Прямая и обратная полярность сварочных агрегатов постоянного тока позволяет скорректировать температуру на электродах и обрабатываемых деталях. Если подсоединен плюс, анодное термопятно нагреется до 3900 °C. При подключении минуса этот показатель с катодной точкой будет равен 3200 °C. Для сварки разных металлов такое отличие существенно.
При сварке применяется прямая или обратная полярность.
На что влияет полярность сварки
Работа с рутиловыми электродами возможна на обоих видах полярности. Аналогами типа УОНИ производитель рекомендует варить на «минусе». От сварочной полярности зависит прогрев детали.
На прямой подаче заготовка сильнее накаливается, позволяя сделать глубже шовный участок.
На обратной полярности обрабатываемый элемент прогревается слабее, температура концентрируется на окончании электрода. Второй режим ориентирован на обработку тонкого металла и изделий, чувствительных к перегреву.
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.
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.
Рекомендуем к прочтению Как сваривать автомобиль своими руками
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.
Начинаем варить
Сначала устанавливаем правильную силу тока на инверторе. Помним, что в инверторных технологиях сварка переменным током – основной вид. Сила сварочного тока зависит от состава электрода и диаметра его наконечника, положения заготовок при сварке и типа шва в планируемом соединении.
Все эти зависимости можно найти в исчерпывающих инструкциях к самому аппарату и во вкладышах в пачках с электродами. Теоретически ток сварки можно подобрать по диаметру стержня электрода: на каждый миллиметр диаметра должно приходиться около 30 А.
Находим удобную и устойчивую позу, одеваем маску и начинаем работу с отведенным локтем руки. Предплечье лучше обмотать кабелем. Если этого не сделать, по ходу сварки может устать рука, а кабель начнет болтаться, что негативно скажется на качестве сварочного шва.
Направление движения электрода для начинающего сварщика.
Для дебютных работ лучше выбрать металлические заготовки не самого маленького размера – более 20-ти см, так будет удобнее. Как обычно делают новички: надевают маску, поджигают электрическую дугу и сразу же на одном вдохе пройти заготовку во всю длину шва.
Если ваша деталь короткая, и вы сварите ее на одном вдохе, у вас может сформироваться ненужная привычка варить шов на одном дыхании. Поэтому тренируйтесь на длинных деталях с правильным дыханием.
Теперь о расположении предметов во время работы. Заготовки лучше разместить на рабочем столе – горизонтальной поверхности. Электрод в держателе должен находится под прямым углом к плоскости стола, затем угол наклона должен составлять примерно 30°.
Теперь нужно поджечь дугу, чтобы перемещаться вдоль планируемого сварочного шва.
Сварку можно производить углом назад, в этом случае наклон в 30° идет в направлении шва. Если углом вперед – электрод наклоняется в обратную сторону от шва. Электрод нужно вести примерно как карандаш – на высоте 2-х мм от поверхности заготовок.
Нужно помнить, что при горении электрод укорачивается, поэтому за расстоянием над поверхностью нужно следить постоянно.
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.
Зачем прокаливают электроды
Это делается только с одной целью, удалить влагу. При сварке сырым электродом, возможно появление дефектов сварочного шва. Такой электрод будет все время липнуть к детали.
В каждой строительной компании обязательно установлено оборудование, которое прокалывает электроды. Такая операция недоступна сварщикам-любителям.
Если вы начали работать с новой пачкой, но не смогли израсходовать ее до конца, оставшееся количество электродов нужно спрятать в сухое и теплое место. Никогда не храните электроды в подвале и на чердаке. Они быстро отсыреют и придут в негодность.
Особенности сварочных работ
При сваривании постоянным током обратной полярности добиваются хорошего прогрева детали, получая своеобразную ванну плавления. На ее качество как раз влияет тип полюсности. При завышенном токе нагрев будет больше, изделие накалится до состояния отталкивания от электродуги, что воспрепятствует соединению. Заниженный показатель тоже неэффективен, поскольку не будет нужного термического режима.
При выполнении сварочных работ основное внимание уделяется соединению стыкуемых деталей.
При прямой полярности
Нюансы работы сварочного оборудования:
- Металл в ванну от расходников стекает по каплям. Создается разбрызгивание изделия, повышается коэффициент плавления.
- Возникает нестабильная электродуга.
- Происходит уменьшение проварки на одной части, на другой – снижается содержание углерода.
- Обеспечивается правильный прогрев детали.
