Сварка прямая и обратная полярность: Обратный ток при сварке

Обратный ток при сварке

• Главная
 
• |
• Азбука сварки — Справочный раздел
 
• |
• Общие сведения о сварке
 

Каждый сварочный инвертор имеет две клеммы для подключения. На одну подключают электрод или сварочную горелку, а другую замыкают на сварочном изделии. При этом на инверторах постоянного тока предусмотрены положительная и отрицательная клемма. Поэтому при сварке и наплавке постоянным током существуют понятия полярности: прямой и обратной.

Полярность определяется тем, к какой клемме подключают электрод. Ток обратной полярности при сварке появляется при подключении изделия к «минусу», а электрода – к «плюсу». Прямая подразумевает, что электрод подключен к отрицательной клемме, а изделие – к положительной.

Прямой и обратный ток при сварке имеют ряд существенных отличий, позволяющих использовать каждый тип тока для разных условий. Тип подключения влияет на особенности сварочного тока, характеристики процесса и его итоговый результат. С помощью советов нашей статьи вы сможете разобраться в отличиях типов подключения.

Рассмотрение понятия следует начать с основ – особенностей явления постоянного тока. На кончике электрода во время сварки появляется термическое пятно. Оно отличается высокой температурой, позволяющей расплавлять основной металла и сварочные материалы и с их помощью формировать шов.

Температура пятна зависит от его вида. В зависимости от подключения различают катодное и анодное пятно. Поэтому температура зависит от клеммы, к которой подключен электрод. Температура анодного пятна может достигать 4000^oC, а катодного гораздо ниже – его температура обычно не превышает 3200

oC.

При прямом подключении на конце электрода появляется катодное пятно. Заготовка при этом будет анодом, и основная температура будет фиксироваться на самом изделии.

Из-за подключения к положительной клемме обратный ток предполагает, что на электроде образуется анодное пятно. Выступающим катодом основной металл будет получать меньше тепла и будет меньше нагревается.

Помимо температуры есть и другие отличия:

• чтобы получить более глубокую сварочную ванну и более глубокий шов, используют прямое подключение, но при этом шов будет узким, а при обратном шов шире, но не такой глубокий,
• при прямой дуга горит стабильнее, а при обратном токе за ней нужно тщательно следить, чтобы избежать ее скачков и гашения, особенно на низких токах,
• расход электродов на прямом токе выше, потому что они быстрее плавятся, а за счет обратной полярности расход материалов можно снизить,
• из-за слабого нагрева обратный ток практически не способен прожечь металл, поэтому лучше подходит для работы с тонкими изделиями до 3мм, вот прямой ток нагревает сильнее и чаще применяется для более толстых деталей.

Итоговую схему подключения выбирают по роду металла, его толщине, а также по виду сварочных материалов. Например, многие высоколегированные стали и чувствительные металлы лучше варить обратным током, чтобы снизить вероятность перегрева. Электроды для переменного тока нельзя применять для прямой полярности. Для обратного не подойдут чувствительные к перегреву электроды. Независимо от подключения в каждом случае нужно соблюдать и другие рекомендации по сварочному процессу, особенно в вопросах предварительного нагрева или остывания заготовок.

Ответ на этот вопрос очень прост: нет. Суть переменного тока заключается в автоматическом изменении полярности с заданной частотой без переключения. Сварщик никаким образом не может влиять на это и не может самостоятельно менять полярность тока по желанию в принципе. Поэтому переменный ток обратной полярности при сварке не существует.

Прямая и обратная полярность при сварке – в чем разница

Содержание

1. Как влияет полярность при сварке?
2. Что такое прямая и обратная полярность: техусловия при выборе 
3. Толщина заготовки
4. Тип металла
5. Тип расходных материалов 
6. Сварка прямой полярностью
7. Сварка обратной полярностью 
8. Сварка полуавтоматом
9. Сварка инвертором
10. Электрододержатель
11. Сварочные электроды
12. Выбор инвертора и его эксплуатация

Проведение сварочных работ требует не только хорошей подготовки сварщика и опыта, но и правильной настройки оборудования. Так, например, большая часть современных полуавтоматов позволяет выбирать полярность. В данном материале мы поговорим о том, что такое прямая и обратная полярность, а также определим, в чем заключаются основные отличия прямой и обратной полярности. 

Как влияет полярность при сварке?

