Что такое дуга прямой полярности. Прямая и обратная полярность при сварке.

Прежде чем разбираться с полярностью при сварке инвертором, следует понять базовые принципы сварочных технологий, с учетом влияния на рабочий процесс наиболее важных факторов.

Описание электродуговой сварки: обозначения всех компонентов

Электродуговой способ сварочных работ отличается от традиционного газового большим количеством важных особенностей. Одним из главных отличий можно считать температурный режим — температура создаваемой сварочным аппаратом дуги способна достигать +5000°С, что значительно больше значений плавления большинства известных металлов. Данный факт влияет на обширное разнообразие способов сварочного процесса и сварочных технологий (что позволяет решать самые различные задачи).

Об особенностях выбора электродов

Для электродуговой сварки используется несколько типов электродов, обладающих разнообразными свойствами. Параметры электродуги при создании швов в разных пространственных положениях тоже могут различаться, в зависимости от:

• постоянного или переменного тока;
• прямой или обратной полярности;
• скорости сварочного процесса;
• напряжение дуги;
• диаметр и марка электрода.

Выбирая электрод, следует учитывать такие факторы как:

• пространственное расположение шва;
• количество сварочных слоев;
• толщина обрабатываемого металла.

С учетом всех означенных факторов, подбирается оптимальная сила электротока и требуемая полярность. Если используется постоянный ток с обратной полярностью, то на электроде появляется большое количество тепла, что удобно при сварке тонких металлов — это помогает избегать их прожогов. При сварке инвертором обратная полярность также используется для высоколегированных сталей, чтобы предотвратить их перегрев.

Для большинства других случаев применяется переменный ток, поскольку он значительно дешевле.

Особенности прямой полярности при сварке инвертором

Сварка с использованием прямой полярности — это когда ток со сварочного выпрямителя подается положительным зарядом на заготовку, которая нужно обработать. Клемма аппарата, на которой расположен «плюс», присоединяется к изделию, а на электрод со значением «минус» подается отрицательный заряд.

У анода (который представляет из себя положительный полюс), температура выше, чем у отрицательного полюса — катода. Метод прямой полярности хорошо подходит для сварки изделий с толстыми стенками, для резки металлических конструкций, а также для других ситуаций, при которых требуется выделение большого количества тепла.

Что может дать обратная полярность?

Применение обратной полярности при сварке инвертором влечет за собой обратный порядок подключения: минусовая клемма с отрицательным зарядом подается на свариваемую конструкцию, а плюсовая клемма с положительным зарядом присоединяется к электроду. В результате этого значительные объемы тепловой энергии образуются на конце электрода, а свариваемая заготовка нагревается слабо. Это дает возможность проводить «деликатную» сварку.

Зачем это нужно? При сварке инвертором обратная полярность используется, если существует высокая вероятность прожечь заготовку. Такое бывает при работе с легированными и нержавеющими сталями, а также в случае с различными сплавами и тонколистовыми конструкциями. Кроме того, обратная полярность применяется при сварке электродугой и при флюсовой сварке.

Влияние постоянного и переменного тока на шов

Постоянный ток дает возможность делать более аккуратный шов и снижать до минимума количество металлических брызг, потому что не требуется часто изменять полярность (в отличие от переменного).

Чтобы предотвратить возможные прожоги при сварке как с положительным, так и с отрицательным зарядом, рекомендуется пользоваться прижимной струбциной.

Чем обуславливается выбор полярности при сварке инвертором?

Материал покрытия электрода

Например, угольные электроды очень сильно разогреваются во время сварки с обратной полярностью, и вследствие этого быстро разрушаются. Что касается проволоки без покрытия, то она лучше горит в случае прямой полярности, а с обратной — может совсем не гореть, если используется переменный электроток.

