К какому полюсу источника питания подключается электрод при сварке на

Обновлено: 04.05.2024

Сварочные работы, выполняемые с применением электрической сварочной дуги, в отличие от газового метода имеют определенные особенности. Электросварка обладает возможностью создавать электрическую дугу, температура которой достигает 4000-5000°C. Такой температурный режим в несколько раз превосходит порог плавления большинства металлов, что дает возможность применять для их соединения разные типы сварки, которые выбирают в зависимости от цели назначения заготовок.

Электросварка, выполняемая при помощи электрической дуги, может осуществляться с применением как переменного, так и постоянного электротока. Используя постоянный электроток, можно выполнять электросварку прямой и обратной полярности. Суть смены полярностей заключается в движении электронов. Отрицательно заряженные частицы будут двигаться от отрицательного полюса к положительному.

В процессе сварочных работ электрод может быть подсоединен как к плюсовой, так и к минусовой клемме, и от этого будут зависеть конечные характеристики готового сварочного шва.

Что это такое?

Во время работ постоянным электротоком процесс электросварки можно осуществить, используя электрический ток с прямой либо обратной полярностью. При выполнении электросварки термин «прямая полярность» значит то, что электрический ток проходит от выпрямителя сварочного устройства на поверхность заготовки с положительным зарядом. Плюсовая клемма устройства для сварки посредством специального электрокабеля соединяется с заготовкой, а на электрод, который подключен к минусовой клемме, через электродержатель проходит отрицательный электрический заряд.

Особенности процесса электросварки в этом варианте состоят в том, что положительный полюс анода имеет температуру, значительно превышающую показатели катода, который служит отрицательным полюсом. По этой причине использование электрического тока с прямой полярностью широко распространено при выполнении сварочных работ с деталями, имеющими толстые стенки. Кроме того, этот метод применяется и для проведения разрезания металла, а также в случаях, когда для выполнения того или иного процесса необходимо образование большого объема тепловой энергии. Что касается выполнения сварочного процесса с применением электротока обратной полярности, то для осуществления сварочных работ потребуется изменить порядок подключения в противоположном направлении. В этом случае отрицательный заряд клеммы со знаком «-» будет подаваться на рабочую поверхность заготовки, а положительный заряд от клеммы со знаком «+» будет направлен к сварочному электроду.

Особенностью обратной полярности сварочного электротока является то, что весь потенциал тепловой энергии приходится на электродный конец стержня, при этом сама заготовка нагревается гораздо меньше. Такой вариант электросварки позволяет аккуратно совмещать края заготовок, сведя риск их сквозного прожига к минимуму. Электросварка обратной полярности используется для работы с легированными или нержавеющими марками металла, с тонкостенными деталями, а кроме того, подходит и для тех металлов, перегрев которых во время проведения сварочных работ крайне нежелателен. Выполнение сварочного шва электротоком обратной полярности эффективно и для сварки с применением флюса либо среды защитных газов.

Обзор видов

Газовая сварка и процесс соединения заготовок, выполняемый электрической дугой, имеет принципиальные технологические отличия. На сварочные аппараты с подключением электротока спрос намного выше, так как автоматы-инверторы или полуавтоматы, применяемые для ручной электросварки, универсальны, что дает возможность их применения в бытовых условиях.

Считается, что разница в работе с постоянным и переменным током существенна. Приобретая сварочный аппарат, пользователи редко меняют вид постоянного тока на переменный, так как варить постоянным током проще – надо лишь подключить источник питания. Однако не все так просто, как кажется.

Для получения долговечного и аккуратного шва нужно соблюдать технологию выполнения сварочного процесса, который имеет отличия в зависимости от того, как расположены на аппарате клеммы полярности.

Прямая

Обозначение «сварка прямой полярности» подразумевает процесс, во время которого на рабочую поверхность заготовки поступает положительный заряд электрического тока через сварочный выпрямитель. Смена полярности в каждом случае по-разному отражается на эффективности работы электрода. Электрическому току с прямой направленностью будут соответствовать следующие характеристики:

во время процесса электросварки рабочая поверхность заготовки не накаляется, так как приток тепловой энергии к ней минимален;
под действием электрода происходит достаточная глубина проплавки металла заготовки, но она гораздо меньшая, по сравнению со сваркой обратной полярности;
в процессе работы сварочный электрод довольно быстро плавится, и чтобы выполнить весь объем работы, иногда требуется его замена;
вероятность того, что в процессе сварки будут образовываться брызги металла, достаточно высока.

