Что такое сварка током обратной полярности. Полярность сварочного тока — прямая и обратная. Технология ручной сварки дугой.

Дата: 18.05.2019

Прежде чем разбираться с полярностью при сварке инвертором, следует понять базовые принципы сварочных технологий, с учетом влияния на рабочий процесс наиболее важных факторов.

Описание электродуговой сварки: обозначения всех компонентов

Электродуговой способ сварочных работ отличается от традиционного газового большим количеством важных особенностей. Одним из главных отличий можно считать температурный режим — температура создаваемой сварочным аппаратом дуги способна достигать +5000°С, что значительно больше значений плавления большинства известных металлов. Данный факт влияет на обширное разнообразие способов сварочного процесса и сварочных технологий (что позволяет решать самые различные задачи).

Существует ряд переменных факторов, влияющих на настройки сварочного аппарата. К ним относятся размер и тип электрода, толщина металла, подлежащего сварке, тип соединения, умение и техника дайвера. Диапазоны тока, опубликованные различными производителями, значительно различаются для той же классификации и размера электрода. Операцию подводной сварки или резания следует начинать с использования настроек, перечисленных в таблицах 2-1 и 3-3, и при необходимости отрегулировать для получения желаемого эффекта.

4-7 Установки генератора и сварочного генератора с дизельным приводом. В дополнение к настройке для желаемой полярности, машина также должна быть настроена на точный ток и напряжение. Процедуры установки сварочных аппаратов различаются в зависимости от типа машины и производителя. Поэтому следует проконсультироваться с руководством по эксплуатации и инструкциями производителя для конкретной машины.

Об особенностях выбора электродов

Для электродуговой сварки используется несколько типов электродов, обладающих разнообразными свойствами. Параметры электродуги при создании швов в разных пространственных положениях тоже могут различаться, в зависимости от:

Типы электродов для сварки

постоянного или переменного тока;
прямой или обратной полярности;
скорости сварочного процесса;
напряжение дуги;
диаметр и марка электрода.

Выбирая электрод, следует учитывать такие факторы как:

Большинство сварочных генераторов с дизельным приводом имеют два контрольных набора, один для регулировки требуемой силы тока и один для регулировки напряжения. Существует несколько типов сварочных генераторов, используемых во всем ВМФ и в коммерческой индустрии. Общие функции и рабочие настройки по существу одинаковы.

Циферблат на левой стороне оператора - это диапазон силы тока или регулятор курса. Диапазон каждой позиции переключателя отображается на паспортной табличке. Диапазон тока задается до начала сварки и не регулируется при фактической сварке. Управление точной регулировкой может быть отрегулировано во время сварки. С диапазоном силы тока, установленным в положении от 100 до 220, и точной регулировкой, установленной на 0 процентов, сварочный генератор будет производить 100 ампер и 24-26 вольт с замкнутым контуром.

пространственное расположение шва;
количество сварочных слоев;
толщина обрабатываемого металла.

С учетом всех означенных факторов, подбирается оптимальная сила электротока и требуемая полярность. Если используется постоянный ток с обратной полярностью, то на электроде появляется большое количество тепла, что удобно при сварке тонких металлов — это помогает избегать их прожогов. При сварке инвертором обратная полярность также используется для высоколегированных сталей, чтобы предотвратить их перегрев.

Сваривая цветной металл и нержавейку

Перемещая тонкую регулировку в 35-процентное положение, генератор будет производить 140 ампер и 28-30 замкнутых вольт. Если требуется большее напряжение замкнутого контура при той же силе тока, диапазон ампера может быть перемещен в диапазон от 65 до 140, а точный ток установлен на 100-процентное положение. Такая компоновка приведет к тому, что машина произведет 140 ампер и от 34 до 36 замкнутых вольт. Эта настройка часто выбирается для получения более плавных бусинок, уменьшения дуги и лучшего проникновения, однако она может увеличить подрезку из-за повышенного напряжения.

