Полярность сварочного тока при сварке

Сварку с применением силы постоянного тока различают двух основных видов:

процесс сварки с прямой полярностью; процесс сварки с обратной полярностью.

В первом случае к электроду подведён минус, в то время как к изделию плюс. Сварка постоянным током обратной полярности подразумевает ситуацию, когда изделие получает минус, а электрод – плюс.

Влияние полярности при сварке

На что оказывает влияние полярность постоянного тока?

Сварка прямой и обратной полярностью образует на кончике электрода катодное и анодное пятно. В процессе сварки катодное пятно образуется на минусе, в то время как анодное – на плюсе.

В районе анодного пятна температура намного больше (до 3900 о С), нежели в районе катодного пятна (до 3200 о С). Во время сварки прямой полярности большая часть тепла концентрируется на самом изделии, из-за чего происходит углубление корня шва.

Именно поэтому сварка обратной полярностью применяется в основном на изделиях из тонколистовой стали или при необходимости сварки легкоплавких металлов. Сварку с обратной полярностью практикуют также при работе с нержавеющими, легированными и высокоуглеродистыми сталями, которые очень чувствительны к перегреву.

ВАЖНО: во время сварки с переменным током, полярность может изменяться очень резко (до 100 раз за секунду), поэтому правило соблюдения полярности при таком процессе отсутствует.

Особенности сварки постоянным током (общие положения)

Независимо от того, какая полярность сварочных электродов применяется в работе, сварка прямой и обратной полярностью имеет некоторые особенности:

  • рекомендуется применять прижимную струбцину (она не позволит повредить свариваемую деталь в том месте, где подсоединяется кабель с отрицательным или положительным зарядом из-за появления микрозарядов);
  • в сравнении с процессом с применением переменного тока сварка с использованием постоянного тока признана более «аккуратной», то есть при работе не образуется такого количества брызг металла, а сам сварочный шов более ровный;
  • из-за того, что катод и анод всегда нагреваются не одинаково, от метода подключения будет зависеть, сколько с плавящегося электрода будет переноситься металла на обрабатываемую деталь.

Сварка током прямой полярности

Прямая полярность сварки – это сварка деталей, к которой сварочный кабель подключён с клеммой «+» сварочного аппарата. На электрод в это время поступает отрицательный заряд через электродный держатель.

Так как на аноде, который является положительным полюсом, температура намного выше, ток прямой полярности лучше всего использовать в работе с деталями из толстостенной стали. Характерной особенностью полярного типа подключения принято считать тот факт, что наиболее эффективная сфера его применения та, где требуется как можно выше температура.

Сварка током обратной полярности

Сварка постоянным током обратной полярности подразумевает подключение к свариваемой детали отрицательного заряда клеммы с «–». На электрод в это время поступает положительный заряд через электродный держатель.

Сварка обратной полярностью обеспечивает выделение большего количества тепла на электроде, в то время, когда нагрев детали, наоборот, уменьшается. Благодаря этому производится более «деликатная» сварка, которая существенно снижается вероятность образования прожига в детали.

Именно поэтому такой тип сварки рекомендуется применять в случаях необходимости сварки тонких листов стали, легированной или нержавеющей стали, других сплавов, которые чувствительны к перегреву.

Управление процессом сварки

Сварка постоянным током (полярность) – это задача прогреть как можно лучше основной металл до расплавления, чтобы образовалась сварочная ванна. Если, к примеру, ток будет слишком мал, то сварочная поверхность металла не будет прогрета надлежащим образом. Если же ток будет слишком высок, то металл прогреется настолько хорошо, что дуга будет проникать внутрь, отталкивая металл назад.

Прямая полярность сварки помогает организовать такую среду, в которой сварочная ванна будет растекаться, движением электрода можно будет легко руководить всем сварочным процессом.

Чем быстрее будет передвигаться электрод, тем меньше тепла будет поступать на поверхность основного металла, поэтому он будет не так хорошо прогреваться. Если перемещать электрод медленнее, то тепла будет поступать больше, следовательно, металл будет прогреваться значительно лучше.

ВАЖНО: профессиональные сварщики сразу ставят чуть больше ток сразу, а скорость сварки просто регулируют электродом (скоростью его перемещения по поверхности свариваемого изделия). Во время окончания шва рекомендуется наплавлять немного больше металла, чтобы не образовывался кратер.

Еще по этой теме на нашем сайте:

  1. Что такое журнал сварочных работ – пример заполнения сварщиком
    Этот вид журналов относится к технической документации. В этом документе отражается полный объем всех работ, выполняемых сварщиком. Кроме этого, здесь отражено качество, время выполнения той.
Читайте также:  Покраска хромом своими руками

Сварочные швы и соединения — виды сварочных швов и обозначения
Сварочные соединения используются во многих отраслях промышленности. Такое соединение применяется для неразъемного скрепления различных металлических элементов с помощью расплавления. В результате этого образуются сварочные швы.