При выполнении сварочных работ с применением прямой полярности электротока скорость плавления у металла получается наиболее высокой, она почти вдвое выше, чем при сварке с применением электротока обратной полярности. Но есть нюанс, заключающийся в том, что образующаяся электродуга при методе прямой полярности электротока формирует свое нагревание не так стабильно, как это бывает при обратной полярности, а сам процесс электросварки сопровождается образованием брызг металла.

Обратная

С целью осуществления сварочных манипуляций, где применяется электроток обратной полярности, подключение клемм выполняют противоположным методом. К рабочей поверхности детали должен поступать отрицательный заряд с минусовой клеммы, тогда как на сварочный электрод будет подаваться положительный заряд тока от плюсовой клеммы.

Особенности электросварки обратной полярности заключаются в следующем:

в процессе выполнения сварочных работ рабочая поверхность заготовки достаточно сильно нагревается;
данный вид технологии обеспечивает довольно глубокую проплавку металла и качественный сварочный шов;
сварочный электрод в процессе работы расплавляется очень медленно и не требует частой замены;
при выполнении сварки разбрызгивание расплавленного металла очень незначительно.

Работая с постоянным электротоком, для соединения заготовок важно тщательно и равномерно прогреть рабочую поверхность до момента плавления металла. Делается это с целью образования на заготовках сварочной ванны. При этом если сила электротока недостаточна, то поверхность заготовки не будет прогрета надлежащим образом, а если мощность электротока чрезмерно высока, то поверхность детали будет перекалена, и в процессе выполнения электросварки электродуга станет поступать внутрь заготовки, отталкивая назад металл.

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 используютсяя 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.

О том, как выбрать полярность при сварке электродами разных покрытий, смотрите в следующем видео.

Прямая и обратная полярность при сварке

От выбора полярности зависит процесс сварки, качество шва, расход электрода. Рассмотрим, чем отличается 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:

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.

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

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.

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.

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 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 обратной полярности брызг меньше. Если сварка ведется на лицевой стороне изделия и потом предстоит зачистка всех прилипших капель, лучше переключите полуавтомат на обратную полярность.

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 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.

Все, что нужно знать о полярности при сварке инвертором

Для электрической сварки различных видов металлических заготовок применяются специальные виды сварочных электродов, но для успешного процесса еще необходимо и правильно выбрать настройки на инверторном сварочном аппарате, чтобы технологический цикл соответствовал параметрам электрического тока. Принцип полярности, который применим к электросварочным устройствам, позволяет работать с металлическими заготовками любой толщины, выполняя качественный соединительный шов.

Используя полуавтоматическое сварочное устройство, сварщику нужно знать не только какой силы электроток ему потребуется, но и какая полярность катода и анода будет необходима. Любой инверторный сварочный аппарат можно настроить для работы с обычными металлами, цветными сплавами, а также с высокоуглеродистой или легированной сталью.

При работе сварочного инверторного аппарата должна быть выбрана его полярность – другими словами, нужно определить, к какому гнезду с «+» или с «-» будет подключен сварочный электрод, а к какому – заготовка для сварки. От выбора порядка подключения электрического тока напрямую зависит полярность, которая бывает прямой и обратной.

Прямая полярность при электросварке инверторным сварочным аппаратом выбирается следующими действиями:

к разъему на корпусе сварочного аппарата со знаком «+» подключают через электрокабель с клеммой рабочую заготовку, называемую «масса»;
к другому разъему со знаком «-» через держатель подключают сварочный электрод.

Переменный или постоянный электрический ток, так же как и его полярность, определяется местоположением катодного и анодного пятна. Во время выполнения сварочных работ посредством прямой полярности заготовка будет сильно разогреваться, так как на ней сформировано анодное пятно, генерирующее огромный объем тепловой энергии такой интенсивности, что может расплавиться даже сама заготовка.

