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.
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.
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.
Теперь обсудим, как полярность, а именно локализация нагрева, сказываются на процессе сварки.
Концентрация теплового пучка на изделии дает следующие результаты:
Сварка TIG цветных металлов, например меди, ведется на прямой полярности. Лучше всего применять такой режим при работах с металлами сечением от 4 мм и выше. Но тонкие листовые заготовки на прямой полярности будут прожигаться. Еще стороны может сильно "повести" при сварке и потребуется рихтовка деталей. Не получится использовать электроды для переменного тока при сварке постоянным с "плюсом" на держателе. Разбрызгивание металла при таком режиме тоже повышается.
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
Но кончик электрода от повышенного нагрева укорачивается тоже быстро, поэтому будет перерасход по материалам. Если обмазка электрода чувствительна к перегреву, то от удержания длительной непрерывной дуги покрытие может осыпаться, и голый стержень станет не пригодным для сварки. При снижении силы тока до минимального, дуга начинает "скакать" и управлять сварочной ванной становится сложнее, поэтому при сварке тонколистовой стали пригодятся дополнительные функции в инверторе, о которых упомянем ниже.
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 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.
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
При какой полярности шов более красивый внешне?
СкрытьПодробнее
При обратной. Тепло на кончике электрода выше, быстрее отделение капли, шов получается более чешуйчатым и без наплывов. Такой режим применим для лицевых сторон изделия, если толщину металла можно проплавить на обратной полярности.
На каком режиме снижается разбрызгивание металла при работе полуавтоматом?
СкрытьПодробнее
На обратной полярности брызг меньше. Если сварка ведется на лицевой стороне изделия и потом предстоит зачистка всех прилипших капель, лучше переключите полуавтомат на обратную полярность.
Как уменьшить ширину шва при обратной полярности?
СкрытьПодробнее
Чтобы шов был более узким при режиме обратной полярности, требуется быстрее вести электрод.
Электрод при резке становится красным, что делать?
СкрытьПодробнее
Скорее всего, у Вас подключена обратная полярность. Поменяйте силовые кабеля в гнездах местами. Работа при прямом подключении ("+" на изделии), экономит расход электрода на 20-40% и снижает его нагрев.
На какой полярности варить алюминий полуавтоматом?
СкрытьПодробнее
На обратной. Алюминий имеет низкую температуру плавления и при перегреве потечет. Поэтому тепловой пучек концентрируют на электроде. Но для разрушения оксидной пленки нужен полуавтомат с импульсом (Pulse), иначе глубокого провара не получится.
Остались вопросы
Оставьте Ваши контактные данные и мы свяжемся с Вами в ближайшее время
Обратная связь
Вернуться к списку
Правильное выполнение сварочных работ во многом зависит от выбранных настроек аппаратуры. В работе с полуавтоматическими установками важно не только правильно выбрать силу тока, но и установить нужную полярность. Заводская настройка (по умолчанию) не подходит для выполнения очень многих задач. Особенно, когда речь идет о соединении высоколегированной стали, цветных или редких металлов. Поэтому для получения сварочного шва хорошего качества необходимо должным образом настроить оборудование.
СОДЕРЖАНИЕ
Понятие полярность подразумевает определенный вариант подключения аппаратуры, который продиктован стоящей задачей и особенностями соединения определенных материалов. Для смены полярности достаточно просто «перекинуть» клеммы. После этого направление движения тока поменяется и, соответственно, изменятся физические процессы сваривания.
Существует только два варианта полярности, которые настраиваются перед работой:
В зависимости от поставленных целей и материалов сварщик выбирает на инверторе тот или иной вариант полярности. Молодые специалисты, которые не изучали теоретическую часть, нередко испытывают проблемы при работе с металлами малой или большой толщины. Поэтому очень важно внимательно изучить техническую документацию, которая идет в комплекте с инвертором. И только после этого можно приступать к практической части.
Основой для взвешенного выбора типа полярности служат технические условия, которых необходимо придерживаться во время сварки. Благодаря конкретному типу подключения более высокий температурный режим находится на заготовке или же на самом электроде. На окончательное решение влияют несколько важных факторов.
Прямое подключение лучше всего подходит для работы с заготовками малой и большой толщины. В этом случае заготовка разогревается лучше по сравнению с электродом, что дает возможность получить более глубокий шов. Этот режим отлично подходит и для резки металла. Для тонких листов лучше выбрать обратную полярность. Тогда основное тепло сосредотачивается на электроде и перегрев заготовки удается предотвратить.
