Прямая и обратная полярность при сварке

Зачем менять полярность при сварке

Во время выполнения сварочных работ с использованием постоянного тока, на конце электрода возникает так называемое термическое пятно. Полюс его подключения непосредственно к сварочному аппарату (плюс или минус) влияет на температурные показатели термического пятна, от которых в свою очередь зависит весь режим проведения работ.

Например, если электрод подключен к значению плюс, тогда на его кончике появляется так называемое анодное пятно, показатель температуры которого составляет 3900 градусов по Цельсию. В случае подключения держателя к минусу, на конце возникает катодное пятно, уровень температуры которого достигает отметки в 3200 градусов по Цельсию.

У некоторых пользователей сразу же возникает вполне закономерный вопрос – зачем вообще менять полярность во время проведения работ? Отвечая на этот вопрос нужно отметить, что при разном подключении держателя (к плюсу или минусу) конец используемого электрода имеет разную температуру разогрева, что оказывает влияние на качество, а также уровень выполнения сварочных работ. В общих чертах, такая замена позволяет:

• при подсоединении держателя к минусу сильнее нагреть металлическую деталь либо заготовку, тем самым делая корень сварного шва глубже;
• при подключении держателя к плюсу более точно соединять между собой металлические детали небольшой толщины.

Стоит отметить, что обратная полярность также используется для соединения высокоуглеродистой и легированной стали. Проще говоря, она применяется в тех случаях, когда возникает необходимость приварить друг к другу металлы, которые обладают повышенным уровнем чувствительности к сильному перегреву.

Температура анодного и катодного пятна разная. Поэтому от выбранного режима напрямую зависит объем расхода используемых электродов. Например, при использовании сварочного аппарата инверторного типа и полярности обратного типа, будет наблюдаться большой расход используемых электродов.

Применение прямой и обратной полярности

Смена полярности происходит из-за текущих процессов. Кроме подбора основных параметров, можно поменять местами подключенные клеммы. В результате произойдет протекание тока от отрицательного элемента к положительному и первый нагревается до необходимых значений.

Прямая полярность нужна в тех случаях, когда обрабатываются глубокие швы при толстой заготовке. Здесь к электроду подключается минус, металл имеет плюс. Также такую полярность хорошо применить при сварке чугуна и глубоким проплавлением главного металла (алюминий, железо и так далее).

Обратная полярность (плюс к электроду, минус к металлу). Металл холодный, электрод нагревается. Применяется только для тонкостенных заготовок, так как электрод очень быстро выходит из строя. В зависимости от целей процесса, мастер применяет один из режимов работы. Также следует учесть, что при переменном токе происходит сварка низкоуглеродистых сталей электродами из рутилового покрытия, при наличии магнитного дутья толстолистовых конструкций из низкоуглеродистых сталей. Здесь нет зависимости от типа полярности, можно применять любую удобную для начинающего специалиста.

Подведем итог. Мы рассмотрели, что представляет собой сварочный инвертор и для чего необходимо знать о прямой и обратной полярности. Нередко начинающие мастера не знают особенностей работы, из-за чего возникают трудности при проплавлении металла или сварке конструкций из различных сплавов. Однако производить смену полярностей достаточно просто. Поменяв клеммы между собой, можно добиться необходимых параметров для работы с разными изделиями. Внимательно изучайте сварочные инверторы, и ваша работа станет заметно комфортнее!

https://youtube.com/watch?v=3NmHP9zqn94

Зачем все это нужно

При сварке постоянным током на кончике электрода образуется термическое пятно, которое обладает высокой температурой. В зависимости от того, какой полюс подключен к электроду, будет зависеть и температура на его кончике, а соответственно будет зависеть режим сварочного процесса. К примеру, если подключен к расходнику плюс, то на его конце образуется анодное пятно, температура которого равна 3900С. Если минус, то получается катодное пятно с температурой 3200С. Разница существенная.

Что это дает.

• При сварке током прямой полярности основная температурная нагрузка ложится на металлическую заготовку. То есть, она разогревается сильнее, что позволяет углубить корень сварочного шва.
• При сварке током обратной полярности концентрация температуры происходит на кончике электрода. То есть, основной металл при этом нагревается меньше. Поэтому этот режим в основном используют при соединении заготовок с небольшой толщиной.

Необходимо добавить, что режим обратной полярности применяют также при стыковке высокоуглеродистых и легированных сталей, нержавейки. То есть, тех видов металлов, которые чувствительны к перегреву.