На вопрос “чем отличается прямая полярность от обратной?” можно дать предельно простой ответ — в случае с обратной полярностью сварочный электрод будет нагреваться ощутимо больше, чем сама деталь и наоборот. На деле это сильно сказывается на качестве сварных швов при работе с теми или иными материалами. Рассмотрим каждый из вариантов подробнее:

• Прямая полярность. Данный вариант наиболее предпочтителен при работе с толстыми заготовками, которые необходимо соединить глубоким швом. Метод используется преимущественно при работе с чугуном, алюминием и некоторыми особо прочными сплавами. 
• Обратная полярность. Для этого варианта характерна большая универсальность, позволяющая качественно работать с тонкими изделиями и металлами, легко поддающимися плавлению.  

Таким образом, прямая и обратная полярность при сварке должна выбираться сварщиком в зависимости от предстоящего объема работ, толщины заготовок, их материала, а также с оглядкой на другие внешние факторы.

Интересно! Электродная сварка алюминия инвертором

Что такое прямая и обратная полярность: техусловия при выборе 

Работая с современным сварочным аппаратом, вы можете легко сменить полярность перед стартом, просто перекинув клеммы. Это вызовет изменение направления движения тока. Рассмотрим некоторые условия, которые должны влиять на выбор полярности.

Толщина заготовки

Как уже упоминалось ранее, значительную роль при определении подходящего типа сварки играют параметры самой заготовки — в первую очередь, толщина. Практика показывает, что прямая полярность значительно лучше подходит для работы с габаритными деталями из-за лучшего прогрева заготовки, тогда как обратную следует выбирать при работе с мелкими деталями. 

Тип металла

Прямая обратная полярность — как определить правильный вариант для того или иного типа металла? Здесь важно помнить о теплопроводности материала. Так, например, нержавейка или чугун вполне легко поддаются перегреву, что делает рациональным применение обратной полярности. Такие металлы, как алюминий, напротив, требуют большего нагрева электрода для того, чтобы преодолеть оксидную пленку, неизбежно появляющуюся на поверхности алюминиевых изделий из-за контакта с воздухом. 

Тип расходных материалов 

Выбирая флюс для сварки, следует учесть, что некоторые варианты не совместимы с прямой или обратной полярностью. Наиболее распространенный проблемный случай — попытка проводить сварку обратной полярностью с помощью угольных электродов. Это приводит к неизбежной порче самих электродов.

Сварка прямой полярностью

И прямая и обратная полярность инвертором имеют свои нюансы, которые крайне важно учитывать при сварке. Так, в частности, при работе с прямой полярностью стоит помнить такие правила:

• Допустимость увеличения тока. Применение данного способа позволяет оставить заготовку в известной степени “холодной”, благодаря чему, в свою очередь, можно смело увеличивать ток.
• Проплавка заготовки. При использовании прямой полярности наблюдается более высокая степень проплавления, чем при применении обратной. Кроме того, из-за расплавления расходных материалов увеличивается и количество брызг, что также стоит учитывать при работе.
• Снижение стабильности. Такой тип подключения приводит к неизбежному уменьшению стабильности дуги, а потому от сварщика требуется повышенное внимание и аккуратность.

Также стоит отметить, что использование данного метода позволяет не нарушать структуру самого материала заготовок.  

Сварка обратной полярностью 

Полярность обратная и прямая — в чем разница на практике? Пожалуй, наибольшим риском при применении обратной полярности можно назвать некоторую вероятность порчи заготовки, ведь данный вариант сварки применяют в основном для работы с тонкими и хрупкими изделиями. Среди других нюансов также стоит упомянуть:

• Использование подложки. Наличие подложки позволит вам отвести избыточное тепло и сохранить заготовку в целости при работе. Оптимальным выбором будет листовая сталь или медь, а также любые другие металлы с высокой теплопроводностью.
• Минимизация воздушной прослойки. При работе следует максимально крепко прижимать края детали друг к другу во избежание возникновения воздушной прослойки. Ее отсутствие — гарантия того, что вы не испортите деталь.

Данный вариант хорошо подходит для практики начинающих сварщиков — неопытный человек сможет быстро научиться аккуратной и качественной сварке, регулярно работая с тонкими заготовками.  

Сварка полуавтоматом

Большая часть полуавтоматов, представленных на рынке, “по умолчанию” настроена на прямое подключение, требующее использования тонкой омедненной проволоки при сварке. Если в вашем распоряжении имеется более толстая порошковая проволока, то разумнее будет использовать обратное подключение. Для переподключения в данном случае придется повозиться — в случае с полуавтоматом часто требуется снимать боковую крышку и подключать кабеля к клеммам, что не очень удобно.

Сварка инвертором

Прямая и обратная полярность при сварке инвертором настраивается значительно проще, чем в случае с полуавтоматами. В большинстве случаев для смены режима будет достаточно поменять местами кабеля. 

