Прямая и обратная полярность при сварке: что это такое, описания и примеры

Прямая и обратная полярность при сварке постоянным током – это возможность на разных заготовках с разной толщиной создать качественный хорошо проваренный шов. Для толстых металлов используют прямую полярность, для тонких обратную.

Дуговая сварка — режимы полярности

Для соединительных операций сваркой обычно находит применение ток неизменного значения. Имеется возможность выбирать, как будет осуществлена сварка постоянным током — обратной или прямой полярности.

Установка, предполагающая полярность прямую, позволяет качественно сваривать детали, обладающие немалой толщиной. Сварка током обратной полярности помогает избежать такого трудно исправляемого дефекта, как прожег, часто появляющегося, когда сварке подлежат тонкие металлические листы. Режим, предполагающий применение переменного тока, применяют исключительно редко, поскольку производительность прохождения процесса резко снижается.

При сварке ручным методом выбор режима, в частности, заключен в том, что имеется возможность устанавливать разную полярность, подключая соединение и электрод к разным клеммам, находящимся на лицевой стороне аппарата. Обратная полярность при сварке — это следующий способ подключения — электрод к клемме положительной, а детали — к клемме отрицательной. Такая раскладка определяет понятие, что значит обратная полярность при сварке.

Фото: прямая и обратная полярность в сварке

Прямой вариант означает противоположное включение. Тогда интенсивнее электрода начинают плавиться детали соединения, что является преимуществом при сварке толстых элементов конструкции. Эти явления соответствуют законам физики по термодинамике. Электрическая дуга, представляющая собой поток электронов и ионов, служит источником тепла.

Три составные части дуги: столб, область анодная и область катодная. При горении дуги происходит образование активных пятен. То из них, которое находится на аноде, именуется анодным пятном, а на катоде — катодным.

Столб — это плазма, разогретая до сверхвысокой температуры. Энергия тепла в дуге выделяется неравномерным образом. Электроны, достигшие анода, отдают ему собственную энергию. На этом месте появляется анодное пятно, разогретое в значительной степени. Ионы с положительным зарядом двигаются в сторону катода. Достигнув его, они отдают собственную энергию и образуют там катодное пятно. Поскольку электронов, как правило, больше, то анод является более разогретым, чем катод.

Полярность при сварке постоянным током имеет два варианта. Это находится в зависимости от способов подключения. Они являются противоположными. Для получения прямого вида к изделию подсоединят «плюс», а к стержню с обмазкой — «минус». Для получения обратной делают все противоположным способом.

Если процесс происходит с неизменным током при установке прямого варианта, электрод начинает нагреваться медленнее, чем свариваемый металл. Получаемый сварной шов имеет более глубокую величину проплавки. Помимо этого, горение дуги является более устойчивым. Обратный вариант полярности имеет смысл применять, если слишком большое выделение теплоты ухудшает качество шва. Такая ситуация возможна, когда сварке подлежат материалы, не слишком хорошо переносящие перегрев — высокоуглеродистые, легированные стали, некоторые цветные металлы. Также, если сварке подлежат тонкие листы.

При распространенном виде процесса — дуговой сварке, существенную роль играют различные параметры, такие как выбранный диаметр электрода, его тип и марка, напряжение на сварной дуге, скорость сварного процесса, положение шва. Одним из самых важных параметров является полярность сварки.

Фото: схема полярности при сварке

Род тока, который применяется в дуговой сварке, делится на два вида. Сварку дуговым способом на переменном токе осуществляют, когда предстоит совместить детали, выполненные из низколегированной стали. При этом желательно использование электродов, имеющих рутиловое покрытие. Сварку постоянным током можно осуществлять двумя способами — прямым и обратным.

Прямой вариант используют, когда предстоит сварка чугунных изделий или требуется глубокий проплав металла. Обратный вариант применяется, когда требуется сварить нетолстые листы, а сварка происходит с усиленной скоростью расплавки электрода, и еще для сваривания низкоуглеродистой стали.