Внимание! Так как на анодном и катодном пятне температура разная, то от правильного подключения сварочного аппарата будет зависеть расход самого электрода. То есть, обратная полярность при сварке инвертором – это перерасход электродов.. В процессе сварки постоянным током необходимо добиться того, чтобы металл заготовок прогрелся хорошо, практически до состояния расплавленного

То есть, должна образоваться сварочная ванна. Именно прямая и обратная полярность режима сваривания влияет на качественное состояние ванны.

В процессе сварки постоянным током необходимо добиться того, чтобы металл заготовок прогрелся хорошо, практически до состояния расплавленного. То есть, должна образоваться сварочная ванна. Именно прямая и обратная полярность режима сваривания влияет на качественное состояние ванны.

• Если сила тока будут большой, а значит, и температура нагрева также будет высокой, то металл разогреется до такого состояния, что электрическая дуга будут просто его отталкивать. Ни о каком соединении здесь уже говорить не придется.
• Если ток будут, наоборот, слишком мал, то металл не разогреется до необходимого состояния. И это тоже минус.

При прямой полярности внутри ванны будет создана среда, которой легко руководить электродом. Она растекается, поэтому одно движение стержня создает направленность сварного шва. При этом легко контролируется глубина сваривания.

Кстати, скорость движения электрода напрямую влияет на качество конечного результата. Чем скорость выше, тем меньше тепла поступает в зону сварки, тем меньше прогревается основной металл заготовок. Уменьшая скорость, увеличивается температура внутри сварочной ванны. То есть, металл хорошо прогревается. Поэтому опытные сварщики выставляют на инверторе ток больше необходимого. А вот качество сварного шва контролируют именно скоростью перемещения электрода.

Что касается самих электродов, то выбор полярности обусловлен материалом, из которого он изготовлен, или видом обмазки. К примеру, использование обратной полярности при сварке постоянным током, в которой применяется угольный электрод, приводит к быстрому расходу сварных стержней. Потому что при высоких температурах угольный электрод начинает разрушаться. Поэтому этот вид используется только при режиме прямой полярности. Чистый металлический стержень без покрытия, наоборот, хорошо заполняет сварочный шов при обратной полярности.

Глубина и ширина сварочного шва также зависит от используемого режима. Чем выше ток, тем происходит увеличение провара. То есть, увеличивается глубина сварного шва. Все дело в погонной энергии на дуге. По сути, это количество тепловой энергии, проходящей через единицу длины сварочного шва. Но увеличивать ток до бесконечности нельзя, даже в независимости от толщины свариваемых металлических заготовок. Потому что тепловая энергия создает давление на расплавленный металл, что вызывает его вытеснение. Конечный результат такой электросварки при повышенном токе – прожог сварочной ванны. Если говорить о влиянии прямой и обратной полярности при сварке инвертором, то большую глубину проплавки может обеспечить режим обратной полярности.

Полярность при сварке. Что означают названия полярности

Полярность при сварке бывает прямой и обратной, и многие сварщики-любители путают или вообще не знают, что означают эти названия. Хоть я и не люблю теоретические и терминологические вопросы, но некоторые всё же считаю нужным раскрывать, т.к. они могут быть полезны при сварке на практике.

Итак, сейчас речь пойдёт о том, почему прямой полярностью при сварке называется та, при которой «+» на детали, а «-» — на электроде. Мы ведь привыкли, что, например, «-» с аккумулятора идёт на корпус автомобиля. Казалось бы, при сварке должно быть так же, но на практике, наоборот. Тут нужно вспомнить физику – кажется, это 7-й или 8-й класс школы.

С чего всё началось

Сначала, когда открыли электричество, не было технической возможности определить фактическое направление движение электронов в металле, поэтому, плюсом и минусом потенциалы назвали наугад – думали, что электроны идут от того потенциала, который назвали «плюсом» к тому, который назвали «минусом». Т.е., отличать потенциалы возможность была, а вот проследить движение электронов тогда не могли.

Развитие науки

Позже, когда появилась техническая возможность определить направление движения электронов, оказалось, что с названиями не угадали – электроны, на самом деле, двигаются от «минуса» к «плюсу». Чтобы это привести в соответствие, пришлось бы поправлять все схемы, документации, все научные труды и т.п. – всё-всё-всё. В итоге, решили этим не заниматься, а просто условились, что названия останутся теми же, но просто все будут знать, что электроны движутся от «минуса» к «плюсу».

Полярность при сварке на практике

Таким образом, прямая полярность при сварке — это когда «+» на детали, и электроны в металле движутся с электрода на деталь. Т.е., название полярности сварочного тока правильное – электроны движутся в прямом направлении, а неразбериха из-за названий электрических потенциалов.