Особенности обратной полярности сварочного инвертора состоят в том, что присоединение клемм электрода и массы будет поменяно местами. К разъему со знаком «+» подключают сварочный электрод, а к разъему со знаком «-» – металлическую рабочую заготовку. В этом случае генерирование тепловой энергии, или как его еще называют «анодное пятно», будет обнаруживаться на конце сварочного электрода.

Подключение прямой или обратной полярности осуществить вручную возможно только при работе инвертора в режиме постоянного электротока, тогда как в режиме переменного тока смена полярностей на сварочном аппарате происходит в автоматическом режиме по несколько раз за 1 секунду.

Перемена места положения анодного пятна дает возможность выбора наиболее благоприятного режима работы для различного типа заготовок. Например, если нужно сварить чугунные или нержавеющие стальные заготовки, то выбирается режим обратной полярности. А для сварки алюминия нужен деликатный режим прямой полярности, необходимый для быстрого удаления окислительной пленки.

Для выполнения электросварки конкретных сплавов металла существуют определенные режимы настройки инверторного сварочного аппарата. Их выбор зависит от показаний температуры плавления металла и применяемого флюса. В случае, когда электросварочные работы выполняются с применением угольных электродов, применяется режим прямой полярности, так как нельзя допускать, чтобы флюс перегревался и приводил сварочный электрод в непригодность.

Бывает и так, что для металла и сварочного электрода подходят противоположные по полярности настройки сварочного аппарата. В этом случае приходится подбирать оптимальное сочетание рабочих параметров инвертора, совмещая их с показателями силы электрического тока. В такой сложной ситуации следует учитывать рекомендации по использованию инверторного сварочного аппарата, которые имеются в его технической документации.

Возможность различного подключения кабелей сварочного аппарата дает перемену полярности, в результате чего можно увеличивать глубину проникновения в металл и в конечном итоге добиться получения плотного сварочного шва на заготовках даже шириной меньше 0,5 мм. Разница между прямой и обратной последовательностью движения электрического тока состоит в возможности регулирования расположения электрической дуги относительно рабочей заготовки, а также в степени нагрева свариваемых поверхностей.

При изменении полярности подключения важно обращать внимание на то, что у анода тепловой энергии будет сгенерировано во много раз больше, чем в области катода. По умолчанию новый инверторный сварочный аппарат настроен на работу с прямым подключением полярности. При необходимости переставить провода с клеммами можно в любой момент. В этом случае сварщик решает сам, как и в какие разъемы подсоединять держатель электродов и прищепку на металл. При изменении полярностей движение электрического тока станет противоположным, меняя при этом и характеристику самого сварочного процесса.

Для изменения полярности подключения достаточно правильно поменять местами клеммы подсоединения к сварочному аппарату. Полярность подключения электрического тока может быть 2-х видов. Каждый тип электросварки имеет свои преимущества и недостатки.

Прямая полярность подключения обладает следующими характеристиками:

в процессе электросварки получается довольно глубокий, но узкий шов на поверхности стыкуемых заготовок;
процесс электросварки достаточно облегчен, что бывает особенно важно, если в сплаве отсутствует железо или толщина металлических заготовок равна 3 мм;
электрическая дуга устойчива и постоянна, не склонна к срывам;
сварочный процесс невозможно выполнить, если применять проволоку, у которой в составе имеется токопроводящий материал или она предназначена для выполнения работ в режиме переменного тока;
с помощью электродуги можно выполнять резку металлических заготовок;
сила электрического тока оказывает влияние на химический состав сварочного шва, делая его прочным и аккуратным;
методика может применяться для выполнения сварочных работ в защитной среде аргона или гелия;
нагрев присадочной проволоки или электропроводника происходит медленно;
с данной технологией электросварки можно работать инверторами, которые функционируют в режиме высокочастотного электротока;
при образовании шва снижен процент введения карбона в массу расплавленного металла.

