Как определить полярность сварочного аппарата

Обновлено: 01.05.2024

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.

Когда выбирать прямую, а когда обратную полярность

Правильное осуществление работ по сварке во многом зависит от грамотной настройки оборудования. Она включает в себя не только выбор силы тока, но и установку нужной полярности.

Заводская настройка, которой привыкли варить многие не подходит для выполнения большинства сварочных работ. Речь идёт про сварку в домашних условиях, когда приходится варить тонкостенные заготовки, которые быстро прожигаются электродом на 3 мм.

А ведь всего одна маленькая хитрость, позволит не прожигать металл, а легко сваривать его. Для этих целей понадобится лишь выставить правильную полярность при сварке.

Как влияет полярность на сварку

Полярность подразумевает собой «перекидывание» клемм сварочного аппарата, чтобы увеличивать или уменьшать ввод тепла. Работает полярность только при сварке постоянным током, поскольку в данном случае у аппарата для сварки есть плюсовой и минусовой вывода.

Существует несколько режимов полярности, которые следует настраивать каждый раз перед сваркой:

Прямая полярность — в таком случае к электроду подводится минус от аппарата, а к металлу — плюс. Прямую полярность необходимо выбирать только тогда, когда требуется большое прогревание металла. Также сварка на прямой полярности дает возможность работать с такими «капризными» металлами, как чугун, алюминий и его сплавы.
Обратная полярность — применяется при работе с легкоплавкими металлами и тонкостенными заготовками. Для подключения обратной полярности к электроду подводится плюс, а к заготовке, соответственно минус.

Всё дело в том, что там, где плюс, там и температура больше. Если плюс на металле, то провар больше, если на электроде, то анодное пятно образуется на его конце. Анодное пятно обладает гораздо большей температурой, чем катодное.

Рассмотрим основные варианты сварки на прямой и обратной полярности исходя из нескольких факторов:

Толщина металла — здесь всё просто, толстый и тугоплавкий металл варят на прямой полярности, а тонкий и легкоплавкий металл, только на обратной.
Тип свариваемого металла — металлы, которые легко перегреть, например, нержавеющую сталь, проще сваривать на обратной полярности. Такой металл, как алюминий, у которого присутствует оксидная пленка на поверхности, лучше всего варить на прямой полярности.
Тип сварочных электродов — есть электроды, на пачке которых производитель указывает, какую конкретно полярность необходимо соблюдать при сварке. Чаще всего это обратная полярность, например, электроды УОНИ.

Однако есть и такие электроды, например, угольные, для сварки которыми обратная полярность совсем не подходит. Если варить угольными электродами на обратной полярности, то легко перегреть флюс и электроды станут совсем непригодными для сварки.

Мало кто знает, как варить на прямой и обратной полярности

Мало кто знает из сварщиков, как именно нужно варить на прямой и обратной полярности. Многие путают обратную полярность с прямой, и постоянно забывают, для чего служит та и другая полярность инвертора.

А ведь если один раз запомнить, то можно достичь отличных результатов в сварке. Например, вам нужно варит тонкую бочку, а электрод тройка всё время прожигает в ней дыру. Если использовать обратную полярность, то есть, подключить инвертор определённым образом, то сварка перестанет прожигать металл.

Сварка постоянным током может проводиться в двух режимах, на прямой и обратной полярности. Инвертор — это не сварочный аппарат переменного тока, здесь есть плюс и минус. Меняя сторонами, плюс и минус при подключении электрододержателя с массой, мы можем использовать прямую и обратную полярность.

Чтобы варить на обратной полярности, что рекомендуется делать при сварке тонких металлов, к электрододержателю должен идти плюс. Поток электронов, который всегда движется от плюса к минусу, будет сильнее разогревать электрод, а не тонкую заготовку. Поэтому прожечь её будет невозможно.

