарушается внутренняя структура, подключают минус.
Полярность актуальная при создании швов, работающих на изгиб, кручение. От глубины диффузного слоя напрямую зависит прочность соединения. Что необходимо помнить:
Зная основные правила выбора полярности, легче подбирать оптимальные сварочные режимы под различные виды заготовок. Можно добиться необходимой прочности соединения.
Плюсы и минусы двух методик
Оба способа сваривания металла имеют свои плюсы и минусы. Используя схему подключения прямой полярности можно выделить следующие особенности при работе:
Сварка металла методом обратной полярности, характеризуется:
При использовании метода обратной полярности сварку высоколегированных сталей необходимо осуществлять в строгом соответствии с технологическим процессом.
Как определить?
Узнать это не так сложно. Для начала нужно повернуть батарею лицевой стороной к себе. Она находится со стороны расположения наклеек с характеристиками и логотипом. Также и полюсные выводы находятся ближе к лицевой стороне.
На многих аккумуляторах можно сразу увидеть знаки «+» и «−», которые точно указывают полярность контактов. Другие производители указывают информацию в маркировке или выделяют токовыводы цветом. Обычно плюс имеет красный цвет, а минус синий или черный.
В маркировке обратная полярность обозначается литерой «R» или «0», а прямая литерой – «L» или «1».
Какую использовать?
Одним из важных критериев, на котором основывается выбор полярности электросварки, является состав покрытия сварочного электрода. В зависимости от материала электрода подбирается режим электросварки. Например, черные угольные стержни, которые имеют свойство быстро нагреваться, выбирать для сварки методом обратной полярности нецелесообразно. Такие электроды быстро разрушатся, и процесс электросварки будет постоянно прерываться, кроме того, они не подходят для тонкого металла.
Правильная подборка электрода в этом случае зависит от состава материала заготовки. Если взять электрод без покрытия, то при электросварке в условиях прямой полярности он будет хорошо плавиться и гореть, а если работать с такой проволокой в условиях переменного электротока, электрод без покрытия гореть не будет. Прочность и внешний вид сварного шва зависит от полярности расположения полюсов. Чтобы получить максимально глубокую проварку металла, потребуется применить технологию использования постоянного тока с обратной направленностью. При таком расположении полюсов максимальный набор тепловой энергии будет в области анода.
Применение электросварки с обратной направленностью тока считается наиболее востребованным. Сварочный аппарат может осуществлять подачу сварочной проволоки с определенной скоростью, от этого будет зависеть выбор определенных вариантов технологий сварки. Электрический ток обратной полярности применяется для работы в среде защитных газов, а сварка с прямой направленностью используется при работе с флюсовой порошковой сварочной проволокой.
Прямая направленность электротока применяется для работы с цветными металлами, когда для сварки металла используют электрод из вольфрама.
Прямая и обратная направленность электротока выбирается исходя из ряда факторов, главными из которых являются состав расходных материалов, применяемое оборудование, вид металла заготовки и ее толщина. Вне зависимости от того, какая полярность подачи электротока будет выбрана, имеются определенные нюансы, которые важно учитывать.
Известно, что используя постоянный электроток, можно получить сварочное соединение без наличия большого образования окалины из-за брызг. Остывший шов получается аккуратным и прочным. Такие характеристики шва объясняются тем, что при работе постоянным током не происходит частой смены полярностей, в отличие от работы переменным видом подачи электротока.
В случае, когда для сварочного процесса используются электроды плавящегося типа, то ввиду разницы нагрева между катодом и анодом возможны прожоги поверхностей заготовок. Чтобы избежать прожога заготовки в участке подсоединения ее к электрокабелю, используют прижимную струбцину.
Заряд, который несет кабель, не играет роли – в том и другом случае струбцина выступает в качестве дополнительной защиты заготовки.
Режимы полярности в дуговой сварке
Для соединения металлов путем ручной дуговой сварки используется электрическая дуга. Для её возникновения нужен источник переменного или постоянного тока, а также плавящиеся электроды. Электрическая дуга возникает при коротком замыкании электрода со свариваемым металлом.
Очень важно для удержания стабильной и ровной сварочной дуги выдерживать небольшое расстояние между кончиком электрода и металлом, порядка 3-5 мм (длина сварочной дуги).
Источники переменного тока не имеют смены полярности по причине хаотичного движения заряженных частиц. Поскольку переменный ток постоянно меняет заряд с положительного на отрицательный, то здесь не важно, где будет плюс и минус, на электроде или заготовке.