Чем это полезно при сварке? Тем, что многих сбивает с толку то, что «+» крепится на деталь, а данное разъяснение будет помогать правильно устанавливать полярность. И есть ещё один даже более полезный вывод из сказанного, но об этом как-нибудь в другой раз…

А сейчас важно твёрдо запомнить, какая полярность при сварке называется прямой, а какая — обратной. Потому что вы будете втсречать эти термины на упаковках с электродами, в статьях, книгах, видеоуроках… И если вы будете путать названия полярностей, то будете использовать неправильные режимы при сварке, что приведёт к ухудшению качества ваших сварных швов

Видеокурсы:

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.

Какую использовать?

Одним из важных критериев, на котором основывается выбор полярности электросварки, является состав покрытия сварочного электрода. В зависимости от материала электрода подбирается режим электросварки. Например, черные угольные стержни, которые имеют свойство быстро нагреваться, выбирать для сварки методом обратной полярности нецелесообразно. Такие электроды быстро разрушатся, и процесс электросварки будет постоянно прерываться, кроме того, они не подходят для тонкого металла.

Правильная подборка электрода в этом случае зависит от состава материала заготовки. Если взять электрод без покрытия, то при электросварке в условиях прямой полярности он будет хорошо плавиться и гореть, а если работать с такой проволокой в условиях переменного электротока, электрод без покрытия гореть не будет. Прочность и внешний вид сварного шва зависит от полярности расположения полюсов. Чтобы получить максимально глубокую проварку металла, потребуется применить технологию использования постоянного тока с обратной направленностью. При таком расположении полюсов максимальный набор тепловой энергии будет в области анода.

Применение электросварки с обратной направленностью тока считается наиболее востребованным. Сварочный аппарат может осуществлять подачу сварочной проволоки с определенной скоростью, от этого будет зависеть выбор определенных вариантов технологий сварки. Электрический ток обратной полярности применяется для работы в среде защитных газов, а сварка с прямой направленностью используется при работе с флюсовой порошковой сварочной проволокой.

Прямая и обратная направленность электротока выбирается исходя из ряда факторов, главными из которых являются состав расходных материалов, применяемое оборудование, вид металла заготовки и ее толщина

Вне зависимости от того, какая полярность подачи электротока будет выбрана, имеются определенные нюансы, которые важно учитывать

Известно, что используя постоянный электроток, можно получить сварочное соединение без наличия большого образования окалины из-за брызг. Остывший шов получается аккуратным и прочным. Такие характеристики шва объясняются тем, что при работе постоянным током не происходит частой смены полярностей, в отличие от работы переменным видом подачи электротока.

В случае, когда для сварочного процесса используютсяя электроды плавящегося типа, то ввиду разницы нагрева между катодом и анодом возможны прожоги поверхностей заготовок. Чтобы избежать прожога заготовки в участке подсоединения ее к электрокабелю, используют прижимную струбцину.

О том, как выбрать полярность при сварке электродами разных покрытий, смотрите в следующем видео.

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:

1. При наличии защитных газ, предназначенных для изолирования металлов от воздействия оксидов и ускорение нагрева дуги.
2. 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:

1. Позволяет получить прочный, узкий и глубокий сварочный шов.
2. Облегчает сварку изделий, в составе которых отсутствует железо, и деталей толщиной более 0,3 см.
3. Стабильность и устойчивость электрической дуги к срывам.
4. Сварка невозможна, если применяются металлические стержни с электропроводным материалом, работающих при переменном токе.
5. Высокое качества раскройки обрабатываемых заготовок.
6. Воздействует на химический состав свариваемых изделий.
7. Высокой коэффициент наплавки при нагревании сварочной дуги в аргоновой или гелиевой среде.
8. Низкие темпы нагрева стержня электрического проводника или присадочной проволоки. Благодаря этому свойству при сварке модно применять инверторы, функционирующие при высокочастотных токах.
9. Снижает процент внедрения карбона в массу свариваемого изделия.

РДС сварка при обратном подключении обладает следующими отличиями:

1. Большая толщина и низкая глубина шва.
2. При соединении тонких пластин их поверхность не деформируется.
3. Нестабильность дуги, поэтому для сварки нельзя применять инверторы, работающие на невысоких токах.
4. Низкий риск прожога поверхности металла, что обусловлено отбортовкой свариваемых поверхностей.
5. При сваривании нельзя использовать стержни, разрушающихся при воздействии высоких температур.
6. Требует минимизации зазора между свариваемыми частями.
7. Низкий потенциал напряжения электротока.
8. Сварка производится прерывистым швом.

При неправильном выборе полярности заготовки могут частично расплавиться, что приведет к возникновению кипящих брызг в сварочной ванне.

