Чем варят плюсом или минусом

Какую полярность сварки выбрать

Какую полярность сварки выбрать и что нужно знать

Сварочные инверторы постоянного тока хороши тем, что можно варить как на обратной, так и на прямой полярности. В первом случае к электрододержателю подсоединяется плюс, во втором случае, все происходит наоборот.

Разница ощутимая, а заключается она в том, что при обратной полярности, выделяется меньше энергии в зоне сварки. То есть, при подключении минуса к заготовке, электрод нагревается меньше, что дает возможность варить тонкий металл.

Совсем по-другому обстоят дела со сваркой на прямой полярности. Здесь к электроду подводится минус, а, следовательно, энергии выделяется гораздо больше. В результате электрод плавится сильнее, что дает возможность углубить шов и хорошо проварить металл.

Какую полярность сварки выбрать и что нужно знать

При работе с инвертором можно менять клеммы, тем самым меняя полярность и режим сварки. Наверняка из курса школьной программы многие знают, что ток идёт от минуса к плюсу, в результате чего и происходит активно нагрев первого.

Следовательно, меняя полярность можно менять режимы сварки, что очень удобно в следующих случаях:

• При сварке заготовок большой толщины, сварочный инвертор переводится в режим прямой полярности. Для этого к электроду подводится минус, а к заготовке плюс. В результате металл прогревается лучше, что дает возможность обработать глубокие швы.
• При сварке тонких заготовок, к электроду подводится плюс, а к заготовке минус. Это приводит к меньшему нагреву металла, но большему плавлению электрода. В результате тонкий металл не прогорает и не деформируется под воздействием высокой температуры.

Как видно, простое переворачивание клемм на инверторе местами дает возможность менять режим сварки. Это очень удобно в ряде случаев, когда нужно проварить толстый металл или же не допустить прожогов тонкой заготовки.

Правила подготовки металла к сварке

Подготовительно-сварочные работы являются важнейшим этапом, направленным на устранения с металла любых загрязнений. Если металл будет ржавым, то приварить его трудно в связи с образованием большого количества дефектов.

В подготовку металла перед сваркой входят следующие работы:

• Разметка и резка;
• Правка изделий;
• Зачистка металла от загрязнений;
• Обработка кромок;
• Холодная и горячая гибка.

На подготовительном этапе особое внимание уделяется зачистке металла. К данной работе можно приступать только тогда, когда изделие получило нужную форму. При этом самое главное внимание нужно акцентировать на зачистке свариваемых кромок.

Для этого кромки металла очищаются при помощи болгарки с обеих сторон. Важно отступить от края детали не менее 2 см. Затем также тщательно обрабатываются от ржавчины и любых загрязнений скосы, торцы и притупления.

Важное замечание. Подготовительные работы, включающие обработку кромок нужно осуществлять еще до момента сборки деталей в узел. В других случаях обработка кромок не принесёт должного результата.

Как использовать прямую и обратную полярность при сварке

В инверторных сварочных аппаратах для обозначения полярности используются надписи

Рассматривая вопрос полярности, понятно, что сварка в этом случае осуществляется током постоянного напряжения. Клеммы сварочного инвертора, куда подсоединяются силовые кабели держателя электрода и массы, обозначены значками «+» и «-». Обычно, подключая такой прибор и начиная его эксплуатировать, многие, руководствуясь инструкцией или рекомендациями знакомого специалиста, не задумываются, почему на конкретную клемму вешают именно этот, а не другой провод.

А разница все-таки есть, и здесь сокрыт недвусмысленный физический закон движения заряженных частиц – электронов. Электроны, обладая отрицательным зарядом, всегда движутся от минуса к плюсу в любой схеме, включая инвертор. При сварке можно подключить электрод как к плюсовой клемме, так и к минусовой – все будет работать. Но электроны в том и другом случае будут двигаться в разных направлениях по цепи, это отразится на процессе и конечном результате.

Если схему собрать так, что плюс от инвертора идет на стальную заготовку (свариваемая деталь), потом через дуговой промежуток, сварочный электрод к минусу инвертора, то такое соединение получило название прямой полярности при сварке. В этом случае анодом выступает деталь, а катодом — электрод. Место соединения на детали будет греться сильнее, чем кончик электрода, приблизительно на 700 градусов по Цельсию.

Схема подключения кабелей аппарата для сварки, когда плюс от инвертора приходит на сварной электрод, потом через дуговой промежуток попадает на рабочую деталь и минус инвертора, получила название обратной полярности при сварке. Здесь уже электрод будет греться сильнее, так как анодное пятно будет на нем, катодное – в области соединения стальных заготовок.

Зачем все это нужно

При сварке постоянным током на кончике электрода образуется термическое пятно, которое обладает высокой температурой. В зависимости от того, какой полюс подключен к электроду, будет зависеть и температура на его кончике, а соответственно будет зависеть режим сварочного процесса. К примеру, если подключен к расходнику плюс, то на его конце образуется анодное пятно, температура которого равна 3900С. Если минус, то получается катодное пятно с температурой 3200С. Разница существенная.

• При сварке током прямой полярности основная температурная нагрузка ложится на металлическую заготовку. То есть, она разогревается сильнее, что позволяет углубить корень сварочного шва.
• При сварке током обратной полярности концентрация температуры происходит на кончике электрода. То есть, основной металл при этом нагревается меньше. Поэтому этот режим в основном используют при соединении заготовок с небольшой толщиной.

Необходимо добавить, что режим обратной полярности применяют также при стыковке высокоуглеродистых и легированных сталей, нержавейки. То есть, тех видов металлов, которые чувствительны к перегреву.

Внимание! Так как на анодном и катодном пятне температура разная, то от правильного подключения сварочного аппарата будет зависеть расход самого электрода. То есть, обратная полярность при сварке инвертором – это перерасход электродов.

В процессе сварки постоянным током необходимо добиться того, чтобы металл заготовок прогрелся хорошо, практически до состояния расплавленного. То есть, должна образоваться сварочная ванна. Именно прямая и обратная полярность режима сваривания влияет на качественное состояние ванны.

• Если сила тока будут большой, а значит, и температура нагрева также будет высокой, то металл разогреется до такого состояния, что электрическая дуга будут просто его отталкивать. Ни о каком соединении здесь уже говорить не придется.
• Если ток будут, наоборот, слишком мал, то металл не разогреется до необходимого состояния. И это тоже минус.

При прямой полярности внутри ванны будет создана среда, которой легко руководить электродом. Она растекается, поэтому одно движение стержня создает направленность сварного шва. При этом легко контролируется глубина сваривания.

Кстати, скорость движения электрода напрямую влияет на качество конечного результата. Чем скорость выше, тем меньше тепла поступает в зону сварки, тем меньше прогревается основной металл заготовок. Уменьшая скорость, увеличивается температура внутри сварочной ванны. То есть, металл хорошо прогревается. Поэтому опытные сварщики выставляют на инверторе ток больше необходимого. А вот качество сварного шва контролируют именно скоростью перемещения электрода.

Что касается самих электродов, то выбор полярности обусловлен материалом, из которого он изготовлен, или видом обмазки. К примеру, использование обратной полярности при сварке постоянным током, в которой применяется угольный электрод, приводит к быстрому расходу сварных стержней. Потому что при высоких температурах угольный электрод начинает разрушаться. Поэтому этот вид используется только при режиме прямой полярности. Чистый металлический стержень без покрытия, наоборот, хорошо заполняет сварочный шов при обратной полярности.

Глубина и ширина сварочного шва также зависит от используемого режима. Чем выше ток, тем происходит увеличение провара. То есть, увеличивается глубина сварного шва. Все дело в погонной энергии на дуге. По сути, это количество тепловой энергии, проходящей через единицу длины сварочного шва. Но увеличивать ток до бесконечности нельзя, даже в независимости от толщины свариваемых металлических заготовок. Потому что тепловая энергия создает давление на расплавленный металл, что вызывает его вытеснение. Конечный результат такой электросварки при повышенном токе – прожог сварочной ванны. Если говорить о влиянии прямой и обратной полярности при сварке инвертором, то большую глубину проплавки может обеспечить режим обратной полярности.

Обратная и прямая полярность при сварке инвертором

В отличие от сварочного аппарата переменного тока, инвертор умеет работать только на «постоянке». Следовательно, у сварочного инвертора есть «минус» и «плюс» для подключения держателя электрода и кабеля с массой. Меняя подключения держателя и массы, можно добиться различных режимов сварки.

Рассмотрим, что даёт прямая и обратная полярность при сварке инвертором:

Прямая полярность — чтобы перевести инвертор в работу на прямой полярности, нужно держатель с электродом подключить к минусовому разъёму, а кабель массы к плюсовому. В данном случае большая температура будет приходиться не на кончик электрода, а на свариваемую заготовку. Режим сварки на прямой полярности даёт возможность качественно варить толстый металл и хорошо проваривать корень сварного шва.

Обратная полярность — при сварке в обратной полярности инвертор подключается следующим образом: к плюсу подсоединяется держатель с электродом, а к минусу — кабель массы. Таким образом, самая большая температура будет приходиться на электрод, а не на свариваемую заготовку. Это позволит варить тонкие металлы без прожога, ведь температура на кончике электрода, почти что на 1000 градусов меньше, чем при сварке в прямой полярности.

Сварка постоянным током (общие положения)

Сварка на постоянном токе имеет свои отличия. Поэтому купив сварочный инвертор, приготовьтесь привыкать, ведь это не старый трансформаторный аппарат.

Чтобы качественно варить инвертором, следует учесть некоторые особенности:

1. Используйте прижимные струбцины — из-за особенностей сварки постоянным током (а именно, из-за возникновения в месте подсоединения кабеля с положительным или отрицательным зарядом, микроразряда), струбцина позволит плотно прилегать заготовкам и не повредить их в момент сварки.

1. В отличие от сварки на переменном токе, сварка на постоянном, даёт возможность получения более качественного сварочного шва. Здесь нет, как на переменке, таких сильных брызг металла, а сварочный шов получается более ровным и аккуратным.

1. Следует учитывать, что анод и катод нагреваются неравномерно, поэтому режим подключения инвертора, влияет на расход электродов. При подключении сварочного инвертора в обратной полярности, расход электродов будет гораздо выше, чем при подключении в прямой.

Прямая полярность при сварке инвертором даёт возможность хорошо прогреть основной металл, чтобы достичь образования нужной сварочной ванны. При обратной полярности, эффект совершенно другой, поэтому данный режим инвертора, предпочтителен для сварки тонких металлов.

Особенности процессов

При прямой направленности кабель для сварки соединяет свариваемый элемент с положительной клеммой аппарата. Таким образом положительный заряд доходит от инвертора к заготовке; отрицательный же подается посредством электрододержателя.

Данный тип подключения вызывает увеличение температуры на аноде (полюсе «+»), если сравнивать с катодом («-»). Это обуславливает сферу использования прямой полярности при сварке. Она применима для резки металлических конструкций, заготовок с толстыми стенками, а также в случаях, когда необходимо выделение большого количества тепла или создание высокой температуры процесса.

Обратная полярность при сварке инвертором — это подача отрицательного заряда на обрабатываемый металл, а положительного — на электрод. Ситуация с выделением тепла противоположная — на расходном элементе наблюдается избыточный нагрев, а у свариваемой заготовки — недостаточный. Поэтому обратную полярность при сварке используют, если необходимо минимизировать порчу заготовки при работе, а также для деликатных работ. Она используется для неразъемных соединений таких материалов, как:

• нержавеющая сталь;
• тонколистовой металл;
• высокоуглеродистая, либо легированная сталь;
• сплавы, восприимчивые к перегреву.

Наиболее известные виды сварки, где используется подача тока обратной направленности — флюсовая электродуговая и в среде защитных газов.

На что влияет полярность сварки

Во время проведения соединения металлических заготовок инвертором или полуавтоматом на стержне появляется пятно с высокой температурой, зависящей от полярности. При получении расходником питания через положительную клемму пятно разогревается до 390°, пользование минусовой – 320 градусов. Сильный нагрев позволяет варить детали на большую глубину.

Полярность при сварке тонких деталей выбирают прямую. Она годится и для работы с чувствительными металлами: с высоким содержанием углерода, нержавеющими составами, легированными сталями. Они проявляют боязнь к перегревам, поэтому при их соединении используют низкие температуры, но расход стержней при этом методе увеличивается.

Особенности прямой и обратной сварки

Прямо-полярный метод рассчитан на:

• прокатный монтаж из спецсталей методом наплавления;
• неплавящуюся вольфрамовую сварку с применением проволоки для наплавки;
• работу с текучими материалами;
• раскрой заготовок с использованием сварочных приспособлений.

Тепловым балансом дуги определяют характер распределения тепловой мощности.

Если случайно сменить полюс, рабочий процесс с постоянным током затянется, шов получится широким, а скорость сжигания расходников увеличится. Обратная полярность уместна при аккуратной проварке заготовки, без допускания прожогов. Такой способ применяется для обработки цветмета, при флюсовой сварке.

Различия при подключении

Отличие при подсоединении обусловлено полюсным перераспределением обрабатываемой детали и электродного держателя. При прямом методе электроны перемещаются к заготовке, на электродное окончание стремится минус. Дуга отличается повышенной компактностью и плотностью. На «обратке» плюс идет на держатель, место контакта термического пятна с металлом рассеянное.

Способ подсоединения полюсов обусловлен физическими параметрами и толщиной детали.

Преимущества и недостатки разных методов

Зная, что такое прямая и обратная полярность при сварке, нужно учитывать достоинства и недостатки обоих способов. Это позволит изменить подключение клемм, добиться лучшего результата работ.

Преимущества прямой полярности перед обратным методом:

• получение узкого валика шва;
• глубокая проварка детали;
• наличие стабильной электрической дуги;
• широкий ассортимент расходников с разными видами покрытий.

• разбрызгивание металла;
• повышенный риск прожога заготовок;
• появление остаточного напряжения в местах термообработки.

Преимуществом прямой полярности является глубокая проварка детали.

Достоинства минусовой полярности в том, что схема подходит для аккуратной обработки тонких и специальных сплавов.

К недостаткам причисляют:

• необходимость использования электродов, устойчивых к перегреву;
• малую глубину шовного валика;
• поддерживание короткой дуги.

По каким критериям нужно выбирать полярность

Выбирая тип подключения сварочного аппарата, необходимо обращать внимание на ряд важных критериев. Это позволит не допустить брака или чрезмерного расхода материалов, обеспечить требуемую прочность соединения.

Толщина металлического листа

Детали, толщина которых не превышает 3 мм, часто прожигают. Для сварки подобных заготовок используют обратно-полярную схему, обеспечивая анодное термопятно на краю электрода. Такой подход уместен при обработке цветных, легированных материалов.

За окончательный нагрев изделий и держателя отвечает плюсовая клемма. На катоде выделяется меньше тепла, чем на аноде. При обработке тугоплавких сталей лучше использовать прямое подсоединение, когда температура достигает 4000 °C. Для металлов, меняющих характеристики при перегреве, подключают минусовую клемму. При прямо-полярной обработке шов углубляется, при «обратке» – сосредотачивается на поверхности.

Выбирая марку электродов, учитывают род тока. Для переменного напряжения подходят любые разновидности, поскольку полярность в этом случае не играет никакой роли. Для разновидностей ОК, ОЗС, МР рекомендуют обратное подсоединение. УОНИИ и подобные модификации рассчитаны на прямую схему. Рекомендации производителей указаны на упаковках. Многие сварщики предпочитают универсальные аналоги другим вариантам.

Присадки и прочие расходники

Тугоплавкие электроды, применяемые для создания дуги, чаще используют с прямой полярностью. Работа с наплавочной проволокой предусматривает применение только вольфрамовых элементов. Угольные аналоги неустойчивы к высокой температуре, становятся хрупкими и крошатся.

Выбор полярности

Первое, на что обращают внимание, тип электрода. Для тугоплавких, необходимых для розжига дуги, чаще нужна обратная полярность. Для работы с наплавочной проволокой выбирают только вольфрамовые стержни. Угольные не стойки к нагреву, становятся хрупкими, постоянно будут крошиться.

Второй важный критерий – толщина металла. Заготовки до 3 мм легко прожечь, лучше подключить к ним минус, чтобы анодное пятно сместилось вверх. Это правило верно для стального проката, легированных элементов, цветных сплавов, алюминия.

Главный закон при выборе полярности тока для сварки – за нагрев отвечает плюсовое гнездо. На аноде всегда выделяется больше тепла, чем на катоде. Разница огромная, при работе с тугоплавкими сталями с температурой плавления в пределах +3000°С доходит до 1000°С. То есть, если на катоде будет +3000°С, анод разогреется до +4000°С. К металлам, у которых от перегрева меняется зернистость, нарушается внутренняя структура, подключают минус.

Полярность актуальная при создании швов, работающих на изгиб, кручение. От глубины диффузного слоя напрямую зависит прочность соединения. Что необходимо помнить:

• при прямой полярности шов уходит в глубину;
• при обратной сосредоточен у поверхности, валик образуется высокий и широкий.

Зная основные правила выбора полярности, легче подбирать оптимальные сварочные режимы под различные виды заготовок. Можно добиться необходимой прочности соединения.

Плюсы и минусы двух методик

Оба способа сваривания металла имеют свои плюсы и минусы. Используя схему подключения прямой полярности можно выделить следующие особенности при работе:

• получается глубокий крепкий сварочный шов, более узкий;
• отмечается стабильность сварной дуги, что позволяет полностью контролировать весь процесс;
• возможность варить любой металл, толщиной от 3 мм и более;
• при использовании сварочного аппарата заготовка хорошо поддается раскройке;
• требуется индивидуальный подбор электродов. Для данного метода не подходят расходники для осуществления сварки переменным током. Можно использовать вольфрамовые стержни для соединения цветных металлов.

Сварка металла методом обратной полярности, характеризуется:

• получением менее углубленного, но более широкого сварочного шва;
• менее стабильной электродугой, особенно при низком напряжении, из-за чего соединение может получиться неравномерным;
• возможностью сваривания заготовок средней толщины и тонких металлических листов:
• необходимостью выбирать электроды со структурой, не разрушающейся при перегреве.

При использовании метода обратной полярности сварку высоколегированных сталей необходимо осуществлять в строгом соответствии с технологическим процессом.

Как определить?

Узнать это не так сложно. Для начала нужно повернуть батарею лицевой стороной к себе. Она находится со стороны расположения наклеек с характеристиками и логотипом. Также и полюсные выводы находятся ближе к лицевой стороне.

На многих аккумуляторах можно сразу увидеть знаки «+» и «−», которые точно указывают полярность контактов. Другие производители указывают информацию в маркировке или выделяют токовыводы цветом. Обычно плюс имеет красный цвет, а минус синий или черный.

В маркировке обратная полярность обозначается литерой «R» или «0», а прямая литерой – «L» или «1».

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 используются 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.

Режимы полярности в дуговой сварке

Для соединения металлов путем ручной дуговой сварки используется электрическая дуга. Для её возникновения нужен источник переменного или постоянного тока, а также плавящиеся электроды. Электрическая дуга возникает при коротком замыкании электрода со свариваемым металлом.

Очень важно для удержания стабильной и ровной сварочной дуги выдерживать небольшое расстояние между кончиком электрода и металлом, порядка 3-5 мм (длина сварочной дуги).

Источники переменного тока не имеют смены полярности по причине хаотичного движения заряженных частиц. Поскольку переменный ток постоянно меняет заряд с положительного на отрицательный, то здесь не важно, где будет плюс и минус, на электроде или заготовке.

При сварке постоянным током, когда заряженные отрицательные электроды постоянно перетекают в одном направлении, от минуса к плюсу, возникает такое понятие как полярность. Следовательно, меняя вывода подключения источника сварки можно выставлять различные режимы полярности.

Сварка на постоянном токе имеет свои преимущества:

• Постоянный ток отличается большей стабильностью;
• В результате сварочная дуга горит ровно;
• Практически отсутствует разбрызгивание металла;
• Вследствие данных преимуществ проще контролировать процесс создания и заполнения металлом сварочной ванны.

У источника постоянного тока есть два вывода, к которым можно подсоединить держатель массы и электрода. Один вывод плюсовой, другой минусовой. Подключая держатель электрода к плюсу или, наоборот, к минусу, мы тем самым получаем две различные полярности в сварке — обратную и прямую.

Зависимость от рода напряжения

Если варить на переменном токе, дуга тухнет и разгорается при прохождении синусоидой нуля. На высокочастотном напряжении это изменение визуально незаметно. Род тока обуславливает дуговое постоянство. На аппарате с постоянным показателем возможности по сварке расширены, поскольку можно поменять направление перемещения электронов и дуговую плотность. Это повлияет на соединительное усилие.

Влияние рода и полярности тока объясняется выделением различного количества теплоты.

На генераторах переменного напряжения кабель подключается в любой конфигурации. Следует учитывать тип тока при подборе электродов. На коробке или в инструкции к расходникам указаны рекомендуемые параметры. Практичнее работать с универсальными элементами, рассчитанными на возможность изменения полюсов.

Отличия при работе с инвертором и полуавтоматом

На терморежим электродного кончика при сварке (постоянный ток) влияет полюсность. С плюсовым подключением показатель достигает почти 4 000 г, на минусе – на 1000 г меньше. Используя прямую и обратную полярность при сварке инвертором, можно точнее корректировать рабочий процесс. Во втором случае расходники сгорают быстрее.

Особенность сварки полуавтоматом – наличие присадки-проволоки, подаваемой равномерно. Швы ровные, аккуратные за счет равномерного прогрева металлов. Рабочий процесс облегчает встроенный преобразователь электронного типа. Прямая агрегация клемм уместна для стандартной порошковой проволоки.

Постоянный ток обратной полярности на полуавтомате используется для ионизации защитного газа, флюсовых присадок.

Закономерности выбора

Почему для одних работ выбирается обратная, а для других — прямая полярность при сварке? Ответим на сей вопрос, рассмотрев термические особенности процесса с использованием обратной направленности.

При горении сварочной дуги на заготовке на конце электрода появляется пара участков, именуемых анодным и катодным пятнами. Разность их температур порой доходит до 800 градусов Цельсия (в пользу анодного). То есть количество тепла, выделяемое на заготовке во время работы, достаточно велико, а способ больше подходит для качественного провара швов.

Примечательно, что при работе постоянным током прямой полярности скорость сгорания металла электрода ниже на 20-40%. А для переменного тока соблюдение полярности не актуально вовсе — его особенность в том, что направление тока меняется по 100 раз за единицу времени.

Правила выбора полярности

Главный критерий выбора прямой или обратной полярности при сварке — материал покрытия электродов. Например, угольные расходные элементы очень быстро разогреваются при подключении элементов обратным способом и, как следствие, разрушаются. Проволока же, не имеющая какого-либо покрытия, хорошо горит при прямой полярности, а при использовании переменного тока вовсе не горит.

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.

Основное отличие в подключении

В случае прямой полярности сварочный кабель подключается к положительной клемме аппарата, так что носители электрических зарядов поступают к нему через обрабатываемое изделие. Отрицательный же полюс притока зарядов образуется в районе основного инструмента сварщика – держателя с электродом.

Описанное различие прямой и обратной полярности подключения к инверторам оказывает существенное влияние на температурный режим в зоне сварки.

Так, прямое подсоединение увеличивает температуру на анодном полюсе дугового разряда (знак «+») в сравнении с катодным контактом (знак «-»). Этим эффектом и обуславливается возможная сфера применения прямой полярности при проведении сварочных работ.

Прямая направленность тока обеспечивает выделение значительных количеств тепловой энергии со стороны заготовки. Вследствие этого прямую полярность можно применяться для резки крупногабаритных металлических конструкций и массивных стальных изделий с толстыми стенками.

При обратном включении картина распределения выделяемой тепловой энергии совершенно другая. В этом случае избыток тепла наблюдается на электроде сварочного инвертора, а со стороны обрабатываемой заготовки его уровень заметно понижается.

Вот почему обратная полярность используется в тех случаях, когда нужно свести к минимуму риски выбраковки заготовок, а также при проведении ювелирно выверенных, точных работ.

Обратную полярность применяют также при сварке тонколистовых материалов и сталей различной степени легирования, чувствительных к перегреву. Наибольшее распространение получило использование тока обратного включения при работе под флюсом, а также в среде инертных газов.

Постоянный и переменный ток

Помимо прямой и обратной полярности подачи напряжения, большое влияние на сварку оказывает род тока (постоянный или переменный). Зависимость сварочного процесса в этом случае проявляется в том, что при сварке постоянным током прямой направленности электрод выгорает значительно дольше.

Род и полярность тока, как факторы, совместно влияющие на особенности сварки, имеет смысл рассматривать лишь для постоянного напряжения.

При формировании электрической дуги в режиме переменного тока понятие полярности автоматически исключается из рассмотрения.

Влияние типа питающего напряжения (постоянное или переменное) сказывается при выборе оборудования для сварки. Оно выражается в следующих разноречивых факторах:

• при работе инвертором на постоянном токе удаётся получить более качественный и надёжный шов;
• тот же результат получается при работе с полуавтоматом;
• с другой стороны большинство электронных и автоматизированных систем сварки чувствительно к величине питающего напряжения и нуждаются в стабилизаторе;
• обычный трансформаторный преобразователь в части питающего напряжения не имеет строгих ограничений и может запускаться даже при сильно заниженных его показаниях.

По этой причине при большой нестабильности эксплуатируемой сети лучше всего приобретать обычный трансформаторный агрегат, работающий в режиме переменного тока (в какой-то мере жертвуя качеством).

В противном случае встроенные в инверторы электронные системы будут автоматически отключаться в самый неподходящий момент.

Можно ли менять полярность на сварочном инверторе

Сварочный инвертор-полуавтомат является разновидностью оборудования, позволяющего получать ток большой силы и преобразовывать его в энергию, необходимую для поддержания сварочной дуги. Благодаря инвертору можно менять силу тока и режим полярности при сварке.

Сварочный инвертор.

На передней панели прибора расположены две клеммы с маркировкой в виде «+» и «-«, к которым подсоединяются сварочные кабели. При прямой полярности «+» подается на клемму, подсоединенную к детали, а «-» к электроду. Полярность при сварке инвертором тонкого металла меняется достаточно легко. Для этого нужно поменять местами соединения с полюсами.

Что такое полуавтомат?

В данном сварочном оборудовании вместо привычного электрода используется проволока, поступающая в место сварки с заданной сварщиком скоростью. Чаще всего она плавится в среде защитного газа. MIG – сварка полуавтоматом в среде инертного газа (аргона, гелия и т. д.), а MAG – сварка полуавтоматом в среде активного газа (CO2 и смесей). Самой доступной, и поэтому распространенной, считается углекислота.

Полуавтоматическая сварка также предусматривает использование порошковой (флюсовой) проволоки, которая позволяет за счет входящих в ее состав присадок исключить из процесса сварки баллон с газом. Полуавтоматом можно варить изделия и детали из алюминия, углеродистой, низкоуглеродистой стали, никеля, меди и магния.

Технические условия для выбора полярности

Полярность соединения выбирается исходя из технических условий, необходимых для решения конкретной задачи. Путем изменения типа подключения можно получить концентрацию горячего анодного пятна или на самой заготовке, или на электроде. Непосредственный нагрев осуществляется за счет плюсовой клеммы, поэтому прямое подключение к ней приводит к разогреву данного участка.

Эта особенность подключения дает возможность выбирать рабочий режим с учетом следующих факторов.

Полярность при сварке без газа

Поляр­ность – это направ­ле­ние пото­ка элек­три­че­ства в цепи сва­роч­но­го аппа­ра­та.

При пря­мой поляр­но­сти элек­трод (про­во­ло­ка) – это минус, а сва­ри­ва­е­мый металл (зазем­ле­ние) – это плюс. При обрат­ной поляр­но­сти элек­трод – плюс, а сва­ри­ва­е­мый металл – минус.

Для свар­ки при помо­щи порош­ко­вой про­во­ло­ки исполь­зу­ет­ся пря­мая поляр­ность (про­во­ло­ка – минус, зазем­ле­ние — плюс).

При свар­ке с газом – элек­трод (+), мас­са (-).

Поляр­ность, с кото­рой будет нор­маль­но рабо­тать порош­ко­вая про­во­ло­ка, зави­сит от её соста­ва. Быва­ют и такие, кото­рые будут нор­маль­но сва­ри­вать с любой поляр­но­стью.

В боль­шин­стве слу­ча­ев, при свар­ке без газа сва­роч­ный аппа­рат дол­жен быть настро­ен с пози­тив­ным зазем­ле­ни­ем и нега­тив­ным элек­тро­дом. Это даст боль­ше мощ­но­сти для плав­ле­ния порош­ко­вой про­во­ло­ки.

Полярность при сварке инвертором

При выполнении сварочных работ основное внимание уделяется соединению стыкуемых деталей. Данный фактор во многом зависит от правильных настроек сварочной аппаратуры. Работая с полуавтоматами, следует настраивать не только силу тока, но и устанавливать нужную полярность при сварке инвертором. Настройки, установленные по умолчанию, не позволяют в полном объеме решать поставленные задачи, особенно, когда дело касается редких материалов или высоколегированных сталей. Тем не менее любой инвертор можно настроить в нужном режиме и получить качественный шов.

Как влияет на сварку прямая и обратная полярность

Само понятие полярности, применительно к сварочной аппаратуре, означает тот или иной вариант подключения, связанный с текущими процессами и необходимостью решения конкретной задачи. Для того чтобы изменить полярность, достаточно всего лишь поменять местами клеммы подключения. Ток изменит свое направление и физические процессы, а сама сварка в каждом случае будут протекать по-разному.

Существует два вида полярности, настраиваемые перед выполнением работы:

• Прямая полярность. Устанавливается на аппаратуре перед началом соединения толстых заготовок с глубокими швами. В данном случае электрод подключается к минусу, а свариваемый металл – к плюсовой клемме. Благодаря прямой полярности, в процессе сварки возникают так называемые анодные и катодные пятна. Более горячее анодное пятно появляется со стороны заготовки. За счет этого основной металл расплавляется на большую глубину, позволяя сваривать чугунные, алюминиевые и другие заготовки из сложных металлов.
• Обратная полярность. При таком подключении плюс соединяется с электродом, а минус – с металлической заготовкой. Анодное пятно с повышенной температурой возникает уже на противоположной стороне, то есть, на электроде. Металл остается относительно холодным, а электрод разогревается. Этот способ соединения позволяет сваривать тонкостенные заготовки.

В соответствии с конкретными задачами, сварщиком настраивается прямая и обратная полярность при сварке инвертором. Некоторые молодые специалисты не знают всех особенностей настройки, поэтому у них иногда возникают сложности с прогревом и проплавлением заготовок из разных материалов. Рекомендуется сначала изучать техническую документацию инверторной сварки и проверять теорию практическими действиями.

Технические условия для выбора полярности

Полярность соединения выбирается исходя из технических условий, необходимых для решения конкретной задачи. Путем изменения типа подключения можно получить концентрацию горячего анодного пятна или на самой заготовке, или на электроде. Непосредственный нагрев осуществляется за счет плюсовой клеммы, поэтому прямое подключение к ней приводит к разогреву данного участка.

Эта особенность подключения дает возможность выбирать рабочий режим с учетом следующих факторов.

Толщина металлической заготовки

При сваривании деталей со средней и большой толщиной следует воспользоваться прямым подключением. В этом случае тепловая энергия концентрируется на самом изделии, способствуя получению глубокого сварного шва. В этом же режиме возможна резка металлов, независимо от их толщины. Для сварки тонких листовых металлов рекомендуется использовать обратную полярность, когда основное тепло сосредоточено на электроде. За счет этого удается избежать перегрева заготовок, а плавление электрода будет происходить намного быстрее.

Типы свариваемых металлов

Возможность изменения места расположения анодного теплового пятна позволяет выбрать режим работы, максимально эффективный для конкретной детали. Например, при сварке чугуна или нержавеющей стали при сварке инвертором применяется обратная полярность, чтобы не перегреть сплав и сформировать надежное соединение. Алюминий, наоборот, нужно варить в режиме прямого подключения, чтобы как можно быстрее преодолеть окислительную пленку. Существуют рекомендации по настройке аппаратуры под конкретные сплавы, которые следует внимательно изучить и использовать на практике.

Тип сварочной проволоки или электрода

Данные компоненты также отличаются индивидуальными особенностями режимов температур, которые во многом зависят от используемых флюсов. Если сварка производится угольными электродами, то подключение в режиме обратной полярности не подходит, поскольку флюс подвергнется сильному перегреву и электрод станет непригоден для работы. В таких случаях выбор наиболее подходящих настроек полностью зависит от типа флюса и проволоки.

Иногда для металла и электродов требуются совершенно разные настройки, и сварщику приходится подбирать наиболее оптимальное совмещение рабочих циклов с силой тока. Кроме того, нужно обязательно учитывать рекомендации завода-изготовителя, отраженные в технической документации.

Особенности сварки с прямой и обратной полярностью

Прямая и обратная полярность инвертора обладают индивидуальными свойствами, которые нужно обязательно учитывать при выполнении сварочных работ.

Особенности сварки при подключении инвертора с прямой полярностью:

• Электроды и присадочные материалы во время работы расплавляются и переносятся в сварочную ванну в виде крупных металлических капель. Это приводит к увеличенному разбрызгиванию металла и росту коэффициента проплавления.
• Режим прямого подключения отличается нестабильностью электрической дуги.
• С одной стороны заготовки глубина проваривания снижается, а с другой – снижается количество углерода, внедряемого в металлическую массу детали.
• Металл нагревается правильно, его структура не нарушается и остается неизменной.
• Сварочная проволока или электрод нагревается меньше, что дает возможность при необходимости увеличить силу тока.
• Отдельные сварочные материалы отличаются увеличенным коэффициентом наплавки, особенно, когда в активных и инертных газах используются плавящиеся электроды. Такой же эффект получается при взаимодействии присадок с некоторыми типами флюсов.
• Прямая полярность при сварке оказывает влияние на структуру материала, остающегося внутри шва между сваренными металлическими деталями. Получается состав с содержанием марганца и кремния при полном отсутствии углерода.

Обратная полярность при сварке инвертором обязательно используется, когда свариваются заготовки из тонких листовых металлов. Этот процесс требует внимания и осторожности, поскольку велика вероятность прожечь и испортить материал. Данный режим подключения дополняется другими методами, позволяющими избежать неосторожных повреждений.

Среди них можно выделить следующие:

• Понижение силы тока, вызывающее уменьшение температуры на поверхности заготовки.
• В процессе сварки рекомендуется использовать прерывистый шов. Вначале свариваются несколько участков в разных местах, после чего они соединяются между собой в единое целое. Данная схема может меняться, в зависимости от конкретных условий соединения металлов. Таким образом, удается предотвратить деформацию металлических заготовок, особенно, если их длина превышает 20 см. Большее количество отрезков делает каждый участок более коротким, и металл за счет этого намного меньше коробится.
• Сварка слишком тонких заготовок осуществляется с периодически прерывающейся электрической дугой. Электрод быстро выходит из рабочей зоны и тут же возвращается на место и поджигается. Процесс выполняется практически непрерывно.
• При соединении внахлест прижим заготовок друг к другу должен быть максимально плотным и герметичным. Наличие даже незначительного воздушного зазора может вызвать прожигание детали, расположенной сверху. Создать плотное прилегание можно каким-нибудь грузом или струбцинами.
• Выполняя соединение встык, необходимо обеспечить минимальный зазор между свариваемыми изделиями. В идеальном варианте зазор должен вообще отсутствовать.
• Если тонкие листовые заготовки имеют слишком неровные кромки, то в этом месте под сварочным стыком укладывается материал, компенсирующий избыточное тепло. Лучше всего для этих целей подходят медные или стальные пластины, толщину которых желательно выбирать как можно больше.

Новичкам, только начавшим осваивать данный вид соединения, рекомендуем проводить тренировочную сварку с обратной полярностью на испорченных металлических листах. Это даст возможность прочувствовать все особенности процесса и в дальнейшем избежать прожогов и других дефектов.

Сварка медных проводов: технология, аппараты для сварки

Сварка медных проводов инвертором с применением угольного и графитового электрода, и точечным методом

Прямая и обратная полярность при сварке

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:

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.

Сварка тонкого металла 1.0-1.5 мм покрытым электродом — это сложная задача для новичка. Справиться с ней без прожогов помогут инверторы РДС с функцией «Антиприлипание». Когда кончик электрода погружается в сварочную ванну, аппарат «чувствует» это и выключает сварочный ток. В результате нет удерживающей силы, Вам не требуется наклонять держатель влево-вправо, чтобы оторвать электрод от поверхности. Обмазка расходника не осыпается при этом.

Функция «Форсаж дуги» тоже помогает при сварке тонкого металла на обратной полярности. Когда электрод вот-вот прилипнет, инвертор автоматически повышает силу тока на 10 А, сохраняя электрическую дугу. Как только Вы восстановили воздушный зазор, аппарат сам понижает силу тока до прежнего значения, исключая прожоги.

Ответы на вопросы: особенности прямой и обратной полярности при сварке