Полярность влияет на внешний вид шва — его габариты и конфигурацию. При сварке постоянным током обратной полярности величина, которая означает глубину проплавки, почти в два раза значительнее, чем прямой.

Ставим точку в вопросе прямой и обратной полярности в сварке

Поэтому если вы постоянно путаете, где обратная, а где прямая полярность при сварке инвертором, просто запомните, что ток течёт от плюса к минусу. Таким образом, подсоединив к держаку плюс, сварка будет сильнее разогревать электрод, а не свариваемый металл.

Ставим точку в вопросах прямой и обратной полярности в сварке

Ну и наоборот, если к электроду подвести минус, а к металлу плюс от инвертора, то мы получим прямую полярность. В таком случае метал, будет нагреваться сильнее, и мы сможем больше углубить корневой шов. На самом деле все очень просто, от плюса к минусу.

Дуговая сварка — режимы полярности

Для горения электрической дуги, которой осуществляется сварка, требуется источник тока и замыкание полюсов с небольшим воздушным зазором 3-5 мм. Источником тока может быть сварочный инвертор, преобразователь, выпрямитель, генератор. Понятие полярности возможно только у источников постоянного тока, поскольку у трансформаторов, вырабатывающих переменный ток, направление движения электронов меняется до 100 раз в секунду.

Соответственно, заряд тоже меняется с положительного на отрицательный многократно за секунды. При такой «скачке» с хаотичным движением, постоянной полярности быть не может. На постоянном токе отрицательно заряженные электроны движутся от минуса к плюсу. Их направление постоянное, что дает определенные свойства:

ток более стабильный; сварочная дуга горит ровно; меньше разбрызгивается металл; легче контролировать сварочную ванну.

У сварочного аппарата постоянного тока есть два гнезда для подключения кабелей держателя и массы. В держатель вставляется электрод и сварщик манипулирует им, ведя шов. Кабель массы через зажим «крокодил» крепится к изделию.

Если держатель установить в разъем «-«, а кабель массы подключить к «+», получится прямая полярность. При подключении наоборот (держатель к «+», а массу к «-«) полярность будет обратная.

работа

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.

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.

Зависимость провара от полярности

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.

Сварочная дуга при прямой и обратной полярности

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.

Полярность аккумулятора

Полярностью называют схему расположения токовыводящих элементов на верхней крышке или лицевой стороне аккумулятора. Другими словами, это положение плюса и минуса. Токовыводы также выполнены из свинца, как и пластины внутри.

Полярность АКБПрямая и обратная полярности

Существуют две распространенные схемы расположения:

  • прямая полярность;
  • обратная полярность.

Прямая

В советский период все аккумуляторы отечественного производства были с прямой полярностью. Полюсные выводы располагаются по схеме – плюс (+) слева и минус (-) справа. Аккумуляторы с такой же схемой выпускаются и сейчас в России и на постсоветском пространстве. АКБ иностранного производства, которые сделаны в России, также имеют данную схему расположения выводов.

Обратная

На таких аккумуляторах слева расположен минус, а справа плюс. Данное расположение характерно для АКБ европейского производства и поэтому такую полярность часто называют «европолярностью».

Полярность АКБАккумуляторная батарея

Каких-то особых преимуществ разная схема положения не дает. Она не влияет на конструкцию и эксплуатационные особенности. Проблемы могут возникнуть при установке нового аккумулятора. Другая полярность заставит поменять положение батареи и длины провода может не хватить. Также водитель может просто перепутать контакты, что приведет к замыканию. Поэтому важно уже при покупке определиться с типом АКБ для своего автомобиля.

Отличия режимов сварки

Рассмотрим, чем отличается прямая и обратная полярность при сварке. По законам физики постоянный ток течет в одном направлении от минуса к плюсу (движение электронов с отрицательным зарядом). При этом тепло всегда концентрируется на плюсе. Соответственно, где «+», там температура будет выше.

