Содержание
Прямая и обратная полярность при сварке инвертором (или любым другим сварочным аппаратом) задает тон всему рабочему процессу и правильный выбор этого параметра напрямую влияет на качество сварного соединения. При обратной полярности к металлическим деталям подают «минус», а к электроду подводят «плюс». В случае с прямой полярностью все наоборот. И это всего лишь одна из нескольких особенностей, которые нужно учесть при сварке. Но сегодня мы остановимся именно на обратной полярности.
В этой статье мы подробнее расскажем про обратную полярность при сварке. Вы узнаете, что такое обратная полярность, при каких условиях выбирается данный тип направленности тока, какое оборудование используется в работе с обратной полярностью и как настроить аппарат, чтобы выполнить работу качественно и быстро.
Общая информация
Что такое обратная полярность при сварке? Обратная полярность тока — это процесс подачи положительного электрического заряда на электрод, а отрицательного электрического заряда — на свариваемую металлическую деталь. При этом тепло распределяется в обратной последовательности: электрод существенно перегревается, а деталь наоборот не прогревается вовсе. По этой причине обратной полярностью при дуговой сварке пользуются в особых случаях, когда велик шанс деформировать металл при высокой температуре или требуется выполнить очень аккуратный шов. За счет воздействия высокой температуры металл легко прогревается, шов формируется быстро и ровно.
Обратная полярность просто необходима при сварке нержавейки, тонкого металла, легированной и высокоуглеродистой стали, алюминия и прочим сплавов, легко подвергающихся перегреву. Так, например, ток обратной полярности — обязательный спутник электродуговой сварки с применением флюса или сварки в среде инертного газа. У вас просто не получится качественно наплавить металл, если вы будете использовать, скажем, аргонодуговую сварку и установите прямую полярность.
Многие новички все равно задаются вопросом, почему при некоторых работах используется обратная или прямая полярность при сварке инвертором? Постараемся объяснить подробнее. Обратная полярность применяется в работе, поскольку при горении дуги на конце сварочного стержня образуются участки с высокой концентрацией анодов и катодов. При этом температуры существенно отличаются, область анода может быть горячее области катода на 700 градусов по Цельсию!
Исходя из этого нетрудно догадаться, что при обратной полярности выделяется огромное количество тепла, что способствует качественному провариванию металла. Если для сварки того или иного металла этот показатель важен, то применяется обратная полярность. Прямая направленность тока используется во всех остальных случаях.
Кстати, при работе с постоянным током обратной полярности электрод сгорает значительно быстрее, чем при работе с прямой полярностью. Это связано опять же с избыточным нагревом стержня. Так что будьте готовы к перерасходу комплектующих. Если вы используете переменный ток, то выбор полярности не актуален вовсе, поскольку направление тока будет постоянно меняться во время работы.
Итак, повторим: полярность устанавливается только при работе с постоянным током. Обратная полярность применяется при сварке особых легко деформирующихся металлов, когда шов нужно сформировать быстро и качественно.
Сварка током обратной полярности не может ни отразиться на свойствах используемого в работе электрода. Через стержень проходит большое количества тепла, а это значит, что и сама деталь очень быстро нагревается, металл легко и глубоко проваривается, при этом практически не разбрызгивается (особенно, при сварке с флюсом).
Можно ли менять полярность прямо во время работы, если на сварочном инверторе (или любом другом типе оборудования) есть такая возможность? Вы, конечно, можете попробовать этот способ в качестве эксперимента, но мы не станем рекомендовать вам это. В этом просто нет необходимости. Но иногда бывают ситуации, когда вы начали работу не с той полярности и внезапно обнаружили это, поэтому хотите выставить другие настройки. Постарайтесь закончить начатое без изменения полярности (если требования к сварному шву не очень высокие). Да, электрод будет прилипать, но с этим нужно смириться. Если шов должен получиться качественным и красивым, то лучше начните работу заново, установив другую полярность.
Выбор полярности
Давайте еще немного времени уделим правильному выбору полярности. Помимо самого металла важно учесть и электроды или проволоку, которую вы используете в работе. Выбор прямой или работа на обратной полярности при сварке зависит от типа покрытия. Если вы работаете угольным электродом, то подключение обратным способом нежелательно, поскольку такие стержни быстро разрушаются при перегреве. Если вы используете проволоку, которая не имеет никакого покрытия вовсе, то она без проблем расплавится и при прямой полярности, но при использовании с переменным током она даже не нагреется.
Также на выбор полярности влияет то, какой шов вы хотите сделать, какие у него должны быть размеры и форма. При работе с постоянкой и обратной направленностью швы хорошо проплавлены, сварное соединение узкое и неглубокое, поскольку процесс сварки длится недолго из-за высоких температур.
Оборудование
Сварка постоянным током обратной направленности осуществляется только на сварочных аппаратах, предназначенных для такой работы. Выбор сварочного аппарата — это отельная немаловажная тема, поэтому в рамках этой статьи мы расскажем только самое главное. Прежде всего, ваш сварочный аппарат должен иметь возможность работать с разными режимами и подавать проволоку с разной скоростью. Так вы сможете варить аргоном или углекислым газом (это очень важно при сварке нержавейки), но не сможете варить порошковой проволокой, поскольку для этого необходима прямая полярность.
С помощью обратной полярности появляется возможность использовать в своей работе полуавтоматическое сварочное оборудование. Здесь держак и масса подключаются к «плюсу» и «минусу» соответственно. За счет этого флюс выгорает постепенно и полностью, сама сварка происходит в образовавшемся газовом облаке.
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.
Расскажите в комментариях о своем личном опыте сварки на обратной полярности, если вы опытный мастер. Это будет очень полезно для новичков. Также делитесь этой статьей в социальных сетях. Желаем удачи в работе!