Дефекты сварочных швов — проверка и контроль сварочных швов
Все встречающиеся дефекты швов можно разделить на три группы. В статье для большей наглядности представлены сварочные швы (фото) и их изъяны.

Где можно купить сварочную проволоку для полуавтомата
Чтобы купить сварочную проволоку для полуавтомата, надо хорошо разбираться в этом изделии и знать его среднюю стоимость. Для каждого конкретного случая требуется материал с такими.

При выполнении сварочных работ основное внимание уделяется соединению стыкуемых деталей. Данный фактор во многом зависит от правильных настроек сварочной аппаратуры. Работая с полуавтоматами, следует настраивать не только силу тока, но и устанавливать нужную полярность при сварке инвертором. Настройки, установленные по умолчанию, не позволяют в полном объеме решать поставленные задачи, особенно, когда дело касается редких материалов или высоколегированных сталей. Тем не менее любой инвертор можно настроить в нужном режиме и получить качественный шов.

Как влияет на сварку прямая и обратная полярность

Само понятие полярности, применительно к сварочной аппаратуре, означает тот или иной вариант подключения, связанный с текущими процессами и необходимостью решения конкретной задачи. Для того чтобы изменить полярность, достаточно всего лишь поменять местами клеммы подключения. Ток изменит свое направление и физические процессы, а сама сварка в каждом случае будут протекать по-разному.

Существует два вида полярности, настраиваемые перед выполнением работы:

  • Прямая полярность. Устанавливается на аппаратуре перед началом соединения толстых заготовок с глубокими швами. В данном случае электрод подключается к минусу, а свариваемый металл – к плюсовой клемме. Благодаря прямой полярности, в процессе сварки возникают так называемые анодные и катодные пятна. Более горячее анодное пятно появляется со стороны заготовки. За счет этого основной металл расплавляется на большую глубину, позволяя сваривать чугунные, алюминиевые и другие заготовки из сложных металлов.
  • Обратная полярность. При таком подключении плюс соединяется с электродом, а минус – с металлической заготовкой. Анодное пятно с повышенной температурой возникает уже на противоположной стороне, то есть, на электроде. Металл остается относительно холодным, а электрод разогревается. Этот способ соединения позволяет сваривать тонкостенные заготовки.

В соответствии с конкретными задачами, сварщиком настраивается прямая и обратная полярность при сварке инвертором. Некоторые молодые специалисты не знают всех особенностей настройки, поэтому у них иногда возникают сложности с прогревом и проплавлением заготовок из разных материалов. Рекомендуется сначала изучать техническую документацию инверторной сварки и проверять теорию практическими действиями.

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.

Толщина металлической заготовки

При сваривании деталей со средней и большой толщиной следует воспользоваться прямым подключением. В этом случае тепловая энергия концентрируется на самом изделии, способствуя получению глубокого сварного шва. В этом же режиме возможна резка металлов, независимо от их толщины. Для сварки тонких листовых металлов рекомендуется использовать обратную полярность, когда основное тепло сосредоточено на электроде. За счет этого удается избежать перегрева заготовок, а плавление электрода будет происходить намного быстрее.

Типы свариваемых металлов

Возможность изменения места расположения анодного теплового пятна позволяет выбрать режим работы, максимально эффективный для конкретной детали. Например, при сварке чугуна или нержавеющей стали при сварке инвертором применяется обратная полярность, чтобы не перегреть сплав и сформировать надежное соединение. Алюминий, наоборот, нужно варить в режиме прямого подключения, чтобы как можно быстрее преодолеть окислительную пленку. Существуют рекомендации по настройке аппаратуры под конкретные сплавы, которые следует внимательно изучить и использовать на практике.

Тип сварочной проволоки или электрода

Данные компоненты также отличаются индивидуальными особенностями режимов температур, которые во многом зависят от используемых флюсов. Если сварка производится угольными электродами, то подключение в режиме обратной полярности не подходит, поскольку флюс подвергнется сильному перегреву и электрод станет непригоден для работы. В таких случаях выбор наиболее подходящих настроек полностью зависит от типа флюса и проволоки.

Иногда для металла и электродов требуются совершенно разные настройки, и сварщику приходится подбирать наиболее оптимальное совмещение рабочих циклов с силой тока. Кроме того, нужно обязательно учитывать рекомендации завода-изготовителя, отраженные в технической документации.

Читайте также:  Как починить утюг филипс

Особенности сварки с прямой и обратной полярностью

Прямая и обратная полярность инвертора обладают индивидуальными свойствами, которые нужно обязательно учитывать при выполнении сварочных работ.