При сварке постоянным током, когда заряженные отрицательные электроды постоянно перетекают в одном направлении, от минуса к плюсу, возникает такое понятие как полярность. Следовательно, меняя вывода подключения источника сварки можно выставлять различные режимы полярности.
Сварка на постоянном токе имеет свои преимущества:
У источника постоянного тока есть два вывода, к которым можно подсоединить держатель массы и электрода. Один вывод плюсовой, другой минусовой. Подключая держатель электрода к плюсу или, наоборот, к минусу, мы тем самым получаем две различные полярности в сварке — обратную и прямую.
Зависимость от рода напряжения
Если варить на переменном токе, дуга тухнет и разгорается при прохождении синусоидой нуля. На высокочастотном напряжении это изменение визуально незаметно. Род тока обуславливает дуговое постоянство. На аппарате с постоянным показателем возможности по сварке расширены, поскольку можно поменять направление перемещения электронов и дуговую плотность. Это повлияет на соединительное усилие.
Влияние рода и полярности тока объясняется выделением различного количества теплоты.
На генераторах переменного напряжения кабель подключается в любой конфигурации. Следует учитывать тип тока при подборе электродов. На коробке или в инструкции к расходникам указаны рекомендуемые параметры. Практичнее работать с универсальными элементами, рассчитанными на возможность изменения полюсов.
Отличия при работе с инвертором и полуавтоматом
На терморежим электродного кончика при сварке (постоянный ток) влияет полюсность. С плюсовым подключением показатель достигает почти 4 000 г, на минусе – на 1000 г меньше. Используя прямую и обратную полярность при сварке инвертором, можно точнее корректировать рабочий процесс. Во втором случае расходники сгорают быстрее.
Особенность сварки полуавтоматом – наличие присадки-проволоки, подаваемой равномерно. Швы ровные, аккуратные за счет равномерного прогрева металлов. Рабочий процесс облегчает встроенный преобразователь электронного типа. Прямая агрегация клемм уместна для стандартной порошковой проволоки.
Постоянный ток обратной полярности на полуавтомате используется для ионизации защитного газа, флюсовых присадок.
Закономерности выбора
Почему для одних работ выбирается обратная, а для других — прямая полярность при сварке? Ответим на сей вопрос, рассмотрев термические особенности процесса с использованием обратной направленности.
При горении сварочной дуги на заготовке на конце электрода появляется пара участков, именуемых анодным и катодным пятнами. Разность их температур порой доходит до 800 градусов Цельсия (в пользу анодного). То есть количество тепла, выделяемое на заготовке во время работы, достаточно велико, а способ больше подходит для качественного провара швов.
Примечательно, что при работе постоянным током прямой полярности скорость сгорания металла электрода ниже на 20-40%. А для переменного тока соблюдение полярности не актуально вовсе — его особенность в том, что направление тока меняется по 100 раз за единицу времени.
Правила выбора полярности
Главный критерий выбора прямой или обратной полярности при сварке — материал покрытия электродов. Например, угольные расходные элементы очень быстро разогреваются при подключении элементов обратным способом и, как следствие, разрушаются. Проволока же, не имеющая какого-либо покрытия, хорошо горит при прямой полярности, а при использовании переменного тока вовсе не горит.
Габариты и форма получаемого шва также зависят от расположения полюсов. Например, более глубокая проплавка возможна при постоянном токе обратной направленности, что обусловлено увеличенным теплообразованием на аноде и катоде.
Немаловажно помнить — чем быстрее осуществляется сварочный процесс, тем ширина шва и глубина провара становятся меньше.
Основное отличие в подключении
В случае прямой полярности сварочный кабель подключается к положительной клемме аппарата, так что носители электрических зарядов поступают к нему через обрабатываемое изделие. Отрицательный же полюс притока зарядов образуется в районе основного инструмента сварщика – держателя с электродом.
Описанное различие прямой и обратной полярности подключения к инверторам оказывает существенное влияние на температурный режим в зоне сварки.
Так, прямое подсоединение увеличивает температуру на анодном полюсе дугового разряда (знак «+») в сравнении с катодным контактом (знак «-»). Этим эффектом и обуславливается возможная сфера применения прямой полярности при проведении сварочных работ.