Для успешного выполнения процесса электросварки при работе с постоянным электрическим током необходимо хорошо прогревать поверхность заготовки, доводя ее до момента плавления. Тем самым будет образовываться сварочная ванна. В данном случае прямая и обратная полярность направления электрического тока оказывает влияние на характеристики сварочной ванны. При работе в режиме прямой полярности в пределах ванны образуется среда, которая легко поддается заполнению расплавленным металлом. Он растекается, и движение сварочного электрода задает направление формируемому шву, контролируя при этом его глубину на объекте сваривания.

Обратное подключение полярности электрического тока также имеет свои отличительные особенности:

глубина сварочного шва невелика, но его толщина получается значительной;
если нужно сварить две очень тонкие металлические пластины, то при таком методе их рабочая поверхность не будет деформирована;
электродуга нестабильна, поэтому в данном случае нельзя использовать сварочный инвертор, который функционирует на невысоком электротоке;
при работе риск прожога поверхности тонкостенных деталей минимален;
для работы не применяются электроды, которые способны разрушаться от действия высоких температурных режимов;
для получения качественного результата процесс подразумевает наличие минимального зазора между рабочими заготовками;
сварочный процесс выполняется прерывистым типом шва.

Выбор полярности подключения сварочного инверторного аппарата обуславливает и выбор сварочных электродов. Например, при работе в обратном подключении угольные стержни будут быстро плавиться и сгорать, поэтому такой тип электрода применим только для работ в режиме прямого подключения. Качество ширины и глубины сварочного шва также находится в зависимости от выбора полярности. Чем выше сила электрического тока, тем глубже выполняется проваривание металла.

Если требуется большая глубина проплавки металла, то ее сможет обеспечить только режим обратного подключения электротока.

Нюансы выбора

Чтобы выполнить сварочные работы инверторным аппаратом, недостаточно подключить его к сети 220 вольт. Потребуется выбрать необходимые расходные материалы, а также определить полярность, по которой его следует подключать. Полярности меняют в зависимости от толщины и марки стали, а также от типа электрода.

При подборе полярности важно помнить, что в области анода (где разъем «+») будет всегда сгенерирована мощная тепловая энергия, способная разогревать металл до 4000°C, а на катоде (где разъем «-») температура плавления будет достигать не более 3000°C. Поэтому для выполнения сварки тонкого металла, важно правильно использовать клеммы полярности, чтобы не прожечь стенки металлической заготовки.

Чтобы не ошибиться в выборе полярности подключения электрического тока, необходимо учитывать следующие важные нюансы сварочной технологии.

При выполнении электросварки металлических заготовокс толстыми стенками потребуется прожечь большую толщу материала, что даст возможность увеличения площади контакта металла с рабочей поверхностью и будет способствовать заполнению любых пустот. Для выполнения такой работы целесообразно применять метод электросварки с прямым подключением полярности.
При выполнении электросварки деталей с тонкими стенками для защиты от сквозного прожига металлической заготовки на поверхность металла нужно посылать отрицательный заряд электротока, а на стержень сварочного электрода – положительный заряд. Если пренебречь этим правилом, готовый сварочный шов может получиться неровным или с отверстиями.
Степень прогрева поверхности металлической заготовки и сварочного электрода выбирают путем настройки силы электрического тока на инверторном сварочном аппарате. Чем выше сила электрического тока, тем сильнее будет нагреваться электродуга и та область, к которой она прикасается. Если рабочая поверхность металлической заготовки расположена строго горизонтально, то сила электрического тока при его подаче будет снижена примерно на 15%.

Работая с инверторным сварочным инверторным аппаратом, следует понимать, что неправильно выбранный режим выполнения электросварки не сможет дать хороших и надежных результатов. Например, толстостенная металлическая заготовка при работе с обратной направленностью электротока плохо прогреется, и готовый сварочный шов будет очень поверхностным, не захватывающим глубокие слои материала. Для устранения этого недостатка и укрепления сварки придется делать шов и с другой стороны изделия, что в значительной мере увеличит затраты средств и времени.

Если начать сваривать тонкостенные заготовки металла в режиме положительной полярности, то металл быстро расплавится и начнет стекать, сварочный электрод его будет прожигать, а множественные брызги загрязнят рабочую поверхность деталей, и после сварки придется потратить много сил и времени, чтобы их удалить.