Интересно! Все, что вам стоит знать о аппарате для задач лазерной сварки

Электрододержатель

Как уже упоминалось, обратное подключение приводит к значительному нагреву сварочных электродов (вплоть до 1000 градусов) даже при сравнительно небольшом токе. Именно поэтому мы рекомендуем вовремя обзавестись качественным электрододержателем. Главное, на что стоит обратить внимание при выборе — изоляция рукояти.

Сварочные электроды

Сварка прямая и обратная полярность, разница между которыми была подробно объяснена в данном материале, требует грамотного выбора электродов, однако вы можете схитрить и приобрести универсальный вариант. Среди наиболее популярных брендов универсальных электродов можно упомянуть Lincoln Electric и СпецЭлектрод. 

Выбор инвертора и его эксплуатация

Выбирая инвертор, следует, в первую очередь, обращать внимание на его класс. Для большинства “гаражных” работ будет вполне достаточно обычного бытового инвертора с диапазоном сварочного в пределах от 120 до 200 А. Если вы планируете зарабатывать на сварочных работах, имеет смысл присмотреть профессиональную модель с большим набором функций и значением тока на уровне 200-300А. В числе прочих важных нюансов, на которые стоит обратить внимание при выборе также: 

• Защита. Наиболее качественный модели инверторов имеют показатель защиты в районе 20-25%. Этот показатель демонстрирует, насколько значительные перепады напряжения в сети может сравнительно безболезненно пережить прибор. 
• Вентиляция. Качественная туннельная вентиляция не только продляет срок службы устройства, но и избавляет вас от необходимости в слишком частой чистке инвертора. Модели же с простой вентиляцией рекомендуется основательно очищать от пыли изнутри вручную.
• Надежность. Поинтересуйтесь у продавца о наличии в продаже печатных плат для ремонта выбранной вами модели. Если они доступны только под заказ — велика вероятность того, что прибор достаточно надежен и не будет регулярно выходить из строя. 

Хорошим “бонусом” также является наличие дополнительных функций. Чаще всего такие функции нацелены на упрощение жизни сварщика. Имейте в виду, что чаще всего в рекламных объявлениях подается не вполне правдивая информация касательно дополнительных функций. Так, например, функцию “Горячий старт” нельзя назвать дополнительной, ведь она является характерной для всех инверторов.

Разница между прямой и обратной полярностью при дуговой сварке

Источники питания для дуговой сварки могут подавать либо переменный, либо постоянный ток, либо обе формы тока. В случае полярности постоянного тока ток течет только в одном направлении; тогда как в случае переменного тока направление тока меняется на противоположное в каждом цикле (количество циклов в секунду зависит от частоты питания). Теперь при дуговой сварке основные металлы соединяются с одной клеммой, а электрод подключается к другой клемме. При наличии достаточной разности потенциалов непрерывный поток электронов между ними через небольшой зазор составляет дугу (основной источник тепла при дуговой сварке). В зависимости от соединений питание постоянного тока может обеспечивать две полярности, как показано ниже:

• Прямая полярность постоянного тока (DCSP) или отрицательный электрод постоянного тока (DCEN) — когда электрод подключен к отрицательной клемме источника питания, а основные металлы подключены к положительной клемме.
• Постоянный ток обратной полярности (DCRP) или Положительный электрод постоянного тока (DCEP) — ​​когда основные металлы соединены с отрицательной клеммой источника питания, а электрод подключен к положительной клемме.

Прямая полярность постоянного тока и обратная полярность постоянного тока имеют соответствующие плюсы и минусы. Разница между прямой полярностью постоянного тока (DCSP) и обратной полярностью постоянного тока (DCRP) представлена ​​в таблице ниже. Для лучшего понимания вы можете прочитать:

• Прямая полярность постоянного тока (DCSP) в дуговой сварке
• Постоянный ток обратной полярности (DCRP) при дуговой сварке