В свою очередь прямую полярность рекомендуется применять при сварке толстого металла, чтобы хорошо его проплавлять электродом . Здесь подключение инвертора прямо противоположное, то есть, к электроду должен подсоединяться минус от инвертора, а к свариваемому металлу плюс.

Почему такая ощутимая разница при сварке на прямой и обратной полярности

Как было сказано выше, всё дело в температурах. При подключении плюса инвертора к электроду, на конце последнего образуется очень высокая температура, которая достигает 4000 градусов. При подключении к электроду минуса, температура существенно ниже, около 3200 градусов.

Что дает смена режимов полярности:

При сварке инвертором на прямой полярности основная температура приходится на свариваемую заготовку. В результате этого металл сильно нагревается, что в свою очередь дает возможность хорошо проварить корень сварного шва;
При сварке инвертором на обратной полярности, самая большая температура сконцентрирована на конце электрода. При этом основной металл нагревается медленно и мало. По этой причине обратную полярность предпочтительно применять при сварке металла небольшой толщины.

Следует уточнить, что обратную полярность подключения инвертора также применяют для сварки нержавейки и некоторых видов легированных, а также высокоуглеродистых сталей. То есть, тех металлов, которые чувствительны к перегреванию.

При этом сварка на обратной полярности характеризуется большим расходом электродов, ведь самая высокая температура приходится именно на электрод. В результате воздействия больших температур электрод плавиться быстрее, при этом возникает возможность варить тонкостенные заготовки, не боясь их деформации во время сваривания.

Ставим точку в вопросах прямой и обратной полярности в сварке

Чтобы варить качественно, нужно знать многие тонкости сварки постоянным током. Одна из них, это обратная полярность, когда к электроду подсоединён плюс инвертора, а не минус.

Многие почему-то забывают о том, что ток течёт от плюса к минусу. Да, здесь есть множество противоречий, но следует знать, что ток может перетекать сразу в двух направлениях.

При отрицательном заряде ток течёт от минуса к плюсу, а при положительном заряде, наоборот, от плюса к минусу. Что касается ручной дуговой сварки инвертором, то при подключении электрододержателя к плюсу аппарата, мы получим обратную полярность.

Ставим точку в вопросе прямой и обратной полярности в сварке

Поэтому если вы постоянно путаете, где обратная, а где прямая полярность при сварке инвертором, просто запомните, что ток течёт от плюса к минусу. Таким образом, подсоединив к держаку плюс, сварка будет сильнее разогревать электрод, а не свариваемый металл.

Ну и наоборот, если к электроду подвести минус, а к металлу плюс от инвертора, то мы получим прямую полярность. В таком случае метал, будет нагреваться сильнее, и мы сможем больше углубить корневой шов. На самом деле все очень просто, от плюса к минусу.

Когда нужна обратная, а когда нужна прямая полярность

И здесь, как оказывается всё достаточно просто. Выше я уже упоминал о том, какое значение имеет направление движения тока. Если к электроду подсоединён плюс от инвертора, то мы меньше нагреваем металл. Следовательно, не будет прожогов: в металле не образуются дыры от сварки.

Соответственно использовать обратную полярность инвертора целесообразно в том случае, когда нужно варить тонкий металл, почти что жестянку. Также обратную полярность удобно использовать при сварке тех металлов, которые нельзя сильно перегревать, например, нержавейку.

На обратной полярности происходит большее расплавление присадочного материала, то есть электрода. В таком случае удобно варить тонкий металл прихватками — небольшими точками расплавленного металла.

Ну и практически наоборот получается при использовании прямой полярности в сварке. Когда минус подключён к электрододержателю, а плюс к заготовке, то металл прогревается гораздо сильнее. Вследствие этого он плавится лучше, что дает возможность углублять и проваривать сварное соединение.

Итак, подведём итоги. Больше никакой путаницы, и никаких разногласий. Ток течёт от плюса к минусу, поэтому подключая плюс к электроду или металлу, мы тем самым больше разогреваем металл или же электрод. В случае с подключением к электроду плюса, это обратная полярность. При подключении к электроду минуса, получаем прямую полярность.