Читайте также: Сварка тонкого металла инвертором
Изменение расположения теплового пятна позволяет выбрать наиболее подходящий режим работы под конкретную деталь. К примеру, нержавеющую сталь или чугун достаточно легко перегреть. В этом случае лучше подходит подключение с обратной полярностью, что дает возможность сформировать прочный и надежный шов. А вот алюминиевые сплавы нужно варить с прямой полярностью. В таком случае удается быстрее преодолеть окислительную пленку.
Условия зависят от типа флюса расходного материала. Для угольных электродов не подходит обратная полярность. При таком раскладе флюс будет перегрет и стержень станет непригодным для дальнейшего использования. Бывают случаи, когда материал флюса и заготовки выдвигают взаимоисключающие требования. Сварщику приходится проявлять максимум изобретательности, чтобы найти оптимальное смещение силы тока и выбрать подходящий рабочий цикл.
Читайте также: Сварка инвертором для начинающих
Каждый из способов сваривания металла обладает индивидуальными характеристиками. При работе инвертором с подключением методом прямой полярности отмечаются такие особенности:
Читайте также: Рейтинг лучших сварочных инверторов
Метод применяется в обязательном порядке, если приходится работать с тонкими металлическими листами. Существует вероятность испортить заготовку: ее реально расплавить в месте соединения. Избежать такого результата можно, используя такие методы:
Новичкам начинать практиковаться лучше с обратной полярностью. Это дает возможность уловить тонкости процесса и в дальнейшем не допускать прожогов или других дефектов.
Для улучшения качества и увеличения скорости работ, вы всегда можете воcпользоваться нашими сварочными столами собственного производства от компании VTM.
Читайте также: Зависимость силы тока от диаметра электрода
Прямая и обратная полярность при сварке инвертором
Оцените, пожалуйста, статью
12345
Всего оценок: 62, Средняя: 3
Дуговая сварка – это один из видов процесса сварки плавлением, при котором основные металлы сплавляются под воздействием тепла для образования коалесценции. Требуемое тепло обеспечивается электрической дугой, образованной между положительной и отрицательной клеммами электрической цепи, встроенной в источник питания. Для сварки рабочий металл выполнен одним стержнем, а электрод - другим, и таким образом во внешней цепи между ними образуется дуга. Так как электроны всегда текут от отрицательного вывода к положительному выводу любой внешней цепи, то исходя из установленного соединения возможны два случая:
Однако, если источник питания обеспечивает переменный ток (AC), то оба состояния возникают одно за другим в каждом цикле. В основном источники питания для дуговой сварки могут обеспечивать постоянный или переменный ток. Некоторые современные источники питания также имеют возможность преобразования одного из другого (встроенного в преобразователь переменного тока в постоянный), поэтому эти источники могут обеспечивать питание как переменного, так и постоянного тока. Следовательно, дуговая сварка может выполняться на любой из следующих трех полярностей; однако каждый из них имеет определенные преимущества перед другими, как подробно описано в последующих разделах.
Полярность указывает направление протекания тока (другими словами – электронов) между опорными пластинами и электродом во внешней цепи. Помните, что направление потока тока считается противоположным направлению потока электронов.
При питании постоянным током (DC), когда электрод соединен с положительной клеммой, а базовые пластины - с отрицательной клеммой, это называется электродом постоянного тока с положительной полярностью (DCEP) или обратной полярностью постоянного тока (DCRP). Таким образом, электроны освобождаются от базовой пластины и текут к электроду через внешнюю цепь. Непрерывный поток лавины электронов в небольшом проходе производит дугу (источник тепла).
Электроны, испускаемые базовыми пластинами (отрицательная полярность), ускоряются из-за наличия разности потенциалов и могут ударяться об электрод (положительная полярность) с очень высокой скоростью. При ударе кинетическая энергия электронов преобразуется в тепловую энергию, что в конечном итоге приводит к сильному выделению тепла вблизи кончика электрода. По эмпирическому правилу считается, что две трети (66%) всего тепла дуги выделяется на электроде; тогда как только одна треть (33%) тепла выделяется на опорной плите. В результате происходит быстрое расплавление электрода и увеличение скорости наплавки металла (только для расходуемых электродов). С другой стороны, базовые пластины не плавятся должным образом из-за отсутствия достаточного количества тепла, и, таким образом, возникают различные дефекты, такие как недостаточное проплавление, отсутствие проплавления, высокое армирование и т. д. Однако поток электронов из базовой пластины удаляет масло, покрытие , оксидный слой или частицы пыли, присутствующие на поверхности базовой пластины (так называемое действие по очистке от оксидов).