При правильном выборе режима работы на инверторном сварочном аппарате результат электросварки будет прочным и порадует своим внешний видом.

В следующем видео рассказывается о полярности при сварке.

Полярность тока является одним из основных параметров, определяющих особенности сварки металлических конструкций. Этот параметр влияет на температуру стержней с электропроводным материалом. При обработке изделий током с прямой или обратной полярностью важно учитывать основные схемы подключения, толщину заготовок и технические параметры электродного стержня.

Полярность при сварочных работах

При ручной дуговой сварке подача присадочной проволоки осуществляется в автоматическом режиме. Сваривание деталей по технологии РДС осуществляется при постоянном токе. К клеммам сварочного инвертора нужно подключить кабели массы и электрода. Они обозначаются знаками “+” и “-“. Полярность определяет способ подсоединения проводов к клеммным колодкам полуавтомата. Этот этого параметра зависит характер движения элементарных частиц, что воздействует на сварочный процесс. Если полуавтоматический прибор для сварки функционирует при переменном токе, то сварщик не сможет поменять полярность

При сварке с прямой полярностью кабель с электродным стержнем соединяется с контактом “минус”, провод с прищепкой – с разъемом “плюс”. Температура на концах электрического инвертора достигает 1000 °C. При переходе на обратную полярность провода с электродом и прищепкой нужно поменять местами. Температура на концах электродного стержня повысится до 4000 °C. Смена полярности позволяет контролировать температурный режим обрабатываемых заготовок.

Изменять местоположение кабелей необходимо при обработке легированных изделий. Полярность меняется при различных функциональных режимах сварочного аппарата. Они определяются размерами и материалом изготовления свариваемых изделий. Прямое подключение кабелей используется при проведении сварочных работ на открытом воздухе. В данных условиях детали соединяются с применением трубчатой нити из алюминия, заполненной порошкообразным веществом. В этих условиях можно сваривать толстые металлические пластины.

Смена местоположения кабелей осуществляется при следующих условиях:

При наличии защитных газ, предназначенных для изолирования металлов от воздействия оксидов и ускорение нагрева дуги.
При использовании флюсовых присадок, необходимого для создания однородного диффузного слоя.

При прямой и обратной полярности формируются анодные и катодные пятна. Анодное облако является наиболее горячим. Его температура может достигать 800 °C. Через пятна проходит электроток. В этих областях наблюдается низкое напряжение, что обусловлено местоположением сварочной дуги.

Смена полярности позволяет сварщику увеличить глубину сварочного шва и обрабатывать конструкции с шириной менее 0,3 см. Сварка на прямой и обратной последовательности предоставляет возможность регулировать расположение дуги, что снижает скорость нагрева свариваемых изделий.

Выделяют следующие особенности сварки MMA с прямой полярностью:

Позволяет получить прочный, узкий и глубокий сварочный шов.
Облегчает сварку изделий, в составе которых отсутствует железо, и деталей толщиной более 0,3 см.
Стабильность и устойчивость электрической дуги к срывам.
Сварка невозможна, если применяются металлические стержни с электропроводным материалом, работающих при переменном токе.
Высокое качества раскройки обрабатываемых заготовок.
Воздействует на химический состав свариваемых изделий.
Высокой коэффициент наплавки при нагревании сварочной дуги в аргоновой или гелиевой среде.
Низкие темпы нагрева стержня электрического проводника или присадочной проволоки. Благодаря этому свойству при сварке модно применять инверторы, функционирующие при высокочастотных токах.
Снижает процент внедрения карбона в массу свариваемого изделия.

РДС сварка при обратном подключении обладает следующими отличиями:

Большая толщина и низкая глубина шва.
При соединении тонких пластин их поверхность не деформируется.
Нестабильность дуги, поэтому для сварки нельзя применять инверторы, работающие на невысоких токах.
Низкий риск прожога поверхности металла, что обусловлено отбортовкой свариваемых поверхностей.
При сваривании нельзя использовать стержни, разрушающихся при воздействии высоких температур.
Требует минимизации зазора между свариваемыми частями.
Низкий потенциал напряжения электротока.
Сварка производится прерывистым швом.