Прямая направленность тока обеспечивает выделение значительных количеств тепловой энергии со стороны заготовки. Вследствие этого прямую полярность можно применяться для резки крупногабаритных металлических конструкций и массивных стальных изделий с толстыми стенками.
При обратном включении картина распределения выделяемой тепловой энергии совершенно другая. В этом случае избыток тепла наблюдается на электроде сварочного инвертора, а со стороны обрабатываемой заготовки его уровень заметно понижается.
Вот почему обратная полярность используется в тех случаях, когда нужно свести к минимуму риски выбраковки заготовок, а также при проведении ювелирно выверенных, точных работ.
Обратную полярность применяют также при сварке тонколистовых материалов и сталей различной степени легирования, чувствительных к перегреву. Наибольшее распространение получило использование тока обратного включения при работе под флюсом, а также в среде инертных газов.
Постоянный и переменный ток
Помимо прямой и обратной полярности подачи напряжения, большое влияние на сварку оказывает род тока (постоянный или переменный). Зависимость сварочного процесса в этом случае проявляется в том, что при сварке постоянным током прямой направленности электрод выгорает значительно дольше.
Род и полярность тока, как факторы, совместно влияющие на особенности сварки, имеет смысл рассматривать лишь для постоянного напряжения.
При формировании электрической дуги в режиме переменного тока понятие полярности автоматически исключается из рассмотрения.
Влияние типа питающего напряжения (постоянное или переменное) сказывается при выборе оборудования для сварки. Оно выражается в следующих разноречивых факторах:
По этой причине при большой нестабильности эксплуатируемой сети лучше всего приобретать обычный трансформаторный агрегат, работающий в режиме переменного тока (в какой-то мере жертвуя качеством).
В противном случае встроенные в инверторы электронные системы будут автоматически отключаться в самый неподходящий момент.
Можно ли менять полярность на сварочном инверторе
Сварочный инвертор-полуавтомат является разновидностью оборудования, позволяющего получать ток большой силы и преобразовывать его в энергию, необходимую для поддержания сварочной дуги. Благодаря инвертору можно менять силу тока и режим полярности при сварке.
Сварочный инвертор.
На передней панели прибора расположены две клеммы с маркировкой в виде «+» и «-«, к которым подсоединяются сварочные кабели. При прямой полярности «+» подается на клемму, подсоединенную к детали, а «-» к электроду. Полярность при сварке инвертором тонкого металла меняется достаточно легко. Для этого нужно поменять местами соединения с полюсами.
Что такое полуавтомат?
В данном сварочном оборудовании вместо привычного электрода используется проволока, поступающая в место сварки с заданной сварщиком скоростью. Чаще всего она плавится в среде защитного газа. MIG – сварка полуавтоматом в среде инертного газа (аргона, гелия и т. д.), а MAG – сварка полуавтоматом в среде активного газа (CO2 и смесей). Самой доступной, и поэтому распространенной, считается углекислота.
Полуавтоматическая сварка также предусматривает использование порошковой (флюсовой) проволоки, которая позволяет за счет входящих в ее состав присадок исключить из процесса сварки баллон с газом. Полуавтоматом можно варить изделия и детали из алюминия, углеродистой, низкоуглеродистой стали, никеля, меди и магния.
Технические условия для выбора полярности
Полярность соединения выбирается исходя из технических условий, необходимых для решения конкретной задачи. Путем изменения типа подключения можно получить концентрацию горячего анодного пятна или на самой заготовке, или на электроде. Непосредственный нагрев осуществляется за счет плюсовой клеммы, поэтому прямое подключение к ней приводит к разогреву данного участка.
Эта особенность подключения дает возможность выбирать рабочий режим с учетом следующих факторов.
Полярность при сварке без газа
Полярность – это направление потока электричества в цепи сварочного аппарата.
При прямой полярности электрод (проволока) – это минус, а свариваемый металл (заземление) – это плюс. При обратной полярности электрод – плюс, а свариваемый металл – минус.
Для сварки при помощи порошковой проволоки используется прямая полярность (проволока – минус, заземление — плюс).
При сварке с газом – электрод (+), масса (-).
Полярность, с которой будет нормально работать порошковая проволока, зависит от её состава. Бывают и такие, которые будут нормально сваривать с любой полярностью.
В большинстве случаев, при сварке без газа сварочный аппарат должен быть настроен с позитивным заземлением и негативным электродом. Это даст больше мощности для плавления порошковой проволоки.