При сварке на прямой полярности «+» на изделии. Это обеспечивает больший нагрев поверхности и, в то же время, не перегревает электрод. На его кончике пятно тепла будет анодным. Работа дугой с обратной полярностью означает «плюс» на кончике электрода и образование катодного теплового пятна. За счет этого расходник нагревается больше, а изделие меньше. Разница в температуре составляет около 1000º С.

Сварка прямой полярностью

Каждый из способов сваривания металла обладает индивидуальными характеристиками. При работе инвертором с подключением методом прямой полярности отмечаются такие особенности:

  • Расходные материалы и присадки расплавляются, образуя в ванночке крупные металлические капельки. Эта особенность приводит к возрастанию степени проплавления заготовки и увеличению количества брызг.
  • При прямом подключении наблюдается снижение стабильности сварочной дуги.
  • При прогреве не нарушается структура материала. Металлическая решетка остается неизменной.
  • В связи с тем, что температура расходного материала остается сравнительно невысокой, можно увеличить силу тока.
  • Некоторые сварочные материалы характеризуются высоким коэффициентом наплавки. Он тем более растет, если применять плавящиеся электроды в инертной среде. Точно такого же эффекта можно достичь в результате химической реакции присадок и некоторых видов флюса.
  • При прямой полярности структура материала в сварочной ванне характеризуется повышенным содержанием кремния и марганца при полном отсутствии углерода.

Читайте также: Рейтинг лучших сварочных инверторов

Достоинства и недостатки двух методик

Разные виды подключения оказывают различное влияние на процесс сварки. Нюансами сварки обратным током являются:

  • тепловая энергия поступает в большем количестве на изделие, чем на стержень с обмазкой;
  • существенный разогрев гарантирует глубокую проплавку, что является важным для получения качественного шва;
  • плавление электрода происходит в медленном темпе, что не требует его частой замены;
  • значительно снижается степень разбрызгивания металла и возникновения дефектов вследствие этого.

Прямая полярность тока при сварке имеет следующие нюансы:

  • заготовленные для сваривания детали нагреваются минимально;
  • электрод быстро плавится, что приводит к необходимости его частой замены;
  • происходит значительное разбрызгивание раскаленного металла.

Из сравнения видно, что обратная сварка обладает большим количеством преимуществ. Однако большинство производителей электродов дают свои рекомендации по применению конкретных видов этих изделий и указывают их на этикетке или в сопроводительной документации на товар.

Как управлять процессом?

Главное для исполнителя — прогреть свариваемые детали до полного расплавления кромок, чтобы сформировался сварочный кратер. Перечислим негативные процессы, которые при этом могут появиться:

  • если установлен ток небольшой силы, то металл заготовок не успевает полностью прогреться, поэтому сварочная ванна двигается за электродом;
  • при излишней величине тока происходит сильное разогревание, дуга начинает проникать внутрь металла и оттеснять расплавленную субстанцию назад.

При нормальном использовании силы тока жидкий металл в кратере сильно не растекается, а внешние края — тонкие и сварщик полностью контролирует процесс.

При сварке деталей с большой толщиной металла надо повышать силу тока, чтобы полностью прогреть деталь, а тонкостенные конструкции нагреваются быстро, поэтому работать надо на малой силе тока. Во время сварочного процесса с использованием электродов с обмазкой или напылением надо учитывать и скорость проводки.

[stextbox id=’alert’]При быстрой проводке электрода металл не успевает прогреваться, поэтому шов располагается поверху без нужного проплавления, а если скорость медленная, то заготовки перегреваются, а жидкая субстанция в сварочной ванне становится неуправляемой.[/stextbox]

Внешнее состояние шовного соединения.

Сварка полуавтоматом

Такой вид осуществления сварочного процесса является очень популярным и имеет много достоинств. Правильно выбранная полярность при сварке полуавтоматом позволяет выполнить этот процесс наилучшим образом. Так, например, в случае, когда сварке подлежат детали, изготовленные из нержавеющей стали и при этом применяется защитный газ, следует выбирать обратное подключение. Когда сварке подлежат алюминиевые детали и используется порошковая присадочная проволока, то использовать целесообразнее прямое подключение.