При неправильном выборе полярности заготовки могут частично расплавиться, что приведет к возникновению кипящих брызг в сварочной ванне.

Подключение по схеме прямой полярности

При сварке током прямой полярности клеммная колодка “+” соединяется с обрабатываемым изделием. Подключение электродного стержня к контакту “-“ осуществляется через дуговой промежуток. При сварке с прямой полярностью электрический проводник будет нагреваться медленнее, чем металл. Поэтому температура между ними отличается на 700 °C. Во время сварки с постоянным током обратной полярности концы электродного стержня будут нагреваться сильнее поверхности заготовки. При прямом подключении роль катода исполняет электрод, обрабатываемые детали выступают в качестве анода.

Образование сварочной ванны – основная задача при сварке током прямой полярности. Для этого нужно прогреть заготовку до температуры плавления. При повышении силы электротока детали будут отталкиваться от сварочной дуги, что не позволит плотно соединить детали. При сварке с прямой полярностью требуются приборы, работающие при высокочастотных токах.

Подключение по схеме обратной полярности

При сварке постоянным током обратной полярности кабель с электродным стержнем необходимо подсоединить к “плюсу” инвертора, кабель на металл – к “минусу” инвертора. В этом случае роль катода выполняют поверхности заготовок, электрод становится анодом. В результате образуется рассеянная зона контакта между электрической дугой и свариваемым металлом. При сварке с обратной полярностью точка максимального разогрева размещается на металлическом стержне. В результате увеличивается глубина проплавки металлической поверхности.

Выбор режима полярности

Выбор полярности зависит от следующих факторов:

Возможность прожога обрабатываемых заготовок.
Наличие легированных сталей или нержавеющих сплавов железа в составе свариваемых изделий.
Вероятность соединения металлических пластин малой толщины.

При смене полярности необходимо учитывать, что на аноде выделяется большое тепловой энергии, чем на катоде. Изначально сварочные аппараты работают по схеме прямого подключения. Сварщику необходимо изменять местоположение кабелей с электродным стержнем и прищепкой на металл при сваривании конструкций с разным поперечным сечением и толщиной. Для выбора правильного режима подключения проводников, необходимо учитывать следующие характеристики, определяющие особенности сварки:

Расстояние между верхними и нижними поверхностями заготовок: основной фактор, воздействующий на структуру шва во время сварки постоянным током. При обработке толстых изделий необходимо прожечь поверхностью металлов. Это позволит увеличить площадь соприкосновения, что позволит сварной проволоке заполнить пустоты в поверхностях заготовок. В этом случае необходимо использовать сварку с прямой полярностью. Если нужно обработать изделия малой толщины, то нужно подавать отрицательный заряд на металл, положительный – на стержень электрода. Иначе на месте сварки могут образоваться небольшие отверстия или неровные швы.
Сила тока: этот параметр определяет степень прогрева металла и электродов. Чем сильнее электроток, подаваемый сварочным инвертором, тем интенсивнее происходит процесс горения дуги. Сила тока зависит от расположения свариваемой поверхности. Если заготовка размещена горизонтально, то данный показатель уменьшается на 15%.

Также для определения полярности нужно знать материал изготовления обрабатываемой заготовки, ее толщину и параметры электродного стержня. Определить эти показатели можно в руководстве к сварочному прибору. В нем производитель оборудования указывает обстоятельства для смены полярности.

Толщина края металлической заготовки

Сваривание конструкций с толстыми краями необходимо подключать клеммы инвертора по схеме прямой полярности. В данных условиях дополнительное тепло будет концентрироваться в местах плавки. Это способствует увеличение глубины сварочного шва. Поверхности деталей смогут плотно соединиться без деформации. При обработке тонкого металла необходимо применять обратную полярность. Края детали во время сварки не должны перегреваться. Иначе снизятся качество шва и прочность соединения.

