Сварка переменным током обратной полярности. Что такое обратная полярность 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 , 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 . 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 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.

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. 
   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...

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...

Поделитесь со своими друзьями в соцсетях ссылкой на этот материал (нажмите на иконки):

В зависимости от ряда факторов, сварочная дуга, подаваемая при сварке постоянным током, может иметь прямую или обратную полярность. В первом случае к обрабатываемым элементам подводится заряд «плюс», а к электроду - «минус». Обратная полярность при сварке отличается подачей к электроду «плюса» и «минуса» к детали. Подробнее о специфике методов - далее.

Особенности процессов

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.

Какое оборудование использовать

Обратное направление востребовано в работе особыми установками. Специфика в том, что машина подает проволоку с некоторой скоростью на заготовку, поэтому возможен выбор нескольких типов сварки.

Например, в среде защитных газов (когда используется аргон или углекислый газ), либо с использованием проволоки, обработанной порошком. Обратная направленность тока применима при работе с газами, прямая - когда процесс выполняется порошковой проволокой (также известной как флюсовой).

Полуавтоматическая сварка предполагает ряд изменений процесса. Во-первых, подключение «держака» и «массы» меняется - на первом «плюс», на второй «минус» (обратная). Делается это для того, чтобы флюс выгорел полностью, а сварочный процесс произошел внутри образовавшегося газообразного облака. Металл будет меньше прогреваться, а разбрызгивание капель сведется к минимуму.

Прямая используется для сварки цветных металлов, когда рабочим расходным элементом выступает вольфрамовый электрод. Таким образом достигается увеличение температуры в зоне нагрева, что может быть критично для, например, алюминия.

В работе с переменным током задача пользователя - своевременно менять расходные элементы. Профессионалы же или продвинутые любители предпочитают постоянный ток как надежный залог качественной сварки. Работа с инвертором позволяет выбирать один из двух известных вариантов действий. Прямая и обратная полярность при сварке выступают способами, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Выбор направления диктуется рядом факторов, главные из которых - материал расходников и используемое оборудование.

Если вы знаете другие специфические особенности выбора параметров сварки, поделитесь информацией в комментариях к статье.

Полярность сварочного тока — один из важных параметров, влияющих на качество сварного шва. Ведь от него зависит направление движения тока, то есть электронов в металле, что влияет на процесс выполнения шва, горение дуги, формирование сварочной ванны и в результате — на качество сварного соединения.

По поводу физического смысла, а также терминов «прямая» и «обратная» я написал отдельную статью ранее. А сейчас я расскажу основные принципы использования прямой и обратной полярностей сварочного тока. И главное, что нужно знать: там, где «+», там греется больше. Соответственно, при сварке на токе при обратной полярности, когда «+» на электроде, он греется больше, чем в случае с прямой. А деталь, наоборот, больше греется при сварке на токе прямой полярности.

Тонкости и особенности

С деталью ситуация несколько более хитрая. Когда «+» на детали, получается шире пятно проплавления, но глубина при этом не больше, а то и меньше, чем когда на детали «-«. С «минусом» на детали пятно сварочной ванны меньше, но его глубина может быть не меньше, а то и больше, чем при сварке на токе прямой полярности. Благодаря этому, когда на детали «минус», получается лучше контролировать перемещение сварочной ванны.

Как это использовать на практике? Вариантов много. Обычно, по умолчанию используется прямая полярность сварочного тока — особенно, когда нужно сильно прогревать и проваривать детали. Обратная полярность используется в тех случаях, когда нужно точнее контролировать перемещение сварочной ванны. Например, это некоторые виды , особенно сверху вниз. Также сварка на токе обратной полярности может помочь при выполнении потолочных швов и — ведь в этом случае деталь прогревается меньше, а это позволит минимизировать стекание металла при выполнении вертикальных и потолочных швов и сквозное проплавление металла при сварке тонкого листа.

Полярность сварочного тока зависит также от электродов

Ещё один важный момент — это . Не все электроды позволяют использовать сварочный ток любой полярности. Например, электродами с основным видом покрытия сварку следует вести только с «минусом» на свариваемом металле. К таким электродам относятся, например, электроды УОНИ-13/55. В любом случае, всегда проверяйте соответствие фактически установленной полярности сварочного тока допустимой для конкретных используемых электродов.

Резюме

Итак, важно понимать, что выбор направления сварочного тока зависит от пространственного положения сварного шва, выбранных электродов, толщины металла и личных навыков сварщика. Если все эти условия будут соблюдены, то и швы будут получаться качественными, надёжными и эстетичными.