Особенности шва

Режим сварки напрямую влияет на глубину провара и ширина образующегося шва. Чем выше сила электротока, тем больше увеличивается глубина, на которую проплавливается металл. Это происходит из-за роста погонной энергии дуги (зависящей от уровня тепла, проходящего через шов). Также при увеличении силы тока поднимается давление, которое воздействует на поверхность расплава. Чрезмерно высокое давление может привести к вытеснению расплавленного металла из-под дуги, вследствие чего деталь можно проплавить насквозь.

Тип тока

Постоянный ток, имеющий обратную полярность, дает возможность обеспечить значительно большую глубину проплавления, чем постоянный ток, имеющий прямую полярность. Это происходит по причине того, что на аноде с катодом образуются различные объемы тепловой энергии. Также следует иметь в виду, что чем выше скорость сварочного процесса, тем меньше глубина провара и ширина шва.

Видео: Как электродом прорезать ровное отверстие

Сварка электрической дугой, по сравнению с газовой сваркой, имеет некоторые особенности. Это и более высокая, до 5000°С, температура самой дуги, что превосходит температуры плавления всех существующих металлов, и большое разнообразие видов и типов сварки, а, соответственно, методов и целей её применения. Электродуговая сварка различается по степени механизации, по роду тока, по типу дуги и свойствам сварочного электрода, а также другим параметрам. В данной статье хотелось бы рассмотреть некоторые нюансы электродуговой сварки в зависимости от полярности сварочных электродов.

Виды сварки.

По роду используемого тока различают два вида дуговой сварки:

• сварка электрической дугой, питаемой переменным током;

• сварка электрической дугой, питаемой постоянным током.

В свою очередь, сварка с использованием постоянного тока бывает двух типов:

• сварка током прямой полярности;

• сварка током обратной полярности.

Рассмотрим особенности каждого типа сварки постоянным током подробнее.

Сварка током прямой полярности.

Под сваркой прямой полярности принято понимать сварку, при проведении которой на свариваемую деталь (изделие) подаётся положительный заряд от сварочного выпрямителя, то есть сварочный кабель соединяет свариваемую конструкцию с клеммой "плюс" сварочного аппарата. На электрод же подаётся отрицательный заряд через электрододержатель, соединённый кабелем с минусовой клеммой.

Поскольку на положительном полюсе (аноде) температура всегда значительно более высокая, чем на отрицательном (катоде), ток прямой полярности рекомендуется применять при необходимости резки металлоконструкций и сварке толстостенных деталей, а также в иных случаях, когда требуется добиться большого выделения тепла, что как раз и является характерной особенностью такого типа подключения.

Сварка током обратной полярности.

Для проведения сварки током обратной полярности подключение следует провести противоположным образом: на свариваемую деталь подать отрицательный заряд с клеммы "минус", а на электрод - положительный заряд с клеммы "плюс".

Такая полярность сварочных электродов обеспечивает обратную прямому подключению ситуацию - больше тепла выделяется на электроде, а нагрев детали сравнительно уменьшается. Это позволяет производить более "деликатную" сварку и уменьшает вероятность прожига детали. Соответственно, сварку током обратной полярности рекомендуется применять при необходимости сваривания тонких листов металла, нержавеющей, легированной стали, иных сталей и сплавов, чувствительных к перегреву.

Вопрос: Какой светофильтр нужно использовать при сварке тем или иным электродом, например 3 мм и 5 мм?

Ответ: Вот сравнительная таблица по применению светофильтров при разных типах сварки и силе тока - от которых и зависит яркость сварочной дуги:

Соответствие Российских стандартов европейским: С3=8 DIN, C4=9 DIN, C5=11 DIN, C6=12 DIN, C7=12 DIN, C8= 13 DIN

Вопрос: Что значит прямая и обратная полярность, куда подключать плюс и куда минус?

Ответ: Прямая полярность это на деталь подключается +, а на электрод -, при обратной полярности наоборот на деталь -, а на электрод +. Разница заключается в том, что на + выделяется тепла больше чем на - , поэтому в зависимости от конкретной задачи сварки можно переключать полярность. Например, обратная полярность подключения используется при сварке тонколистовых металлов, чувствительных к перегреву легированных сталей, нержавейки. Кроме того полярность влияет на перенос металла с электрода на деталь.