При полуавтоматической сварке происходят некоторые изменения. Держак с электродом подключают на плюс, и массу на минус. Так делают для того, чтобы применяемый для этого способа флюс полностью выгорел. Тогда сварочный процесс происходит внутри газообразного облака. Металл меньше разогревается, а разбрызгивание раскаленного металла станет минимальным.

Сварочные электроды

Электроды.jpg

Если Вы новичок и не знаете, на какой полярности будете варить (а может предстоит работать с тонкими и толстыми металлами сразу), выбирайте универсальные электроды. Они рассчитаны на переменный и постоянный ток любой полярности. Среди проверенных универсальных электродов — Lincoln Electric Omnia 46, СпецЭлектрод АНО-21, ESAB ОЗС-12. Для работы с обратной полярностью есть узкоспециализированные электроды ESAB ОК 46.00.

Обучение специалистов сварных работ

Работа сварщика является престижной и обладающей постоянной востребованностью. Но, для того, чтобы стать официально оформленным специалистом, необходимо получить образование в этой области. Это будет служить гарантией для работодателя, что сварные работы будут проведены грамотно, с соблюдением современных технологий и наименьшим процентом отхода в брак.

Поскольку развитие технологий сварки и выпуск нового оборудования происходят стремительно, то даже людям, имеющим большие практические навыки в этой области необходимо периодически проходить обучение, чтобы быть в курсе происходящих перемен и усовершенствований.

Обучению подлежат не только простые исполнители-сварщики, но и руководители работ — инженеры и технологи. Высший состав может закрепить свой статус при окончании профильных факультетов колледжей и институтов, а сварщикам достаточно окончить специализированные курсы.

После окончания курсов и успешного прохождения экзаменов учащемуся выдается удостоверение об окончании и присвоении ему соответствующего разряда. Такой документ является пропуском для получения денежной и интересной работы.

Программа занятий на курсах делится на две части — теоретическую и практическую. Первую из них ведут в специально отведенных для этого аудиториях лекторы, имеющие профильное образование и педагогический стаж.

Программа курса включает различные вопросы, в том числе соответствующие теме нашей статьи:

  • полярность электродов при сварке;
  • что такое обратная полярность при сварке;
  • что такое обратная полярность при сварке инвертором;
  • что это — обратная полярность при сварке постоянным током;
  • обратная полярность при сварке постоянным током — что это такое;
  • ток обратной полярности при сварке.

Разумеется, этим не исчерпывается полный список изучаемых предметов.

Практические занятия позволяют применить полученные знания в деле. На них обязательно должен присутствовать мастер, следящий за правильным ходом выполнения работ и отвечающий на возникшие вопросы.

За дополнительные деньги можно приобрести курс индивидуального обучения, но групповые занятия имеет свои преимущества. Рекомендуется прислушиваться к разбору совершенных ошибок других участников занятий. Это позволит приобрести дополнительную информацию о правильном выполнении различных методов сварки.

После окончания прохождения программы наступает очередь доказать свои знания и показать умение приемной комиссии на выпускном экзамене. При положительной оценке, выставленной комиссией, учащемуся выдают удостоверение узаконенного образца.

В удостоверении указывается наименование учебного центра, который его выдал. Указываются практические действия по сварке, проведенные экзаменуемым. Проставляется оценка за демонстрацию теоретических основ по сварке. Необходимо следить, что внизу имелись подписи председателя и членов экзаменационной комиссии. После этого новоиспеченный сварщик ставит свою подпись.

При окончании курсов можно получить конкретную специализацию, например, «Сварщик электродуговой сварки», «Газосварщик», «Сварщик-вышкомонтажник». В последнее время особо престижной является профессия «Сварщик-аргонщик». Она дает право работать на сварке под защитой газа-аргона, что дает большие преимущества перед другими способами.

Сварщикам, мастерам, инженерам, технологам и руководителям работ, желающим иметь доступ к контролю соединений на особо ответственных конструкциях, имеется возможность получить дополнительное образование, закончив курсы НАКС. Это значительно повысит их конкурентоспособность.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Лазерные станки