И главное — экспериментируйте! Я говорю это очень часто, потому что на самом деле, только эксперимент даст вам самые точные и правильные ответы на ваши вопросы!

Возможно, я раскрыл эту тему несколько сумбурно, поэтому, если у вас остались какие-то вопросы, пишите их в комментариях. А также обязательно расскажите о своём опыте использования прямой и обратной полярностей!

Графики, поясняющие процесс сварки постоянным током (б) и переменным (а)

Сварка с использованием сварочных аппаратов, которые работают на постоянном токе, сегодня нашла гораздо большее применение, нежели сварка аппаратами, которые работают на переменном токе. В первую очередь это связано с тем, что особенности сварки постоянным током позволяют существенно уменьшить количество присадочного металла электродов в сварочном шве. Во-вторых, при использовании сварки постоянным током удается добиться существенно уменьшения уровня окалины в сварном шве. Это значит, что соединение, которое получается в результате, обладает повышенной прочностью.
Электроды – одна из основных статей расходов при любых сварочных работах. Сварка постоянным током позволяет достичь существенного уменьшения показателей разбрызгивания электродов, а это значит – сокращение издержки материалов. В целом сварка переменным током позволяет повысить доходность процесса, при этом снизить затраты на изготовление деталей.
Немаловажное преимущество сварки постоянным током – это повышение производительности труда. Работа с постоянным током делает работу сварщика значительно проще, а значит – эффективнее и производительнее.
Сварка постоянным током может быть прямой и обратной полярности. Прямая полярность – это когда ток идет от минуса к плюсу и тепло концентрируется на изделии. Этот тип зачастую используют в механизированной сварке. Сварка постоянным током обратной полярности предполагает концентрацию тепла на торце электрода (то есть, минус – на изделии, а плюс – на электроде).
Стоит заметить, что потребности сварочного шва предполагают использование сварочного выпрямителя. Он может быть разного типа конструкции. Большинство этих выпрямителей используются в промышленности, поэтому они чаще всего работают на трехфазном токе частотой 50-60 Гц.
Сварка постоянным током обратной полярности позволяет увеличить глубину провара на 50%, по сравнению со сваркой постоянным током прямой полярности. Это объясняется тем, что на аноде и катоде выделяется различное количество теплоты. А вот во время сварки переменным током, глубина провара по сравнению с постоянным током обратной полярности ниже на 20%.
Диаметр электрода при сварке постоянным током зависит от положения сварки, толщины металла, вида соединения и формы кромок под сварку. Если речь идет о сварке встык, то диаметр электрода должен быть равным толщине свариваемого листа. При сварке листов большей толщины используют электроды диаметром от 4 до 6 мм.
Напряжение – величина, которая главным образом определяет ширину шва. А на такой параметр как глубина провара, напряжение не оказывает значительного влияния. Но и это не обязательно. Например, если при увеличении напряжения постепенно увеличивать скорость сварки, то ширина шва будет уменьшаться. В основном сила тока зависит от диаметра электрода, от его рабочей длины, покрытия и положения сварки. Чем выше ток, тем больше производительность, поскольку увеличивается количество наплавляемого металла.

На сегодняшний день сварочные инверторы практически полностью заменили с рынка другие типы сварочных аппаратов, ранее использовавшиеся в ходе сварочных работ: выпрямители тока, генераторы и сварочные трансформаторы. Подобные устройства были достаточно громоздкие, тяжеловесные и проблематичные в транспортировке. Инверторы, в свою очередь, обладают рядом неоспоримых преимуществ таких как минимальный вес устройства, относительно недорогая цена, высокое качество сварки, простота в эксплуатации.

Устройства типа инвертор позволяют не только выполнять сварку масштабах производства, но и решать любые сварочные задачи на бытовом уровне. Работать на сварочном инверторе может не только профессионал своего дела, но даже начинающий, имея небольшой багаж знаний и минимальный опыт в сварочных работах.

Также одним из основных достоинств можно считать его универсальность: при сварке используются электроды с постоянным электротоком и с током переменным. Обладая довольно широким спектром настроек тока на выходе можно решать различные задачи от сварки металла минимальной толщины до выполнения сложных работ связанных с резкой металла в несколько слоев. Рассмотрим основные виды полярности электрического тока и их применение в решении различных сварочных задач.