- Присадка меньше накаливается.
- При обработке флюсовых материалов повышается эффективность наплавления.
Черный металл при сварке с прямой полярностью в полости шва почти не содержит углерода, насыщен кремнием и марганцем.
При обратной полярности
Разница минусового подключения в том, что на электрод действует повышенная температура.
Рекомендуем к прочтению Особенности сварочных смесей и их использования
Чтобы нивелировать вероятность прогара и повысить качество сварки, нужно помнить о следующих особенностях:
- Снижении токового потенциала, если необходимо уменьшить терморежим на заготовке.
- Начальном применении частичного шва с короткими участками с перемещением к центру, дальнейшем возврате к стыковке на другую сторону, конечной обработке промежуточных зон. Это обуславливает снижение коробления материала.
- Сваривании тонких деталей с регулярным прерыванием дуги.
- Сцеплении материалов внахлест путем их герметичного прижимания между собой. Для этой цели подойдут струбцины или дополнительный груз.
- Сваривании встык с минимальным зазором.
- Соединении тонкого материала с неровными краями при помощи медной либо стальной пластины, служащей для забора тепла.
Обратная полярность выбирается при работе с тонкостенными деталями.
Как варятся стыковые швы
Если кромки не имеют скосов, накладываемый валик должен иметь небольшое расширение с каждой стороны стыка. Чтобы не допустить непровара, требуется создать равномерное распределение расплавленного металла.
Только правильная установка тока и грамотный подбор электродов, позволит хорошо проварить 6 миллиметровый металл, если детали не имеют скоса кромок. Величина тока подбирается опытным путем. Для чего сваривается несколько пробных планок.
Если детали имеют V-образные скосы, стыковая сварка может быть однослойной или иметь несколько слоев. Главную роль в этом вопросе играет толщина металла.
Когда варится один слой, возбуждение дуги должно происходить в пункте «А», на границе скоса, согласно рисунку 67а. После чего электрод опускают вниз. Полностью проваривается корень шва, затем дугу отправляют на следующую кромку.
Когда электрод движется по скосам, его движение специально замедляют, чтобы обеспечить хороший провар. На корне шва, наоборот ускоряют движение, чтобы не допустить сквозного прожога.
На обратной стороне сварочного соединения, профессионалы советуют накладывать дополнительный подварочный шов.
В некоторых случаях на противоположную сторону шва монтируют стальную 2-3 миллиметровую подкладку. Для этого повышают сварочный ток, примерно на 20–30% относительно стандартной величины. Сквозное проплавление в данном случае полностью исключается.
Когда создается валик шва, стальная подкладка также приваривается. Если она не мешает конструкции изделия, ее оставляют. При сварке очень важных конструкций, делается проварка противоположной стороны корня шва.
Если нужно сварить стыковой многослойный шов, вначале проваривается корень шва. С этой целью используют электроды, диаметром 4–5 миллиметров. Затем выполняется наплавка следующих слоев расширенными валиками, для чего используются электроды больших размеров (Смотри рисунки 67, б, в).
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.
Недостатки:
- 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.
Как делаются валики
Электрод вставляется в держатель. Чтобы вызвать появление тока в области плавления, достаточно чиркнуть по поверхности металла кончиком электрода, или просто постучать несколько раз по заготовке.
Когда появится электрическая дуга, электрод направляется на заготовку, с выдержкой постоянного зазора между поверхностью металла и электрической дугой. Зазор должен иметь постоянное значение, и лежать в диапазоне 3–5 миллиметров.
Важно! Чтобы получить качественный шов, необходимо все время поддерживать одинаковую длину дуги. Если изменить эту величину, дуга может прерваться, шов будет иметь много дефектов.
Направление электрода делается под определенным углом относительно плоскости заготовки. Самым оптимальным считается угол в 70 градусов, Наклон не имеет определенного значения, главное чтобы сварщику было удобно. В процессе работы сварщик сам находит для себя оптимальное положение, в зависимости от специфичности выполняемой работы.
Во время таких практических занятий нужно научиться правильно, подбирать силу тока, чтобы подача все время оставалась стабильной. Если тока будет недостаточно, дуга будет постоянно гаснуть. При очень мощном потоке, начнется проплавление металла. Только экспериментальным путем можно научиться, правильно устанавливать режим сварки.
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.
Рекомендуем к прочтению Что такое ГОСТ 16037-80
Типы металлов
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.
Разновидности электродов
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.