Особенности сварки при подключении инвертора с прямой полярностью:

  • Электроды и присадочные материалы во время работы расплавляются и переносятся в сварочную ванну в виде крупных металлических капель. Это приводит к увеличенному разбрызгиванию металла и росту коэффициента проплавления.
  • Режим прямого подключения отличается нестабильностью электрической дуги.
  • С одной стороны заготовки глубина проваривания снижается, а с другой – снижается количество углерода, внедряемого в металлическую массу детали.
  • Металл нагревается правильно, его структура не нарушается и остается неизменной.
  • Сварочная проволока или электрод нагревается меньше, что дает возможность при необходимости увеличить силу тока.
  • Отдельные сварочные материалы отличаются увеличенным коэффициентом наплавки, особенно, когда в активных и инертных газах используются плавящиеся электроды. Такой же эффект получается при взаимодействии присадок с некоторыми типами флюсов.
  • Прямая полярность при сварке оказывает влияние на структуру материала, остающегося внутри шва между сваренными металлическими деталями. Получается состав с содержанием марганца и кремния при полном отсутствии углерода.

Обратная полярность при сварке инвертором обязательно используется, когда свариваются заготовки из тонких листовых металлов. Этот процесс требует внимания и осторожности, поскольку велика вероятность прожечь и испортить материал. Данный режим подключения дополняется другими методами, позволяющими избежать неосторожных повреждений.

Среди них можно выделить следующие:

  • Понижение силы тока, вызывающее уменьшение температуры на поверхности заготовки.
  • В процессе сварки рекомендуется использовать прерывистый шов. Вначале свариваются несколько участков в разных местах, после чего они соединяются между собой в единое целое. Данная схема может меняться, в зависимости от конкретных условий соединения металлов. Таким образом, удается предотвратить деформацию металлических заготовок, особенно, если их длина превышает 20 см. Большее количество отрезков делает каждый участок более коротким, и металл за счет этого намного меньше коробится.
  • Сварка слишком тонких заготовок осуществляется с периодически прерывающейся электрической дугой. Электрод быстро выходит из рабочей зоны и тут же возвращается на место и поджигается. Процесс выполняется практически непрерывно.
  • При соединении внахлест прижим заготовок друг к другу должен быть максимально плотным и герметичным. Наличие даже незначительного воздушного зазора может вызвать прожигание детали, расположенной сверху. Создать плотное прилегание можно каким-нибудь грузом или струбцинами.
  • Выполняя соединение встык, необходимо обеспечить минимальный зазор между свариваемыми изделиями. В идеальном варианте зазор должен вообще отсутствовать.
  • Если тонкие листовые заготовки имеют слишком неровные кромки, то в этом месте под сварочным стыком укладывается материал, компенсирующий избыточное тепло. Лучше всего для этих целей подходят медные или стальные пластины, толщину которых желательно выбирать как можно больше.

Новичкам, только начавшим осваивать данный вид соединения, рекомендуем проводить тренировочную сварку с обратной полярностью на испорченных металлических листах. Это даст возможность прочувствовать все особенности процесса и в дальнейшем избежать прожогов и других дефектов.

Прямая и обратная полярность при сварке инвертором (или любым другим сварочным аппаратом) задает тон всему рабочему процессу и правильный выбор этого параметра напрямую влияет на качество сварного соединения. При обратной полярности к металлическим деталям подают «минус», а к электроду подводят «плюс». В случае с прямой полярностью все наоборот. И это всего лишь одна из нескольких особенностей, которые нужно учесть при сварке. Но сегодня мы остановимся именно на обратной полярности.

В этой статье мы подробнее расскажем про обратную полярность при сварке. Вы узнаете, что такое обратная полярность, при каких условиях выбирается данный тип направленности тока, какое оборудование используется в работе с обратной полярностью и как настроить аппарат, чтобы выполнить работу качественно и быстро.

Общая информация

Что такое обратная полярность при сварке? Обратная полярность тока — это процесс подачи положительного электрического заряда на электрод, а отрицательного электрического заряда — на свариваемую металлическую деталь. При этом тепло распределяется в обратной последовательности: электрод существенно перегревается, а деталь наоборот не прогревается вовсе. По этой причине обратной полярностью при дуговой сварке пользуются в особых случаях, когда велик шанс деформировать металл при высокой температуре или требуется выполнить очень аккуратный шов. За счет воздействия высокой температуры металл легко прогревается, шов формируется быстро и ровно.

Обратная полярность просто необходима при сварке нержавейки, тонкого металла, легированной и высокоуглеродистой стали, алюминия и прочим сплавов, легко подвергающихся перегреву. Так, например, ток обратной полярности — обязательный спутник электродуговой сварки с применением флюса или сварки в среде инертного газа. У вас просто не получится качественно наплавить металл, если вы будете использовать, скажем, аргонодуговую сварку и установите прямую полярность.