Прямая и обратная полярность при сварке

Принцип работы сварки с прямой полярностью подразумевает следующий алгоритм: ток от сварочного инвертора попадает на обрабатываемую деталь под положительным зарядом, в свою очередь клемма аппарата со знаком «плюс» соединяется с поверхностью металла с помощью специального кабеля. Заряд со знаком «минус» подается через электродержатель на электрод, который подключается к минусовой клемме. Это обеспечивает максимальный нагрев обрабатываемой детали при минимальном накаливании электрода. Подобный тип подачи тока рекомендуется для сварки изделий с толстыми краями, скрепление нескольких металлических пластин, а также часто используется профессионалами для резки по металлу.

Полезно знать: Если стоит задача получить идеальный, аккуратный шов без большого количества брызг от обрабатываемого изделия из металла обычно используется применение постоянного тока. Это происходит из-за отсутствия частой смены полярности при сварке. В остальных случаях в основном применяется переменный электроток по причине своей экономности в отличии от тока постоянного.

При сварке обратной полярности инвертором необходимо выполнить противоположные действия. На обрабатываемую поверхность металлической детали подается заряд со знаком «минус» от минусовой клеммы.В свою очередь, на электрод направляется заряд со знаком «плюс» от плюсовой клеммы. При таком подключении максимальные нагрев образуется на электроде, а обрабатываемая поверхность металла нагревается минимально. Такой тип полярности позволяет проводить так называемую «деликатную» сварку, так как в процессе сварки с помощью обратной полярности нивелирует вероятность «прожога» металла, что является наиболее актуальным с тонколистными металлами, сплавами, реагирующими на перегревание, а также с нержавеющей, легированной сталью.

Обратите внимание: чтобы предотвратить вероятность прожигания металла в ходе сварки профессионалы в сварочном деле советуют применять прижимную струбцину, которая позволяет крепко фиксировать обрабатываемые листы металла и делать процесс сварки более простым и удобным.

Особенности выбора электродов

Чтобы сварочные работы инвертором всегда выполнялись качественно и быстро очень важно уметь подбирать из всех разновидностей электродов представленных на современном рынке, именно тот который подходит для решения определенных сварочных задач. Выделим основные критерии, которые упростят процесс выбора оптимальных электродов для сварки инвертором:

Разновидность металлического изделия (существует определенная классификация электродов по виду металла, которая поможет выбрать оптимальный вариант стержня электрода).

Представляем вам основную классификации электродов по типу металла:

• Для выполнения ремонтных работ и наплавки;
• Для сварки на углеродистой и низколегированной стали;
• Для сварки изделий из меди и ее сплавов;
• Для сварки изделий из чугуна и его сплавов;
• Для сварки изделий из алюминия и его сплавов;
• Для выполнения работ с трудноподдающихся сварке металлами;
• Для сварка изделий из высоколегированной стали;
• Для сварки изделий с теплоустойчивыми с характеристиками.

Чистота обрабатываемой поверхности металла (например, стрежни электродов с рутиловым покрытием способны выполнять сварочные работы на сильно загрязненных, ржавых поверхностях металлических деталей; а основные электроды, наоборот, рекомендуется использовать для прочных соединений во время при отсутствии каких- либо загрязнений или влаги на металле).

Толщина металла (Чем больше толщина металла для сварки, тем большего диаметра должен быть подобран электрод):

• Для толщины изделия в 2 мм используют диаметр электрода в 2,5 мм;
• Для толщины изделия в 3 мм используют диаметр в 2,5 и 3 мм;
• Для толщины изделия в 4 и 5 мм используют диаметр электрода в 3,2 и 4 мм;
• Для толщины изделия от 6 до 12 мм используют диаметр электрода в 4 и 5 мм;
• Для толщины изделия свыше 13 мм необходимо использовать электроды в 5 мм.

Выбор оптимального электротока (Зависимость между диаметром рабочего стержня электрода и электротоком можно охарактеризовать следующим образом: если при усиленном токе изделие можно прожечь насквозь, то пониженном электротоке возможность создания рабочей электродугу окажется невозможной):

• электроду в 2 мм необходим ток от 50 до 60 А;
• электроду в 2,5 мм необходим ток от 60 до 90 А;
• для электрода в 3 мм необходим ток в пределах 80 — 140 А;
• для электрода в 4 мм необходим ток от 130-160 А;
• для электродов в 5 мм необходим ток в 200 А;
• электроду в 6 мм необходим ток от 220 до 240 А.