В отличие от DCEP, когда электрод соединен с отрицательной клеммой, а базовые пластины с положительной клеммой, это называется отрицательным электродом постоянного тока (DCEN) или прямой полярностью постоянного тока (DCSP). Таким образом, электроны текут от электрода к опорным пластинам. Следовательно, на опорной пластине выделяется больше тепла, чем на электроде, поэтому скорость осаждения металла снижается. Также устраняют различные дефекты, вызванные непроваром основного металла. Но DCEN не обладает очищающим действием, поэтому могут возникнуть дефекты включения, если опорные плиты не будут должным образом очищены перед сваркой. Плюсы и минусы полярности DCEN обсуждаются ниже.
Полярность переменного тока дает преимущества как DCEN, так и DCEP; однако лишь в некоторой степени. С источником переменного тока в половине цикла электрод становится отрицательным, а в следующей половине цикла электрод становится положительным. Этот цикл повторяется 50 или 60 раз в секунду в зависимости от частоты питания (50 Гц или 60 Гц). Некоторые источники питания также предусматривают возможность изменения этой частоты.
Полярность является одним из решающих факторов, влияющих на качество сварных соединений. Перед сваркой сварщик должен выбрать соответствующую полярность в зависимости от требований, типа наполнителя, типа электрода и основного материала. В следующем списке показаны параметры, на которые обычно влияет полярность сварки. Подробнее читайте: Как полярность влияет на качество дуговой сварки?
Следует отметить, что при выборе полярности сварки необходимо учитывать большое количество факторов; однако ниже обсуждаются лишь несколько основных факторов. Необходимо соблюдать надлежащую осторожность при выборе полярности для конкретного приложения.
Источники питания для дуговой сварки могут подавать либо переменный, либо постоянный ток, либо обе формы тока. В случае полярности постоянного тока ток течет только в одном направлении; тогда как в случае переменного тока направление тока меняется на противоположное в каждом цикле (количество циклов в секунду зависит от частоты питания). Теперь при дуговой сварке основные металлы соединяются с одной клеммой, а электрод подключается к другой клемме. При наличии достаточной разности потенциалов непрерывный поток электронов между ними через небольшой зазор составляет дугу (основной источник тепла при дуговой сварке). В зависимости от соединений питание постоянного тока может обеспечивать две полярности, как показано ниже:
Прямая полярность постоянного тока и обратная полярность постоянного тока имеют соответствующие плюсы и минусы. Разница между прямой полярностью постоянного тока (DCSP) и обратной полярностью постоянного тока (DCRP) представлена в таблице ниже. Для лучшего понимания вы можете прочитать:
| Прямая полярность | Обратная полярность | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Электрод подключается к отрицательной клемме источника питания, а основные металлы подключаются к положительной клемме. | Неблагородные металлы подключаются к отрицательной клемме источника питания, а электрод подключается к положительной клемме. | |||||||||||
| При достаточной разности потенциалов электроны высвобождаются с кончика электрода и ударяются о поверхность базовой пластины. | Здесь электроны отрываются от поверхности опорной пластины и ударяются о кончик электрода. | |||||||||||
| 2/3 rd от общего количества тепла дуги выделяется вблизи опорной пластины, а остальная часть выделяется на конце электрода. | 2/3 rd всего тепла дуги выделяется на кончике электрода, а остальная часть выделяется вблизи опорной пластины. | |||||||||||
| Можно легко добиться надлежащего плавления основного металла. Так устраняется непровар и дефекты непровара. | Из-за меньшего выделения тепла вблизи опорной плиты может произойти неполное сплавление опорной плиты. | |||||||||||
| В случае плавящихся электродов скорость осаждения присадочного металла довольно низкая. | Скорость осаждения присадочного металла довольно высока, так как большая часть тепла выделяется на конце электрода. | |||||||||||
| Напряжение дуги и стабильность дуги не зависят от коэффициента излучения рабочего материала. | Напряжение дуги и стабильность дуги в значительной степени зависят от коэффициента излучения рабочего материала.УСЛУГИПРОЗРАЧНОСТЬ
СЕРВИС ДЛЯ ВАС
НОВОСТИО КОМПАНИИИНФОРМАЦИЯ
|