Разновидность металла

При обработке металлических поверхностей из разных материалов необходимо соблюдать следующие правила:

Изделия из алюминия свариваются при прямом подключении. Алюминиевые детали имеют высокую теплопроводность и небольшой вес. Отличительным свойством этого металла является высокая степень окисления. Поэтому при сварке на алюминиевых заготовках формируется пленка. Она не позволяет деталям плотно соединиться. Прямая полярность снижает число образующихся окислов и образует сварочную ванну до появления оксидной пленки. При обработке рекомендуется использовать инертные газы. Они f линейного расширения и литейной усадки, высоким коэффициентом теплопроводности и низкой устойчивостью к межкристаллической коррозии. Эти свойства увеличивают риск сквозного проплавления и деформации металла. Поэтому детали из сплавов железа не требуют дополнительного тепла. При изменении полярности во время сварки рекомендуется использовать инверторы, поставляющие электричество с низкой силой тока.

Цветные металлы необходимо плавить при помощи электродных стержней из вольфрама по схемам прямой полярности.

Тип электрода

Для определения полярности необходимо учитывать основные характеристики электрода: разновидности анодного пятна, разновидность флюса и температура. Выделяют следующие виды электрических проводников в зависимости от технических характеристик:

ЦЛ-11: применяются при сварке по схемам обратной полярности. Эти электроды способны обрабатывать поверхность металлов из плотной нержавеющей стали и иных сплавов железа с высокой устойчивостью к воздействию коррозии. Они обеспечивают высокое качество шва без разрушения защитного слоя металла. Электродные стержни ЦЛ-11 покрываются специальным раствором из фосфора и калия. Он защищает сварочный шов от негативного воздействия окружающей среды. Электрические проводники ЦЛ-11 нужно хранить в сухих помещениях. При их эксплуатации рекомендуется использовать короткие дуги, что обеспечивает лучшую проплавку металла.
НИАТ-1: применяются для соединения деталей небольшой толщины при подключении кабелей по схеме обратной полярности. Эти электроды обладают антикоррозийными свойствами. Они устойчивы к большим нагрузкам. Данные проводники увеличивают прочность сварочного соединения. В состав электрических проводников НИАТ-1 входят магний, молибден, углерод, никель и силикаты. Эти химические элементы обладают невысоким коэффициентов наплавки (до 10 г/Ач), что увеличивает производительность электрода. Перед эксплуатацией электрических проводников рекомендуется подвергнуть их термической обработке в специализированных печах. Прокалку электродов необходимо проводить в течение 1 часа.
ОЗЛ-8: используются при обработке цветных металлов током прямой полярности. Они могут функционировать в рабочей среде с температурой ниже 1000°C. Эти электрические проводники имеют антикоррозийные свойства. Поэтому они могут применяться для обработки легированных сталей. Электродные стержни ОЗЛ-8 изготавливаются на основе небольшого стержня из сварочной проволоки диаметром до 5 мм. Коэффициент наплавки данных электрических проводников составляет не более 13 г/Ач, предел текучести – 400 МПА. Для наплавки 1 кг сварочного шва требуется 600 г электродов ОЗЛ-8.

При использовании электродов необходимо соблюдать следующие правила:

Перед процессом сваривания металлических деталей тщательно очистить стержни электрического проводника.
Обработать свариваемые детали химических раствором, защищающим их поверхность от пыли и иных видов загрязнений. Он также придает металлу блеск.
При использовании новых электродов нужно предварительно осуществить их прокалку в специальных сушильных печах.
В процессе сваривания заготовок требуется держать электродный стержень перпендикулярно оси сварочного шва.
Держать электрическую дугу на расстоянии 3 мм от свариваемых кромок.
Во время сварки нельзя совершать резкие рывки. В противном случае изменится рисунок шва.
Чтобы избежать образования пористых поверхностей, необходимо очистить обрабатываемые изделия от шлаков и остатков расплавленного электрода.
Нельзя допускать резкое понижение температуры электрического проводника. Иначе инструмент может частично деформироваться.

Нюансы эксплуатации электродов при разных полярностях указаны в инструкциях, составляемых при изготовлении этих инструментов. Они публикуются на официальных сайтах производителей электрических проводников.

Читайте также: