- Полярность при сварочных работах
- Прямая полярность
- Подключение по схеме прямой полярности
- Обратная полярность
- Подключение по схеме обратной полярности
- Особенности сварки при использовании прямой полярности
- Особенности обратной полярности при сварке
- Плюсы и минусы разных методов сваривания деталей
- Как выбрать правильную полярность
- Толщина края металлической заготовки
- Вид металла
- Вид электрода
- Что даёт смена полярности на инверторе
- Что делать, если сварка прожигает металл
- Правила подготовки металла к сварке
- Советы начинающим сварщикам
- Пример сварки двух заготовок прямой и обратной полярностью
Полярность при сварочных работах
При ручной дуговой сварке подача присадочной проволоки осуществляется в автоматическом режиме. Сваривание деталей по технологии РДС осуществляется при постоянном токе. К клеммам сварочного инвертора нужно подключить кабели массы и электрода. Они обозначаются знаками “+” и “-“. Полярность определяет способ подсоединения проводов к клеммным колодкам полуавтомата. Этот этого параметра зависит характер движения элементарных частиц, что воздействует на сварочный процесс. Если полуавтоматический прибор для сварки функционирует при переменном токе, то сварщик не сможет поменять полярность
При сварке с прямой полярностью кабель с электродным стержнем соединяется с контактом “минус”, провод с прищепкой – с разъемом “плюс”. Температура на концах электрического инвертора достигает 1000 °C. При переходе на обратную полярность провода с электродом и прищепкой нужно поменять местами. Температура на концах электродного стержня повысится до 4000 °C. Смена полярности позволяет контролировать температурный режим обрабатываемых заготовок.
Изменять местоположение кабелей необходимо при обработке легированных изделий. Полярность меняется при различных функциональных режимах сварочного аппарата. Они определяются размерами и материалом изготовления свариваемых изделий. Прямое подключение кабелей используется при проведении сварочных работ на открытом воздухе. В данных условиях детали соединяются с применением трубчатой нити из алюминия, заполненной порошкообразным веществом. В этих условиях можно сваривать толстые металлические пластины.
Смена местоположения кабелей осуществляется при следующих условиях:
- При наличии защитных газ, предназначенных для изолирования металлов от воздействия оксидов и ускорение нагрева дуги.
- При использовании флюсовых присадок, необходимого для создания однородного диффузного слоя.
При прямой и обратной полярности формируются анодные и катодные пятна. Анодное облако является наиболее горячим. Его температура может достигать 800 °C. Через пятна проходит электроток. В этих областях наблюдается низкое напряжение, что обусловлено местоположением сварочной дуги.
Смена полярности позволяет сварщику увеличить глубину сварочного шва и обрабатывать конструкции с шириной менее 0,3 см. Сварка на прямой и обратной последовательности предоставляет возможность регулировать расположение дуги, что снижает скорость нагрева свариваемых изделий.
Выделяют следующие особенности сварки MMA с прямой полярностью:
- Позволяет получить прочный, узкий и глубокий сварочный шов.
- Облегчает сварку изделий, в составе которых отсутствует железо, и деталей толщиной более 0,3 см.
- Стабильность и устойчивость электрической дуги к срывам.
- Сварка невозможна, если применяются металлические стержни с электропроводным материалом, работающих при переменном токе.
- Высокое качества раскройки обрабатываемых заготовок.
- Воздействует на химический состав свариваемых изделий.
- Высокой коэффициент наплавки при нагревании сварочной дуги в аргоновой или гелиевой среде.
- Низкие темпы нагрева стержня электрического проводника или присадочной проволоки. Благодаря этому свойству при сварке модно применять инверторы, функционирующие при высокочастотных токах.
- Снижает процент внедрения карбона в массу свариваемого изделия.
РДС сварка при обратном подключении обладает следующими отличиями:
- Большая толщина и низкая глубина шва.
- При соединении тонких пластин их поверхность не деформируется.
- Нестабильность дуги, поэтому для сварки нельзя применять инверторы, работающие на невысоких токах.
- Низкий риск прожога поверхности металла, что обусловлено отбортовкой свариваемых поверхностей.
- При сваривании нельзя использовать стержни, разрушающихся при воздействии высоких температур.
- Требует минимизации зазора между свариваемыми частями.
- Низкий потенциал напряжения электротока.
- Сварка производится прерывистым швом.
При неправильном выборе полярности заготовки могут частично расплавиться, что приведет к возникновению кипящих брызг в сварочной ванне.
Прямая полярность
По своей сути ток представляет собой движение заряженных частиц — электронов. Они двигаются от отрицательного полюса к положительному – это классика. Вот и у нас в процессе сварки электроны двигаются в направлении к металлической заготовке от электрода. Поэтому происходит нагрев металла. Электрод остается холодным.
Итак, электрод подключен к минусу, металлическая заготовка – к плюсу. Это классическая полярность при сварке инвертором. На стороне плюса распространяет свое тепло чудесное анодное облако.
Прямое подключение постоянного тока имеет некоторые особенности, которые необходимо учитывать в обязательном порядке:
- при прямом подключении получается стабильная и ровная дуга со всеми вытекающими последствиями в виде швов высокого качества;
- сварочный шов отличается узостью и глубиной;
- ни в коем случае не применяется, если на электродах указано, что они предназначены для технологии переменного тока;
- с некоторыми металлами при работе в инертных газах повышается коэффициент наплавки;
- состав металла в шве при прямой полярности имеет особенности: в нем практически нет углерода, зато присутствуют кремний и марганец;
- довольно высокая степень разбрызгивания металла;
- быстрая плавка расходника с его частой заменой.
Подключение по схеме прямой полярности
При сварке током прямой полярности клеммная колодка “+” соединяется с обрабатываемым изделием. Подключение электродного стержня к контакту “-“ осуществляется через дуговой промежуток. При сварке с прямой полярностью электрический проводник будет нагреваться медленнее, чем металл. Поэтому температура между ними отличается на 700 °C. Во время сварки с постоянным током обратной полярности концы электродного стержня будут нагреваться сильнее поверхности заготовки. При прямом подключении роль катода исполняет электрод, обрабатываемые детали выступают в качестве анода.
Образование сварочной ванны – основная задача при сварке током прямой полярности. Для этого нужно прогреть заготовку до температуры плавления. При повышении силы электротока детали будут отталкиваться от сварочной дуги, что не позволит плотно соединить детали. При сварке с прямой полярностью требуются приборы, работающие при высокочастотных токах.
Обратная полярность
Обратная полярность при сварке.
Мы помним, что при обратной полярности при сварке постоянным током плюсовое анодное теплое пятно находится на электроде, Таким образом мы исключаем дополнительный нагрев металла, к которому подведена минусовая клемма. Основным видом сварки при обратном подключении является электродуговая с флюсом и метод в среде защитных газов, в частности – в аргоне.
Главными металлами «потребителями» обратного подключения являются высоколегированные стали и тонкие заготовки из любого металла: здесь имеет значение тонкость края, которую легко прожечь при малейшем перегреве. Так что работы при обратном подключении можно назвать вполне себе деликатными. А там, где деликатность, там особенности исполнения и профессиональные советы.
Вот какие технологические особенности использования обратной полярности нужно принять во внимание:
- шов при обратном подключении шире и меньшей глубины, чем при прямой;
- великолепно справляется с соединением тонких и средней толщины кромок металлических заготовок;
- сварочная дуга не такая стабильная, как при прямой полярности, если напряжение низкой силы, дуга начинает скакать и прерываться;
- если вы варите высоколегированную сталь, то кроме обратного подключения нужно соблюдать дополнительные требования по рабочему циклу и температурному режиму остывания стальных заготовок;
- ни в коем случае не варить с электродами, чувствительными к перегреву;
- дополнительное снижение температуры на заготовке можно через снижение потенциала напряжения;
- то, что дуга не очень стабильна, можно использовать во благо: очень тонкие края лучше варить прерывистым швов – прерывая дугу;
- если в сварке на постоянном токе обратной полярности вы делаете шов встык, зазор между поверхностями должен быть минимальным, если же шов внахлест, поверхности приживать друг к другу герметично. Иначе вы получите прожог;
- отбортовка краев свариваемых поверхностей отлично поможет для снижения риска прожога.
Подключение по схеме обратной полярности
При сварке постоянным током обратной полярности кабель с электродным стержнем необходимо подсоединить к “плюсу” инвертора, кабель на металл – к “минусу” инвертора. В этом случае роль катода выполняют поверхности заготовок, электрод становится анодом. В результате образуется рассеянная зона контакта между электрической дугой и свариваемым металлом. При сварке с обратной полярностью точка максимального разогрева размещается на металлическом стержне. В результате увеличивается глубина проплавки металлической поверхности.
Особенности сварки при использовании прямой полярности
Работая сварочным аппаратом постоянного тока и применяя способ подключение схемы прямой полярности, следует учитывать такие особенности процесса:
- Шов сварочного соединения — глубоко проникающий, узкий по ширине, более крепкий по качеству;
- Можно варить практически все типы сталей, толщина которых начинается от трех миллиметров и выше;
- При использовании вольфрамового стержня для цветных металлов можно применять только метод прямой полярности при сварке;
- Сварная дуга отличается стабильностью, устойчивостью к срывам, в результате чего легче контролировать процесс работы и получить красивый шов;
- Для работы таким методом не подходят электроды, рассчитанные на использование в сварке переменным током;
- При использовании сварочного аппарата в качестве резака, заготовка легче поддается раскройке.
Особенности обратной полярности при сварке
Сварка металла при таком способе подключения оборудования имеет следующие характеристики:
- Шов сварочного соединения менее глубок по проникновению в металл, с более выраженной шириной;
- Метод наиболее подходит для соединения средних по толщине заготовок либо тонких листов металла;
- При операциях с толстыми заготовками наблюдается хрупкость шва под воздействием нагрузок;
- Для работы не подходят электроды, структура которых разрушается при перегреве;
- Электрическая дуга отличается меньшей стабильностью, особенно в режиме работы на низких токах, что ведет к неравномерности соединения;
- Осуществляя сварку высоколегированных сталей, необходимо строго выполнять технологический процесс рабочего цикла.
Плюсы и минусы разных методов сваривания деталей
Говоря о плюсах и минусах прямой и обратной полярности сваривания, нужно понимать, что неправильный выбор режима проявит все отрицательные стороны процесса. Толстый металл при отрицательной полярности будет слабо греться, шов получится поверхностным, придется обваривать деталь с двух сторон, что увеличит материальные и временные затраты.
Тонкий металл при положительной полярности потечет, начнет прожигаться электродом, кипящие брызги из сварочной ванны будут загрязнять поверхность изделия и требовать дополнительных усилий по их устранению.
Если же все учесть правильно, то минусы обратятся в плюсы, процесс сварки будет несложным для выполнения и радовать глаз результатом.
Как выбрать правильную полярность
Понятно, что при сварке инвертором допускаются прямая и обратная полярность. По умолчанию эти аппараты обычно настроены на прямое подключение.
Но если вы работаете с разными металлами и металлическими заготовками разной толщины, вам придется самостоятельно настраивать параметры сварочного тока и, в частности, полярность. Это нетрудно, поехали.
Все дело в перемещении теплого анодного пятна, то есть концентрации нагрева. При прямой полярности плюс идет на металлическую заготовку, как раз она и разогревается. Именно от данного фактора зависит выбор варианта подключения при работе с разными заготовками из разных металлов. Все логично и просто, вот критерии решений по поводу подключения постоянного сварочного тока:
Толщина края металлической заготовки
Постоянный и переменный ток сварки.
Толстые края поверхностей? Конечно же сварка током прямой полярности! Дополнительная концентрация тепла в местах плавки в толстых деталях будет способствовать глубокой проверке и, следовательно, получению качественного прочного шва. Если же края свариваемых поверхностей тонкие, то рассуждать, а затем действовать нужно совсем наоборот.
Тонкие края важно не перегреть, чтобы не допустить прожога. Так что отправляем теплое анодное пятно от греха подальше на другую сторону – к электроду. Так что тонкие детали варим при обратном подключении.
Вид металла
Здесь нам поможет перемещение теплового анодного пятна: каким металлам оно не повредит, а, наоборот, поможет? Правильнее всего будет внимательно читать инструкции по электрической настройке сварочного аппарат, которые сопровождают любой современный сплав.
Но уже сейчас можно запомнить факт, что алюминий вместе со сплавами тепло только приветствуют, оно помогает снизить количество образующихся окислов во время процесса. Так что сварка алюминия постоянным током проводится только при прямом подключении. Официально это будет называться сваркой алюминия постоянным током в среде аргона.
А вот сталь, чугун с различными стальными сплавами требуют обратного подключения постоянного сварочного тока: никакого дополнительного тепла им не нужно из-за риска образования тугоплавких соединений.
Цветные металлы, как алюминий, варятся неплавящимися вольфрамовыми электродами только при прямом подключении без каких-либо исключений.
Вид электрода
Вы ведь знаете, что современные электроды подразделяются по огромному количеству критериев, они производятся в невероятном разнообразии. Электрические параметры также входит в описание каждого вида электрода. Читать инструкции самым внимательным образом еще никому не помешало.
Но здесь мы вполне можем рассуждать логически, чтобы выбирать правильную полярность для каждого вида электрода. Выбор зависит от того же – теплого анодного пятна, то есть температурного режима. А такие режимы у электродов зависят от типа флюса и многих других факторов.
Невозможно дать короткие рекомендации по полярности тока для разных сварочных расходников – слишком их много. Единственный дельный совет в данном случае – читать инструкции и не пренебрегать ими.
А что делать, если в инструкции к металлу или сплаву требуется одни электрические параметры, а у выбранного электрода требуются совсем другие настройки сварочного тока? Такое бывает, ответ в этом случае только один: пробуйте и ищите оптимальный вариант опытным путем.
Силу тока, рабочие циклы, подключение к полюсам – все придется настраивать вручную. Но ведь голова нам дана, чтобы думать, верно?
Что даёт смена полярности на инверторе
Из всего вышесказанного становиться понятно, что даёт сварка на прямой и обратной последовательности:
- Когда нужно углубить корень сварочного шва, то лучше всего применять именно прямую полярность при подключении инвертора. В таком случае, большая температурная нагрузка будет приходиться на металл.
- В том случае, если нужно варить тонкий металл , то сварочный инвертор лучше всего переключать в режим обратной последовательности. Таким образом, на конце электрода будет возникать максимальная температура, а тонкий металл при сварке будет нагреваться гораздо меньше, чем при сварке инвертором на прямой полярности.
Вообще, варить на обратной полярности инвертором как раз и рекомендуется при сварке тонких металлов и нержавейки. Другими словами, тех видов металла, которые очень чувствительны к перегреву.
При этом стоит учитывать один важнейший нюанс, который связан с расходом электродов. При сварке инвертором на прямой и обратной полярности, скорость сгорания электрода будет разной. При сварке инвертором на обратной полярности, из-за сильного нагревания, расход электродов будет куда выше, чем на прямой полярности.
Что делать, если сварка прожигает металл
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.
Советы начинающим сварщикам
Далее представлено несколько советов относительно того, как приварить уголки к столбам, что является одной из самых распространенных сварочных операций.
Для начала нужно вооружиться бытовым сварочным инвертором:
- Лучшие электроды для сварки инвертором для начинающих те, что имеют диаметр 2,5 мм – это оптимальный размер.
- Начиная сверху, сварной шов нужно вести восьмерками вниз с шагом максимум 1 мм.
- Варить металл лучше не сразу, то есть не от начала до конца, а в первую очередь сделать несколько прихваток, что позволит избежать деформации материала из-за нагрева разных сторон.
- Если после того как вы сварили изделие и отбили шлак, образовались пустоты, то необходимо проварить данные места повторно.
- Отбивая шлак, обязательно надевайте защитные очки или сварочную маску хамелеон.
Чаще всего в быту используют электрод «тройку», хотя стандартные инверторы могут потянуть и «четверку», чего вполне достаточно. Что касается силы тока, то менять ее и подбирать необходимое значение можно в процессе сварки, выставляя оптимальный режим. Тут нужно учитывать, что если показатели будут меньше, чем нужно, то электрод прилипнет, при слишком больших значениях может образоваться дырка.
В задачи сварщика входит соединить друг с другом кромки двух деталей и сверху шва наплавить расплавленный металл стержня электрода.
Во время приваривания стального уголка к металлическому столу лучше не просить кого-либо помочь подержать заготовку, поскольку для него это может закончиться ожогами глаз (слизистой или сетчатки) и кожи от брызг расплавленного металла. Лучше всего воспользоваться магнитными уголками или струбцинами.
Для того чтобы подобрать оптимальный ток для сварки, воспользуйтесь следующим советом.
Возьмите заготовку из металла и начните варить на сильном токе. Если образуются дырки, нужно его уменьшить. Таким образом, подбирается сила тока, при которой металл не будет прожигаться. Здесь нет никаких секретов сварки инвертором, главное для начинающих – это практика и опыт, который приходит со временем.
Для тренировки можно использовать ржавые металлические куски и набивать на них руку. Возможно, достаточно будет сжечь пару электродов на прихватках по ржавчине, чтобы качественно сваривать уже хороший металл.
Прежде чем приступать к сварке, обязательно зачищайте детали, стыки от краски и ржавчины до чистой поверхности.
Вертикальная сварка инвертором для начинающих сложная задача, однако если вы научитесь выполнять красивый шов в таком положении, то горизонтальный будет идеальным.
Вот несколько рекомендаций:
- Никогда не работайте отсыревшими электродами или теми, у которых отбита обмазка. Хранить их следует вдали от влаги, а если все же необходимо высушить, то сделать это можно либо в духовке, либо в электрической печи.
- Чтобы научиться качественной сварке, нужно тренироваться, поэтому чем больше вы используете электродов и металлических заготовок, тем лучше будут швы. Начав работать с забором из профнастила, через некоторое время вы сможете взять на себя более сложные задачи (сварку теплиц, арок, калиток, распашных и откатных ворот, козырьков над домами, а также приспособлений и инструментов, использующихся в быту).
Каждый человек, зная основы сварки инвертором для начинающих, может сделать качественные, ровные и красивые сварочные швы, главное – больше практиковаться и не бояться жечь электроды.
Пример сварки двух заготовок прямой и обратной полярностью
После завершения сварочного процесса детали разрежем пополам в поперечном направлении и оценим глубину проплавления металла при сварке на прямой и обратной полярности. Для большей объективности предстоящего эксперимента воспользуемся двумя одинаковыми тавровыми образцами. Одно изделие завариваем с применением электродов УОНИ 13/55, второй – с использованием электродов ОЗС-12.
Во всех предстоящих экспериментах используем сварочный ток величиной 140 А и электроды диаметром 4 мм. Колебательные движения электродом в процессе сварки не совершаем, а просто ведем его прямо по траектории сварки. Одну сторону изделия провариваем с применением обратной полярности. Затем изделие разворачиваем на 180 градусов и другую сторону варим с применением прямой полярности.
Второе изделие завариваем электродами ОЗС-12 также одну сторону на прямой полярности, другую – на отрицательной полярности при том же сварочном токе величиной 140 А. По субъективным ощущениям какой-то разницы при сварке двумя типами электродов не чувствуется.
Далее удаляем образовавшийся шлак постукиванием молотком, зачищаем сварные швы металлической щеткой и внимательно рассматриваем полученные результаты. Визуальный осмотр сварочных швов, выполненных разными электродами при прямой и обратной полярности, каких-то видимых различий не обнаруживает.
Распиливаем на пильном станке детали в поперечном направлении и рассматриваем сечение в плоскости поперечного разреза, полученное электродами УОНИ 13/55.
Немного заметно, что при сварке на обратной полярности сварочный шов проварился несколько глубже, чем при прямой полярности.
Подобный же эффект наблюдается и при рассмотрении сварных швов деталей, произведенных электродами ОЗС-12.
- https://sterbrust.tech/spravochnik/svarka/polyarnost-pri-svarke.html
- https://tutsvarka.ru/vidy/obratnaya-polyarnost
- https://promzn.ru/obrabotka-metalla/pryamaya-i-obratnaya-polyarnost-pri-svarke.html
- https://mmasvarka.ru/pryamaya-i-obratnaya-polyarnost-pri-svarke-invertorom.html
- https://svarkapajka.ru/kakuyu-polyarnost-svarki-vybrat.html
- https://vt-metall.ru/articles/852-svarka-invertorom-dlya-nachinayushchih
- https://SdelaySam-SvoimiRukami.ru/8799-poljarnost-pri-svarke-invertorom-kakuju-vybrat-dlja-luchshego-rezultata.html