В зависимости от условий проведения сварочных работ используются различные способы подключения токовой цепи сварочного агрегата.
Прямая полярность при сварке предполагает подключение плюсовой шины к свариваемой заготовке, а минусовой – к рабочему электроду. В случае обратной подачи питающего тока подключение осуществляется «с точностью до наоборот».
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.
Влияние на выбор электродов
Род тока сказывается и на выборе электродов для сварки. Так, работающий на переменном токе агрегат сможет сваривать изделия только специально предназначенными для этих целей электродами.
При работе с такой аппаратурой допускается использовать и универсальные расходные материалы.
А вот электродами, предназначенными для использования в режиме постоянного тока (УОНИИ, например) этот аппарат работать не может. Отметим также, что инвертор может варить с практически любыми расходными материалами, но предпочтение обычно отдаётся универсальным стержням.
Таким образом, род тока, как фактор влияния на сварочные процедуры, определяет выбор подходящего аппарата и используемых при сварке электродов.
Особенности каждого из подключений
Изменение полярности подключения агрегата в первую очередь отражается на качестве сварочного шва и на состоянии электрода. Применение обратной полярности при сварке характеризуется следующими положительными чертами:
- повышенное количество тепловой энергии, расходуемое со стороны электрода;
- качественная и глубинная проплавка обрабатываемой заготовки;
- минимальное разбрызгивание со стороны сплавляемого изделия.
В свою очередь прямой ток ограничивает поступление тепла к заготовке со стороны электрода и меньшую по сравнению с обратной полярностью её проплавку. При этом электродный стержень всё равно быстро расплавляется и требует частой замены.
При оценке каждого из этих режимов нельзя гарантированно утверждать, что один из них предпочтительнее, чем другой.
На первый взгляд явное преимущество имеет сварка обратным током, но при этом должны учитываться и другие факторы сварочного процесса.
С этой целью для большинства используемых при сварке электродов рекомендуемая полярность указывается на их упаковке (на специальной этикетке).
Работа с полуавтоматом
Специфика работы полуавтоматических агрегатов предполагает определённую скорость подачи проволоки к месту соединения заготовок и соответственно этому – несколько режимов сварки.
Это может быть работа либо в среде защитных газов (аргона или углекислоты), либо со специальной порошкообразной проволокой. При этом полярность включения зависит от конкретно выбранного режима и определяется требованиями эффективности сварочных операций и их экономичности.
Обратная полярность востребована при сварке в среде защитных газов, тогда как прямая чаще всего применяется при работе с порошковой (флюсовой) проволокой.
За счёт правильно выбранной полярности подачи тока в полуавтоматическом режиме обеспечивается полное выгорание флюса и образование в зоне сварки требуемой защитной среды. В этом случае металл прогреваться заметно меньше, а его разбрызгивание сводится к возможному для данных условий минимуму.
Прямой полярностью при обращении с таким оборудованием сварщики пользуются при работе с вольфрамовыми электродами, чаще всего применяемыми для сплавления изделий из цветных металлов.
За счёт их использования удаётся повысить температуру в зоне нагрева, что очень важно для такого сложного в обработке металла, как алюминий.
Можно сделать вывод, что выбор той или иной полярности подключения питающего напряжения определяется рядом факторов, порой не связанных с классом используемого оборудования.
Основное влияние оказывает тип применяемого расходника (электрода), материал свариваемой заготовки и режим работы конкретного сварочного агрегата.
Чтобы ответить на вопрос зачем менять полярность при сварке электродами, для начала нужно разобраться какие виды полярности бывают, как и в каких случаях их использовать.
Сварка электрической дугой может осуществляться на оборудовании которое вырабатывает или постоянный, или переменный ток.
При работе на переменном токе не имеет значения куда подключать «плюс», «минус», так как при сварке на постоянном токе подключение имеет большое значение. Можно сказать, что полярность при сварке – это основа качества сварки. Полярность обеспечивает качество сварки материала. При сварке постоянным током, сварочная дуга бывает прямой или обратной полярности.
При прямой полярности «плюс» подключается к соединяемым заготовкам (массе), соответственно «минус» подключается на держатель электрода; при обратной полярности «плюс» подключается на электрод, «минус» подключается на деталь. Менять полярность нужно в зависимости от того какую задачу сварки нужно выполнить. На «плюсе» тепла выделяется больше, чем на «минусе».
Прямая полярность используется при сварке цветных металлов (медь, латунь, алюминий), так как они имеют большую теплопроводность, в итоге получаем большую температуру в месте нагрева, что позволяет превысить температуру плавления цветного метала, особенно это важно для алюминия, так как сначала надо одолеть оксидную пленку. У нее температура плавления существенно выше в сравнении с самим металлом.
На прямой полярности так же лучше работать с большими, массивными деталями. При прямой полярности получается более сконцентрированная и узкая электрическая дуга, следовательно металл проплавляется глубже, шов получается более качественный, что происходит благодаря тому, что направление движение электронов постоянное и при сварке не происходит большого разбрызгивания расплавленного металла. Также при использовании прямой полярности можно производить резку металла независимо какой тип электрода используется.
Обратная полярность используется при сварке высоколегированых сталей, тонколистовых металлов, нержавейки, так как температура для их сварки нужна небольшая. Недостатком подключения обратной полярности есть то, что электрическая дуга «гуляет», соответственно шов получается менее герметичным и красивым, но при таком подключении почти полностью исключается возможность прожечь свариваемый материал.
Следовательно менять полярность нужно в зависимости от того, какую задачу сварки необходимо выполнить и верно выбранный вид полярности подключения электродов способствует тому, что качество шва будет выше, а процесс сварки станет намного проще.
