Для чего при сварке меняют полярность
Прямая и обратная полярность при сварке
Выбор полярности влияет не только на сам процесс сварки, но и на качество сварного соединения и даже расход электродов. Чтобы правильно определиться, на какой полярности лучше варить тот или иной металл, необходимо разобраться, что такое обратная и прямая полярность при сварке, и чем она отличается.
В сварочной литературе часто можно встретить такое выражение, как «прямая и обратная полярность». Опытным сварщикам данное выражение известно, а вот у начинающих могут возникнуть различные вопросы. Из данной статьи вы сможете узнать про полярность при сварке, как её сменить и чем собственно отличаются режимы.
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:
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.
Прямая и обратная полярность при сварке
Таким образом, при подключении сварочного аппарата постоянного тока можно подключить электрододержатель к плюсовому или минусовому выводу. Если держатель с электродом подключён к плюсовому выводу источника сварочной дуги, то мы получим обратную полярность.
Для обратной полярности характерен больший нагрев электрода, поскольку там, где плюс, там и температура будет всегда выше. Такое подключение позволит не прожигать металл небольшой толщины, поскольку основная концентрация температуры при сварке будет приходиться на электрод, а не на свариваемый металл.
И наоборот, если держатель с электродом подсоединить к минусовому выводу, а держатель массы к плюсовому, то больше всего будет прогреваться металл. Прямую полярность используют при сварке заготовок из металла значительной толщины. Данный режим при сварке позволяет хорошо проплавить металл и достаточно углубить корень шва.
Изучаем прямую и обратную полярность при сварке
Направление движения электронов регулируется с помощью полярности путём переключения проводов на клемму «плюс» или «минус». То есть, при работе со сваркой постоянного тока возможны два варианта настройки:
Прямая и обратная полярность подключения при сварке инвертором используется в зависимости от поставленных задач и качества материалов. При переменном токе тип подключения неважен, а при постоянном есть возможность менять полярность вручную.
Значение полярности для сварки
Постоянный ток создаёт термическое (анодное) пятно. Меняя полярность, можно его перемещать от электрода к заготовке. Основной нагрев создаётся на плюсовом гнезде, поэтому при прямой полярности сильнее нагревается заготовка, а при обратной – электрод. Таким образом формируются возможности инвертора в зависимости от характеристик металлов:
Если заготовка и электрод имеют характеристики, требующие противоречивых настроек, придётся найти компромиссный вариант, регулируя силу тока и время обработки шва. С опытом приходят и знания, позволяющие решать любые задачи.
Виды сварки
Ручная сварка дугой с помощью плавящегося электрода (ММА)
Здесь его роль играет особая плавящаяся проволока, покрытая шлаком. Способ очень популярен, но специалисты считают его не самым лучшим вариантом для получения качественных швов, если изделие по составу является сложным сплавом. Во время плавления проволока соединяет нужные детали, а её покрытие очищает от грязи и защищает от кислорода сварочную ванну. Способ подходит для сварки чугуна, чёрных металлов.
Сварка полуавтоматическая
Электродом является проволока, автоматически попадающая в зону сварки. Аппарат находится в режиме ручного передвижения, поэтому данный способ не подходит для обработки большой рабочей зоны, его используют для сварки тонких листов, цветных металлов, высоколегированной стали. Применяется как постоянный, так и импульсный ток. При использовании порошковой проволоки газ не нужен, в остальных случаях сварка током производится в среде активных или инертных защитных газов. Возможна сварка электродом без его плавки.
Сварка в среде защитных газов
Технологический процесс подразумевает использование газа аргона. Электродом выступает неплавкий вольфрамовый либо графитовый стержень. Применение аргона очищает сварочную ванную от всех ненужных примесей и окислов. Образование шлака исключено, шов получается качественным и чистым, но сварка в среде защитных газов – довольно дорогая технология, требующая серьёзных навыков.
Разные типа сварки используются и в зависимости от условий работы сварки. Например, для ремонта кузовов автомобилей в сервисах используют дуговую сварку полуавтоматом с помощью среды защитного газа, что позволяет создавать качественную сварочную работу при её невысокой стоимости. Прямая и обратная полярность при сварке инвертором позволяет регулировать глубину плавления для любого типа сварочных работ.
Технология ручной сварки дугой
Дуговая сварка – самый распространённый тип сварки металла. Способ универсален, технологически прост и позволяет получать сварочные швы хорошего качества в непроизводственных условиях. Электроток сварочного источника образует дугу между изделием и электродом. На нём сгорает покрытие (флюс), выделяя газ, очищающий рабочую область от кислорода.
По форме и типам соединений сварочные швы разделяются на:
Разные углы наклона электрода позволяют создавать разные по типу швы. Самый удобный промежуток – между 45 и 90 градусами, при котором сварочная ванна полностью в зоне видимости. С опытом приходит и понимание, как именно нужно менять угол наклона.
Обычно сварочные аппараты комплектуются кабелем массы с держателем зажимного типа. С первого взгляда, это удобно, такое приспособление можно надежно закрепить к практически любой поверхности (листы, металлопрокат и прочие). Но бывают ситуации, когда нет возможности установить такую массу на заготовку или, еще чаще, она перегорает. Неплохой альтернативой станет магнитный контакт сварочного кабеля.
Главная задача для новичка – научиться «вести» сварочный шов. Основной металл прогревается до состояния расплавления, формируя сварочную ванну. В зависимости от ситуации сварщик меняет установки тока, ориентируясь на состояние ванны. Начинать нужно с настроек, рекомендованных производителями, а дальше постепенная практика поможет понять и правильно использовать все возможности инвертора.
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:
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:
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:
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.
Как варить инвертором: советы новичкам
Выбираем электроды для сварки инвертором
Сварка нержавейки инвертором
Контактная сварка из инвертора
Сварка чугуна электродом в домашних условиях
Сварка медных проводов инвертором с применением угольного и графитового электрода, и точечным методом