Подписывайте на мой канал в Дзен. Оставляйте свои комментарии к статье ниже, делитесь советами и не забывайте благодарить лайком автора.

Полярность сварочных электродов

Сварочные Материалы

Электродуговая сварка может осуществляться при помощи оборудования, вырабатывающего постоянный или переменный ток. Если работа на переменном токе не имеет нюансов в вопросе правильного подключения массы и держателя электрода, то при сварке на постоянном токе полярность сварочных электродов имеет большое значение.

Общие понятия

В зависимости от того какой полюс сварочного автомата подключен к держателю, определяется тип и особенности режима сварки:

Сварка на прямой полярности предполагает подключение положительного полюса к соединяемым заготовкам (массе), и отрицательного к держателю электрода.
Для выполнения работ при обратной полярности полюса меняются местами (плюс на держатель, минус на массу).

Несмотря на то, какая полярность электродов применяется, сварка на постоянном токе имеет общие особенности по сравнению с применением переменного напряжения:

Благодаря тому, что направление движение электронов постоянное, при сварке не происходит чрезмерного разбрызгивания расплавленного металла. Именно поэтому сам шов получается более качественным, аккуратным.
Полярность подключения электродов играет большую роль потому, что положительный и отрицательный элементы нагреваются по разному, а это оказывает влияние не только на глубину провара, но и количество переносимого с плавящегося электрода металла.
В любом случае необходимо обеспечить качественный контакт провода с обрабатываемой деталью, только так можно обеспечить устойчивость и надежность сварочной дуги.

Сварка на прямой полярности

При таком способе подключения электродов большему нагреву подвергается заготовка, а не электрод. Такой режим характеризуется выделением значительно большего количества тепла.

Поэтому сварка на прямой полярности рекомендована для выполнения следующих операций:

Резка металла любым типом электродов.
Сварка заготовок значительной толщины.
Работа с металлами, имеющими более высокую температуру плавления.

Именно в этих случаях требуется разогрев обрабатываемых деталей до более высоких температур, для выполнения этих работ требуется значительное тепловыделение.

Сварка на обратной полярности

В данном случае большему разогреву подвергается электрод, поэтому на заготовку передается меньшее количество тепловой энергии.

Благодаря этому электроды обратной полярности позволяют выполнять работы в более мягком (деликатном) режиме.

Это актуально во многих случаях, например, сварка нержавеющей или тонкой листовой стали, сплавов, чувствительных к тепловому воздействию.

Так же такое подключение используется для работ в среде защитных газов или под флюсом.

Определение необходимой полярности

О том, как определить полярность электродов при сварке, существует множество споров, при этом каждая сторона приводит правильные, казалось бы доводы. Противники указанной выше версии ссылаются на учебники по технологии сварочного производства, изданные еще в середине прошлого века, считая, что сведения указанные в них наиболее правильные.

Но стоит учитывать то, что с тех пор произошло существенное усовершенствование сварочной техники и расходных материалов. Поэтому основываться на рекомендациях, касающихся устаревших технологий, все-таки не стоит. Наиболее правильным считается именно описанный выше выбор полярности.

Существует еще одна группа сварщиков, считающих, что любые работы лучше (вернее удобней) выполнять исключительно на обратной полярности. Это связано в первую очередь с тем, что в таком режиме электроды меньше липнут и отсутствует риск прожига металла. Но появление инверторной сварочной техники решило и эту проблему.

Стоит обращать внимание и на тип электродов. Существуют марки, которые могут применяться только при прямой или обратной полярности, нарушение рекомендаций производителя может не только усложнить процесс сварки, но и сделать ее невозможной в принципе.

На сегодняшний день производители уже предлагают электроды, способные работать при любом напряжении и различной полярности.

Правильный выбор полярности подключения электродов способствует упрощению сварочного процесса и повышению качества шва.

Читайте также: