Обратная полярность при сварке: особенности применения

Что такое прямая и обратная полярность

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

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

dvizhenie-elektronov-pri-pryamoj-i-obratnoj-polyarnosti

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

Чем обусловлен выбор полярности

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

temperatura-anodnogo-i-katodnogo-pyatna-pryamoj-i-obratnoj-polyarnosti

Благодаря этой особенности мы можем выбирать схему подключения исходя из:

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


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

Запомните! Тип подключения не зависит от пространственного положения.

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.

Подбор режима сварки

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.

Не пропустите:  Сварка пластиковых труб своими руками: обучение и пошаговая инструкция

Сварка алюминия

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

Особенности сварки током прямой полярности

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

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

Свойства прямой полярности

Вполне очевидно, что имеются свои плюсы при сварке прямой и обратной полярностью. Если говорить о первом типе подключения, то можно выделить следующие пункты:

  • полученный сварной шов будет достаточно глубоким, но при этом довольно узким;
  • используется при сварке большинства металлических заготовок, толщина которых выше чем 3 мм;
  • осуществлять сварку, к примеру, цветной стали можно лишь при наличии вольфрамового электрода, а также при прямом подключении инвертора;
  • прямая полярность при сварке металлов также отличается более стабильной дугой, что, в свою очередь, обеспечивает более высокое качество сварного шва;
  • при использовании прямого подключения строго запрещается применять электроды, которые подходят для сварки переменным током;
  • прямая полярность также отлично зарекомендовала себя в резке металлических заготовок.

прямая и обратная полярность при сварке плюсы

Что означает прямая полярность

Для того чтобы добиться качественного шва во время сварки различных сталей, важно знать, какая полярность подходит под материал, который нужно обработать. Общая суть сварки инвертором состоит в том, что у аппарата должны быть гнезда «+» и «-«. В зависимости от того, к какому гнезду будет подключаться масса, а к какому — электрод, и будет зависеть полярность.

прямая полярность при сварке

Прямая полярность подключается таким образом: к плюсовому гнезду добавляют массу, а к минусовому — электрод. Тут важно знать, что род и полярность тока будет обусловлена существованием анодного и катодного пятна. Во время наличия прямой полярности при сварке анодное пятно, которое является более горячим, будет образовываться на стороне заготовки.

Особенности сварки током обратной полярности

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

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

Свойства обратной полярности

Также как прямая полярность при сварке имеет свои сильные и слабые стороны, обратное подключение тоже можно охарактеризовать некоторыми свойствами:

  • Если использовать сварку с постоянным током, но сделать обратное подключение, то в результате шов получится не слишком глубоким, но очень широким.
  • Наилучшее качество шва достигается лишь при работе с металлами, имеющими малую толщину, если применять обратную полярность для сварки толстого сырья, то качество шва будет слишком неудовлетворительным.
  • При сварке на обратном подключении строго запрещается использовать электроды, которые нельзя перегревать.
  • Если сила тока значительно уменьшается, то сильно будет ухудшаться и качество шва из-за того, что дуга начнет «скакать».
  • Так как обратная полярность чаще всего используется для сварки высоколегированных сталей, то необходимо руководствоваться не только правилами сварки инвертором, а еще и учитывать требования металла к длительности рабочего цикла, а также к процессу остывания металла.
Не пропустите:  Сварка ПНД труб своими руками разными методами

зачем менять полярность при сварке электродами

Что означает обратная полярность

При обратной полярности логично, что подключение массы и электрода меняют местами. То есть к плюсовому гнезду подключают электрод, а к минусовому гнезду — массу. Здесь нужно понимать, что при подключении гнезд таким образом анодное пятно также будет образовываться, однако оно появится не на стороне заготовки, а на противоположной от нее, то есть на электроде.

прямая и обратная полярность при сварке

Важное замечание! Подключение полярности вручную осуществляется лишь при сварке инвертором, то есть при наличии постоянного тока. При осуществлении этого же процесса, но на переменном токе смена полярности осуществляется до сотни раз за секунду самостоятельно. Поэтому способ подключения не имеет значения.

Как можно было заметить, отличие прямой и обратной полярности при сварке инвертором заключается в том, что анодное пятно будет образовываться в разных местах.

Что такое переменный ток в сварке

Переменное напряжение получило свое название, так как поток электронов непрерывно меняет направление своего движения. Во время сварочного процесса с потреблением переменного тока дуга непрерывно «скачет». Происходит это из-за регулярного отклонения от оси сварочной дуги. Конечно, это сказывается на качестве получившегося шва. В итоге, рубец широкий, а в месте соединения образуются капельки металла. Если дуга погаснет, то возобновить зажигание можно с помощью повышения напряжения.

Сварка переменным током

При всем этом оборудование для электросварки переменкой, имеет свои плюсы:

  1. Простая конструкция.
  2. Большой рабочий ресурс.
  3. Можно регулировать силу сварного тока.

Трансформаторы, по-прежнему пользуются своей популярностью.

Виды устройств

Сварочные аппараты, работающие за счет действия переменного тока, подразделяются на следующие виды:

  • оборудование для ручной электродуговой сварки с помощью отдельных электродов покрытых флюсом;
  • оборудование для ручной аргоновой электросварки с помощью неплавящихся электродов из вольфрама;
  • полуавтоматическое оборудование, осуществляющее сварку в среде защитного и инертного газа с помощью электродной проволоки;
  • оборудование контактной сварки.

В международной классификации электродуговая сварка получила обозначение ММА-АС или ММА-DC, в случае ручной электросварки одиночными электродами, а аргоновая сварка с неплавящимися электродами – TIG.

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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
    Подбор электродов

При использовании электродов необходимо соблюдать следующие правила:

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

Электроды для сварки

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

Достоинства и недостатки

Ручная дуговая сварка переменным током работает на основе силового трансформатора, имеющего простую, надежную и недорогую конструкцию. Она может работать практически в любых условиях и длительное время без перерывов.

К недостаткам нужно отнести невысокую производительность сварочных работ, необходимость постоянного удаления шлака. Сварочный шов получается хуже, чем дает сварка постоянным током.

Аргоновая сварка с использованием аппарата переменного тока с неплавящимися электродами дает сварной шов высочайшего качества, позволяет варить металл большого сечения, отсутствуют брызги.

К недостаткам нужно отнести необходимость использования дополнительного оборудования в виде газовых баллонов и низкую производительность работ.

Отличия электродов постоянного тока и переменного

Электроды условно не различаются. Но постоянный поток энергии не подходит для соединения переменным током. Электросварочные материалы, которые рассчитаны для переменки, успешно применяются и для электросварки с помощью постоянного электричества. Образующиеся электроды эксперты называют универсальными.

Универсальные электроды характеризуются:

  • Хорошей и стабильной дугой, которая даже повторно легко зажигается.
  • Объемной выработкой работы.
  • Высокой рентабельностью.
  • Небольшой степенью разбрызгивания.
  • Хорошим отделением примесей.
  • Возможностью доброкачественно сварить загрязненные, окисленные, ржавые и влажные материалы.
  • Простейшими требованиями к устройству и работнику.

Особенностью универсальных электросварочных электродов является, возможность изготавливать соединение металлических изделий, даже если присутствует большое расстояние между частями металлов. Они отлично подходят для электросварки коротких швов и точечного прихвата.

Сравнивая сварку на постоянном и переменном напряжении, преимуществ больше у аппаратов с постоянным потоком энергии. Экономятся сварные материалы, так как разбрызгивание минимальное. Постоянку просто и легко использовать в работе, применяется для тонкостенных изделий. Воздействие погодных условий не влияет на устойчивость дуги, обеспечивая высокую производительность. Все участки на сооружении провариваются, в итоге специалист получает качественный и аккуратный рубец.

Устройство с переменкой обеспечивает хорошее качество соединения, простоту и удобство сварочного процесса. Оборудование, которое работает на данном виде напряжения стоит намного дешевле.

Основным различием переменного и постоянного электричества является то, что на электрод во время работы подается ток или переменно с частотой 50 Гц или постоянно. В конструкции сварочного аппарата постоянного потока есть выпрямители в виде диодов, которые выпрямляют электричество на выходе и создают знакопостоянное пульсирующее значение. Современные полупроводниковые выпрямители гарантируют высокую результативность и высокий показатель полезного действия. Следовательно, более качественная сварка получится с применением постоянного потока. Как показала практика, электроды переменки — прошлый век.

Процесс сварки

Сварочный ток — самый главный параметр, от которого зависит качественное соединение. Подбирать диаметр электрода необходимо с учетом толщины металла. И отталкиваясь от его диаметра, выставляется электричество. Эту информацию можно найти на упаковке. Точных и конкретных настроек напряжения нет — каждый мастер ориентируется на свои чувства и выставляет нужный параметр напряжения.

В специальных магазинах очень широкий выбор электродов для дуговой электросварки. Покупая, обращайте внимание на качество продукции и наличие лицензии.

Вместо заключения

Выбор полярности при сварке постоянным током — задача не из легких, если вы начинающий сварщик. Нужно учесть все возможные нюансы, связанные с типом и толщиной металла, используемым в работе электродом или присадочной проволокой, а также удачно выбрать сварочный аппарат с нужным вам набором функций. Все это кажется чем-то очень сложным, но поверьте, с опытом вы будете настраивать аппарат и подбирать комплектующие, даже не задумываясь. Изучайте много теории и не забывайте применять ее на практике.

Источники

  • https://svarkagid.ru/tehnologii/pryamaya-i-obratnaya-polyarnost-pri-svarke-invertorom.html
  • https://stankiexpert.ru/spravochnik/svarka/polyarnost-pri-svarke.html
  • https://FB.ru/article/348073/obratnaya-i-pryamaya-polyarnost-pri-svarke-invertorom—osobennosti-plyusyi-i-minusyi
  • https://vchemraznica.ru/chem-otlichaetsya-svarka-peremennym-i-postoyannym-tokom/
  • https://svaring.com/welding/apparaty/svarochnyj-apparat-peremennogo-toka
  • https://svarkaed.ru/svarka/obuchenie-svarke/osobennosti-svarki-s-obratnoj-polyarnostyu.html

[свернуть]

Холодная сварка: что это такое и как ее использовать

Во время различных ремонтных работ может возникнуть необходимость в срочном соединении небольших деталей не только металлических, но и из других материалов. Когда нужно исправить мелкую поломку, ликвидировать утечку в ёмкости, замаскировать трещину на любой…

Читать статью