Вопрос: Собираюсь научиться варить, как это сделать проще всего?

Ответ: Проще всего и комфортнее варить постоянным током, еще проще и легче варить полуавтоматом, так как в нем хорошо видно дугу и металл. Если берете инвертор, то желательно чтобы в нем были функции облегчающие работу - быстрый поджиг, антизалипание электрода, сброс форсажа дуги и т.д., чем больше регулируемых функций - тем комфортнее будет выполнять ряд операций, но тем выше стоимость аппарата.

Вопрос: При сварке на инверторе залипает электрод, зажигается очень плохо чуть ли не после 10 тыканья в металл, как это прекратить?

Ответ: Может быть много причин: а) сырые электроды, тогда их надо прокалить и держать в герметичной емкости; б) некоторые электроды, например УОНИИ очень чувствительны к выбранному току, при этом сварщики пытаются увеличить ток, что усугубляет проблему (так как стержень горит быстрее обмазки), т.е. нужно отрегулировать силу тока - скорее всего уменьшить его или изменить полярность.

Вопрос: Что лучше приобрести - сварочный трансформатор или инвертор?

Ответ: Это большая и сложная тема, выбор зависит от конкретных условий эксплуатации, производителя, модели, предстоящей работы и т.д. Приведем основные плюсы и минусы трансформаторов и инверторов.

Трансформатор:

Надежен, долговечен, допускает непрерывную работу, легко сочетается с осцилятором (например от TIG сварки), малочувствителен к скачкам напряжения и т.д.

Тяжел и неудобен для переноски, неудобно регулируется напряжение и ток

Инвертор:

Мал, компактен, легок, легко регулируется напряжение, ток и другие параметры (когда не горит дуга)

Недопустим перегрев (поэтому для каждой модели пишутся время работы/отдыха в зависимости от режима), сложно подключить осциллятор (на большинстве моделей), боится сырости, железной пыли и опилок (причем притягивает их), пониженного напряжения сети, многие модели боятся холода, на большинстве моделей недопустимо крутить настройку при работающей дуге - причем чем ниже качество аппарата, тем выше вероятность, что в результате нарушения одного или нескольких правил аппарат выйдет из строя.

Вопрос: Как правильно приварить оцинкованную деталь к черному металлу, что за хлопья возникают при такой сварке?

Ответ: Оцинкованные детали нужно обязательно тщательно и качественно зачищать от оцинкованного слоя, как в месте сварки, так и рядом, так как цинк при сгорании образует очень ядовитые для здоровья соединения, а остатки цинка попадая в шов сильно снижают его качество.

Вопрос: Крокодил которым присоединяю массу к уголкам посверкивает, греется, чернеет - возможно ли лучше присоединять массу?

Ответ: Лучше всего для присоединения массы использовать прижимную струбцину, она обеспечит надежный контакт.

Вопрос: Можно ли ручной дуговой сваркой сварить алюминиевые детали?

Ответ: Да, для этого существуют специальные электроды по алюминию, но такая сварка требует высокой квалификации сварщика, электроды не должны быть лежалыми, требуется обязательный предварительный прогрев деталей. Т.е. все же для получения качественной сварки лучше сваривать алюминий TIG-сваркой.

Вопрос: Можно ли ручной дуговой сваркой сварить титановые детали и существуют ли для этого специальные электроды?

Ответ: Нет, невозможно и электродов по титану для РДС не существует. Титан можно сварить только в атмосфере аргона очень высокой очистки, в противном случае титан активно поглощает кислород и в больших количествах водород, в результате чего шов неизбежно лопается.

Вопрос: Как заварить дырки в тонком листе металла?

Ответ: Тонкий металл лучше сваривать полуавтоматической сваркой проволокой, но если такой сварки нет, то можно наплавлять вокруг дырки валик и продолжая наплавлять его и сужая внутрь дырки - постепенно заварить ее всю. Также чтобы избежать продырявливания тонкого металла можно подложить под металл медную пластину и варить на обратной полярности.

Администрация Общая оценка статьи: Опубликовано: 2012.05.16

Чтобы ответить на вопрос зачем менять полярность при сварке электродами , для начала нужно разобраться какие виды полярности бывают, как и в каких случаях их использовать.

Сварка электрической дугой может осуществляться на оборудовании которое вырабатывает или постоянный , или переменный ток .

При работе на переменном токе не имеет значения куда подключать «плюс», «минус», так как при сварке на постоянном токе подключение имеет большое значение . Можно сказать, что полярность при сварке – это основа качества сварки. Полярность обеспечивает качество сварки материала. При сварке постоянным током, сварочная дуга бывает прямой или обратной полярности.

При прямой полярности «плюс» подключается к соединяемым заготовкам (массе), соответственно «минус» подключается на держатель электрода ; при обратной полярности «плюс» подключается на электрод, «минус» подключается на деталь. Менять полярность нужно в зависимости от того какую задачу сварки нужно выполнить. На «плюсе» тепла выделяется больше, чем на «минусе».

Прямая полярность используется при сварке цветных металлов (медь , латунь, алюминий), так как они имеют большую теплопроводность, в итоге получаем большую температуру в месте нагрева, что позволяет превысить температуру плавления цветного метала, особенно это важно для алюминия , так как сначала надо одолеть оксидную пленку. У нее температура плавления существенно выше в сравнении с самим металлом.

На прямой полярности так же лучше работать с большими, массивными деталями. При прямой полярности получается более сконцентрированная и узкая электрическая дуга, следовательно металл проплавляется глубже, шов получается более качественный, что происходит благодаря тому, что направление движение электронов постоянное и при сварке не происходит большого разбрызгивания расплавленного металла. Также при использовании прямой полярности можно производить резку металла независимо какой тип электрода используется.

Обратная полярность используется при сварке высоколегированых сталей , тонколистовых металлов, нержавейки , так как температура для их сварки нужна небольшая. Недостатком подключения обратной полярности есть то, что электрическая дуга «гуляет», соответственно шов получается менее герметичным и красивым, но при таком подключении почти полностью исключается возможность прожечь свариваемый материал.

Следовательно менять полярность нужно в зависимости от того , какую задачу сварки необходимо выполнить и верно выбранный вид полярности подключения электродов способствует тому, что качество шва будет выше, а процесс сварки станет намного проще.

Качественное сварное соединение, при работе с аппаратами постоянного тока, во многом зависит от их настроек. Даже самый простой инвертор имеет не только настройки силы тока, но и полярности. Чаще всего, по умолчанию установлена прямая полярность при сварке и вы можете годами работать со своим инвертором, не зная всех его возможностей. Если у вас возникла необходимость сварить высоколегированную сталь или не получается добиться качественного шва, то знание всех тонкостей настроек вам просто необходимы. О том, какая бывает полярность и как она влияет на сварочные работы мы и поговорим.

Сварка постоянным током подразумевает наличие гнезда, для подключения к «+» и «–» сварочного аппарата. В зависимости от того, куда подключена масса, а куда электрод и различают полярность.

• Прямая полярность – схема подключения, при которой к плюсовому гнезду присоединяется масса, а к минусу – электрод. При этом род и полярность тока обуславливает существование анодного и катодного пятен. При таком подключении анодное(более горячее) образуется на стороне заготовки.
• Обратная полярность – масса присоединена к минусу, а электрод к плюсу. На обратной полярности при сварке постоянным током анодное пятно с более высокой температурой, образуется на противоположной стороне, то есть — электроде.

Обратите внимание! Сварка переменным током подразумевает самостоятельное изменение полярности до сотни раз в секунду, поэтому в таких случаях соблюдать схему подключения не имеет смысла.