Читайте также:  Формы для оловянных солдатиков

Многие новички все равно задаются вопросом, почему при некоторых работах используется обратная или прямая полярность при сварке инвертором? Постараемся объяснить подробнее. Обратная полярность применяется в работе, поскольку при горении дуги на конце сварочного стержня образуются участки с высокой концентрацией анодов и катодов. При этом температуры существенно отличаются, область анода может быть горячее области катода на 700 градусов по Цельсию!

Исходя из этого нетрудно догадаться, что при обратной полярности выделяется огромное количество тепла, что способствует качественному провариванию металла. Если для сварки того или иного металла этот показатель важен, то применяется обратная полярность. Прямая направленность тока используется во всех остальных случаях.

Кстати, при работе с постоянным током обратной полярности электрод сгорает значительно быстрее, чем при работе с прямой полярностью. Это связано опять же с избыточным нагревом стержня. Так что будьте готовы к перерасходу комплектующих. Если вы используете переменный ток, то выбор полярности не актуален вовсе, поскольку направление тока будет постоянно меняться во время работы.

Итак, повторим: полярность устанавливается только при работе с постоянным током. Обратная полярность применяется при сварке особых легко деформирующихся металлов, когда шов нужно сформировать быстро и качественно.

Сварка током обратной полярности не может ни отразиться на свойствах используемого в работе электрода. Через стержень проходит большое количества тепла, а это значит, что и сама деталь очень быстро нагревается, металл легко и глубоко проваривается, при этом практически не разбрызгивается (особенно, при сварке с флюсом).

Можно ли менять полярность прямо во время работы, если на сварочном инверторе (или любом другом типе оборудования) есть такая возможность? Вы, конечно, можете попробовать этот способ в качестве эксперимента, но мы не станем рекомендовать вам это. В этом просто нет необходимости. Но иногда бывают ситуации, когда вы начали работу не с той полярности и внезапно обнаружили это, поэтому хотите выставить другие настройки. Постарайтесь закончить начатое без изменения полярности (если требования к сварному шву не очень высокие). Да, электрод будет прилипать, но с этим нужно смириться. Если шов должен получиться качественным и красивым, то лучше начните работу заново, установив другую полярность.

Выбор полярности

Давайте еще немного времени уделим правильному выбору полярности. Помимо самого металла важно учесть и электроды или проволоку, которую вы используете в работе. Выбор прямой или работа на обратной полярности при сварке зависит от типа покрытия. Если вы работаете угольным электродом, то подключение обратным способом нежелательно, поскольку такие стержни быстро разрушаются при перегреве. Если вы используете проволоку, которая не имеет никакого покрытия вовсе, то она без проблем расплавится и при прямой полярности, но при использовании с переменным током она даже не нагреется.

Также на выбор полярности влияет то, какой шов вы хотите сделать, какие у него должны быть размеры и форма. При работе с постоянкой и обратной направленностью швы хорошо проплавлены, сварное соединение узкое и неглубокое, поскольку процесс сварки длится недолго из-за высоких температур.

Оборудование

Сварка постоянным током обратной направленности осуществляется только на сварочных аппаратах, предназначенных для такой работы. Выбор сварочного аппарата — это отельная немаловажная тема, поэтому в рамках этой статьи мы расскажем только самое главное. Прежде всего, ваш сварочный аппарат должен иметь возможность работать с разными режимами и подавать проволоку с разной скоростью. Так вы сможете варить аргоном или углекислым газом (это очень важно при сварке нержавейки), но не сможете варить порошковой проволокой, поскольку для этого необходима прямая полярность.

С помощью обратной полярности появляется возможность использовать в своей работе полуавтоматическое сварочное оборудование. Здесь держак и масса подключаются к «плюсу» и «минусу» соответственно. За счет этого флюс выгорает постепенно и полностью, сама сварка происходит в образовавшемся газовом облаке.

Вместо заключения

Выбор полярности при сварке постоянным током — задача не из легких, если вы начинающий сварщик. Нужно учесть все возможные нюансы, связанные с типом и толщиной металла, используемым в работе электродом или присадочной проволокой, а также удачно выбрать сварочный аппарат с нужным вам набором функций. Все это кажется чем-то очень сложным, но поверьте, с опытом вы будете настраивать аппарат и подбирать комплектующие, даже не задумываясь. Изучайте много теории и не забывайте применять ее на практике.

Расскажите в комментариях о своем личном опыте сварки на обратной полярности, если вы опытный мастер. Это будет очень полезно для новичков. Также делитесь этой статьей в социальных сетях. Желаем удачи в работе!