Прямая полярность	Обратная полярность
Электрод подключается к отрицательной клемме источника питания, а основные металлы подключаются к положительной клемме.	Неблагородные металлы подключаются к отрицательной клемме источника питания, а электрод подключается к положительной клемме.
При достаточной разности потенциалов электроны высвобождаются с кончика электрода и ударяются о поверхность базовой пластины.	Здесь электроны отрываются от поверхности опорной пластины и ударяются о кончик электрода.
2/3 rd от общего количества тепла дуги выделяется вблизи опорной пластины, а остальная часть выделяется на конце электрода.	2/3 rd всего тепла дуги выделяется на кончике электрода, а остальная часть выделяется вблизи опорной пластины.
Можно легко добиться надлежащего плавления основного металла. Так устраняется непровар и дефекты непровара.	Из-за меньшего выделения тепла вблизи опорной плиты может произойти неполное сплавление опорной плиты.
В случае плавящихся электродов скорость осаждения присадочного металла довольно низкая.	Скорость осаждения присадочного металла довольно высока, так как большая часть тепла выделяется на конце электрода.
Напряжение дуги и стабильность дуги не зависят от коэффициента излучения рабочего материала.	Напряжение дуги и стабильность дуги в значительной степени зависят от коэффициента излучения рабочего материала.
Недостаточное действие дуговой очистки (очистка от окислов).	Очистка дуги хорошая.
Дефекты включения могут возникнуть, если поверхности опорной пластины не были должным образом очищены перед сваркой.	Благодаря хорошей дуговой очистке снижается тенденция к включению дефектов.
DCSP может вызвать сильное искажение и более широкую ЗТВ в свариваемом компоненте.	Искажения меньше с DCRP, а также узкая зона HAZ.
DCSP не подходит для сварки тонких листов.	DCSP подходит для сварки тонких листов.
Металлы с высокой температурой плавления (например, нержавеющая сталь, титан) могут быть соединены с помощью DCSP.	Металлы с низкой температурой плавления (например, медь, алюминий) могут быть соединены с помощью DCSP.

Как выбрать правильную полярность при сварке

Сварщики должны обладать определенным объемом технических знаний, чтобы правильно выполнять свою работу. Одним из технических терминов, которые можно услышать в любом сварочном цеху или на курсах сварки, является полярность. Полярность является одним из факторов, определяющих качество и прочность сварного шва. Поскольку не бывает двух одинаковых сварочных проектов, сварщики должны приспосабливаться к каждому материалу в зависимости от желаемых результатов.

Другим термином, с которым сталкивается каждый сварщик, является сварочный ток. Многие сварочные аппараты имеют маркировку переменного или постоянного тока, описывающую полярность тока аппарата. Вот что вам следует знать:

Сварка переменным и постоянным током

Переменный ток означает переменный ток, а постоянный ток — постоянный. В то время как постоянный ток течет в одном направлении, что приводит к постоянной полярности, переменный ток течет в одном направлении в течение половины времени и в обратном направлении в течение другой половины.

Что такое полярность при сварке?

Когда вы включаете сварочный аппарат, он образует электрическую цепь с положительным или отрицательным полюсом. Это свойство называется полярностью. Поскольку правильная полярность обеспечивает прочные высококачественные сварные швы, правильный выбор имеет решающее значение.

Сварка с неправильной полярностью может вызвать множество проблем, в том числе неэффективное проплавление, чрезмерное разбрызгивание и потерю контроля над сварочной дугой.

Какие существуют типы полярности при сварке?

Три основных типа полярности при сварке: постоянный ток прямой полярности, постоянный ток обратной полярности и переменный ток.

Прямая полярность постоянного тока возникает, когда пластины положительные, а электрод отрицательный, в результате чего электроны перемещаются от кончика электрода к опорным пластинам. В большинстве случаев около двух третей тепла дуги выделяется на электроде, а другая треть приходится на опорную плиту.

Из-за этого электрод быстро расплавляется, а скорость наплавки металла увеличивается.

С другой стороны, пластины плохо плавятся из-за меньшего количества тепла. Недостаточное плавление, отсутствие надлежащего проникновения и сильное армирование — вот некоторые из довольно распространенных дефектов.

Постоянный ток обратной полярности происходит, когда электрод положительный, а пластины отрицательные. Электроны меняют направление и перемещаются от базовой пластины к электроду, выделяя больше тепла на пластине по сравнению с прямой полярностью постоянного тока. Сварка постоянным током с обратной полярностью обычно имеет меньше дефектов включения и обеспечивает более быстрый процесс сварки. Он хорошо работает с тонкими материалами и металлами с низкой температурой плавления, такими как медь.

Потенциальные проблемы с обратной полярностью постоянного тока включают более короткий срок службы электрода и необходимость более высокого уровня усиления, если скорость установлена ​​неправильно. Хотя этот метод отлично подходит для более тонких материалов, он часто неэффективен для соединения толстых пластин с более высокой температурой плавления.

Если источник питания подает переменный ток с полярностью , обратная и прямая полярность будут чередоваться с положительной пластиной основания и отрицательным электродом в половине случаев. Напротив, электрод будет положительным, а опорная пластина отрицательной другой половиной.

Полярность переменного тока имеет атрибуты прямой и обратной полярности, и оба они возникают в течение одного и того же цикла. Он эффективен с большинством типов электродов и пластин различной толщины, что делает его популярным универсальным выбором.

Выбор из различных типов полярности при сварке

При выборе полярности необходимо учитывать несколько факторов, включая температуру плавления материала и его толщину. Например, алюминий и магний лучше всего работают с обратной полярностью из-за их низкой температуры плавления.