Чем обусловлен выбор полярности

Изменяя тип подключения, можно сконцентрировать нагрев или на свариваемой детали или на электроде (перемещая анодное пятно). За нагрев отвечает плюсовое гнездо, поэтому при прямом подключении, когда плюс присоединен к металлу наблюдается больший нагрев сварного соединения, а при обратной полярности больше греется электрод.

Благодаря этой особенности мы можем выбирать схему подключения исходя из:

• Толщины металла. Если мы свариваем толстые детали или средней толщины, то подойдет прямое подключение, при котором тепло, сконцентрированное на изделии поможет получить более глубокий шов и качественный провар. Также этот вид подключения подходит для отрезания металлов различной толщины. Тонкие металлы лучше всего сваривать при обратной полярности, концентрируя большую часть тепла на электроде. Таким образом деталь не будет поддаваться перегреву, а сам электрод будет плавиться быстрей.
• Типа металла. Возможность изменять локализацию теплового пятна помогает подобрать наиболее эффективные схемы работы для различных металлов. К примеру, если мы варим нержавеющие стали или чугун, то необходимо обратное подключение, помогающее избежать перегрева сплава и формирования тугоплавких соединений. Для алюминия необходимо прямое подключение иначе пробиться через окислы будет очень сложно. Перед началом работ внимательно изучите рекомендации по настройки аппарата к конкретному сплаву.
• Типа электрода или проволоки. Как и металлы, электроды имеют свои особенности температурных режимов, в большей степени связанных с типом флюса. К примеру, для работы с угольными электродами нельзя использовать обратную полярность иначе флюс перегреется и электрод придет в негодность. Чтобы подобрать настройку, подходящую для вашего электрода смотрите на тип проволоки и флюса или воспользуйтесь рекомендациями производителя. Говоря о проволоках для полуавтоматов, то они тоже имеют рекомендации, относительно подключения минуса и плюса аппарата.

Теперь вы знаете, что может повлиять на настройки подключения. Бывают случаи, когда металл требует одних, а электрод совсем других настроек. В таких случаях следует искать компромиссы, подстраивая силу тока и рабочие циклы.

Запомните! Тип подключения не зависит от пространственного положения.

Особенности сварки током прямой полярности

Прямая полярность при работе с постоянным током имеет ряд особенностей. Некоторые из них, мы уже перечислили, на остальные стоит обратить особое внимание:

• сварной шов получается глубоким, но достаточно узким.
• подходит для большинства сталей, толщиной от 3-х мм.
• цветные металлы с применением вольфрамового стержня варятся только прямой полярностью.
• характеризуется стабильной дугой и как следствие — более качественным швом.
• запрещено использовать электроды для сварочных аппаратов переменного тока.
• лучше подходит для резки металла.

Особенности сварки током обратной полярности

Как и прямая, обратная полярность при сварке инвертором имеет ряд особенностей, зная которые вы сможете избежать ряда ошибок, свойственных новичкам. Стоит выделить такие особенности:

• при сварке постоянным током на обратной полярности шов получается менее глубоким, но более широким
• отлично подходит для сваривания тонких металлов и средней толщины. При работе с толстыми заготовками качество шва резко снижается.
• запрещено работать обратной полярностью с электродами, чувствительными к перегреву.
• при низких токах наблюдается значительное снижение качества сварного шва из-за скачущей дуги.
• помимо обратного подключения, для работы с высоколегированными сталями следует строго придерживаться рекомендаций о рабочем цикле и остывании заготовки.

Заключение

Сварочные аппараты постоянного тока, такие как инверторы или полуавтоматы – достаточно просты, чтобы использовать в быту. Именно поэтому спрос и предложение этих устройств на рынке постоянно растет. Этому способствует их доступность, дешевизна и постоянным током варить проще, чем переменным. Однако чтобы получить качественное, красивое и долговечное сварное соединение нужно знать ряд технологических особенностей, в том числе предназначение и виды полярности. Благодаря знаниям из этой статьи и источнику постоянного тока своими руками вы сможете выполнить любые сварочные работы. Главное — тщательный подход к работе и соблюдение всех защитных мер.