Особенности сварки при обратной полярности

Обычно таким способом сваривают тонкие листы заготовки. Самый большой риск в этом процессе — возникновение прожогов. Чтобы снизить эту вероятность, используют следующие методы:

Схема сварки при обратной полярности

• При непрерывистом шве может возникнуть коробление металла (заметно при длине от 20 см). Чтобы этого избежать, рекомендуется варить участок в начале стыковки, затем в центре, после чего переместиться в конец и сделать отрезки.
• При выполнении деликатной работы с тонкими листами, работу электрической дуги периодически приостанавливают.
• При работе с тонкими заготовками с неровными краями, нужно обязательно использовать вспомогательный слой, который бы забирал все тепло от нагрева. В этой роли обычно выступает медная или стальная пластина.
• Для уменьшения нагрева, потенциал тока снижают.
• При сваривании кромок, можно произвести отбортовку под углом 180.
• При сваривании внахлест, нужно герметично прижать друг к другу металлические пластины. В противном случае произойдет прожог верхней заготовки.

Чтобы прилегание деталей было плотным, рекомендуется использовать струбцину.

Используя этот метод впервые, лучше сначала сделать пробную сварку на уже испорченном листе металла. Это поможет избежать возможных ошибок при дальнейшей работе с заготовками.

Достоинства и недостатки способа

К достоинствам этого метода относят следующие:

Характеристика сварки при обратной полярности

• Электрод работает не так быстро, поэтому не подлежит такой частой замене, как при прямой.
• Жидкий материал практически не разбрызгивается.
• Деталь глубоко плавится при помощи этого метода, благодаря усиленному теплообразованию на обоих полюсах.

При таком способе нельзя использовать электроды, восприимчивые к сильному перегреву. Если используется низкий ток, то качества шва резко снижается.

Если сварщик работает с высоколегированной сталью, то нужно полностью выполнить все рекомендации, которые касаются рабочих циклов и остывания.

При прямой и обратной полярности сваривания металлы и электрод требуют разных настроек для работы. Чтобы результат работы не разочаровал, нужно индивидуально настраивать силу тока и циклы работы.

Схема подключения кабелей при прямой и обратной полярности

Расход электрода зависит от правильного подключения к аппарату. Это связано с разной температурой на анодном и катодном пятнах.

Качество сварного шва зависит от скорости перемещения электрода. Если скорость низкая, то заготовка прогревается не так сильно.

Некоторые считают, что у обратной полярности больше преимуществ, чем у прямой полярности при сварке. Но все зависит от конкретной ситуации. Сейчас почти у всех электродов указана рекомендованная полярность, на которую влияет материал расходного элемента и определенная модель сварочного аппарата.

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.

Сварка током обратной полярности

Под сваркой обратной полярности принято понимать сварку, при проведении которой на свариваемую деталь (изделие) подаётся отрицательный заряд от сварочного аппарата, т.е. сварочный кабель соединяет свариваемое изделие с клеммой (–) сварочного аппарата. На электрод же подаётся положительный заряд через электрододержатель, соединённый кабелем с клеммой (+).

При сварке током обратной полярности больше тепла выделяется на электроде, а нагрев детали сравнительно уменьшается. Это позволяет производить более «деликатную» сварку и уменьшает вероятность прожига детали.

Сварку током обратной полярности рекомендуется применять при необходимости сваривания тонких листов металла, нержавеющей, легированной стали, иных сталей и сплавов, чувствительных к перегреву.

Так как переменный ток (AC) наполовину положительный и наполовину отрицательный, его сварочные свойства находятся прямо в середине положительной и отрицательной полярности постоянного тока (DC). Некоторые сварщики выбирают переменный ток (AC), если они хотят избежать глубокого проплавления. Например, при ремонтных работах на ржавых металлах.

Хотя переменный ток сам по себе не имеет полярности, если электроды для сварки на переменном токе использовать с постоянным, они покажут более низкие результаты. Поэтому производители электродов обычно указывают наиболее подходящую полярность на покрытии и упаковке электродов.

Понимание направления и полярности сварочного тока важно для правильного выполнения сварочных работ. Знание того, как эти факторы влияют на ваш сварной шов, облегчит вашу работу

Сварочные материалы и оборудование Вы можете приобрести на нашем сайте – сварочные электроды и сварочное оборудование.

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.

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.

Присадки и прочие расходники

Тугоплавкие электроды, применяемые для создания дуги, чаще используют с прямой полярностью. Работа с наплавочной проволокой предусматривает применение только вольфрамовых элементов. Угольные аналоги неустойчивы к высокой температуре, становятся хрупкими и крошатся.