Для большинства других случаев применяется переменный ток, поскольку он значительно дешевле.

Особенности прямой полярности при сварке инвертором

Аппарат для автоматической сварки труб

Сварка с использованием прямой полярности — это когда ток со сварочного выпрямителя подается положительным зарядом на заготовку, которая нужно обработать. Клемма аппарата, на которой расположен «плюс», присоединяется к изделию, а на электрод со значением «минус» подается отрицательный заряд.

Обратите внимание, что диапазоны изменения тока перекрываются. Это позволяет регулировать напряжение и напряжение во всем диапазоне машин. В электрической цепи требуется предохранительный выключатель, также называемый «ножевым выключателем» и разъединителем, для защиты водолаза от поражения электрическим током при не резании или сварке. Типичный четырехполюсный предохранительный выключатель, используемый с подводным режущим и сварочным оборудованием, показан на рисунках 4-1 и 4. При использовании однополюсного ножевого выключателя он всегда должен быть расположен на стороне сварочного провода электрической цепи и должен рассчитаны на максимальный сварочный ток.

У анода (который представляет из себя положительный полюс), температура выше, чем у отрицательного полюса — катода. Метод прямой полярности хорошо подходит для сварки изделий с толстыми стенками, для резки металлических конструкций, а также для других ситуаций, при которых требуется выделение большого количества тепла.

Что может дать обратная полярность?

Обратная полярность — для деликатной сварки

Применение обратной полярности при сварке инвертором влечет за собой обратный порядок подключения: минусовая клемма с отрицательным зарядом подается на свариваемую конструкцию, а плюсовая клемма с положительным зарядом присоединяется к электроду. В результате этого значительные объемы тепловой энергии образуются на конце электрода, а свариваемая заготовка нагревается слабо. Это дает возможность проводить «деликатную» сварку.

Кроме того, предохранительный выключатель должен быть установлен вертикально на непроводящей стойке. Предохранительный выключатель имеет потенциал разомкнутой цепи около 80 вольт по полюсам. Во избежание случайного контакта переключатель должен быть оснащен непроводящей щелевой крышкой.

Использование утвержденного предохранительного выключателя с положительным действием в сварке или обрезке обязательно. Переключатель должен быть установлен таким образом, чтобы ручка находилась в самом верхнем положении во время сварки или резки. Если переключатель должен случайно упасть, цепь разомкнута. Переключатель, показанный на рисунке 4-8, показывает правильную ориентацию. Предохранительный выключатель защищает водолаз, позволяя потоку течь только тогда, когда дайвер фактически режет или сваривает, или электрод готов и готов.

Зачем это нужно? При сварке инвертором обратная полярность используется, если существует высокая вероятность прожечь заготовку. Такое бывает при работе с легированными и нержавеющими сталями, а также в случае с различными сплавами и тонколистовыми конструкциями. Кроме того, обратная полярность применяется при сварке электродугой и при флюсовой сварке.

Управление процессом сварки

При использовании однополюсного переключателя необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы выключатель не был отключен или отключен. Это может произойти, если есть разрыв изоляции между сварочным аппаратом и предохранительным выключателем. Важно помнить, что мокрые, поврежденные или изношенные кабели между машиной и переключателем, как одно, так и двухполюсные, могут быть закорочены с помощью абразивного воздействия на раму сварочного аппарата, расчесывания люков или лежащего на стальной палубе.

Кабели в этом состоянии будут представлять собой потенциальный источник опасности. 4-5 Кабели питания и разъемы. Правильный размер кабеля для конкретного задания зависит от общей длины цепи. Он должен использоваться там, где общая длина кабеля, включая электрод и заземляющие провода, превышает 300 футов. Это позволит дайверу легко маневрировать держателем электрода при сварке.

Влияние постоянного и переменного тока на шов

Постоянный ток дает возможность делать более аккуратный шов и снижать до минимума количество металлических брызг, потому что не требуется часто изменять полярность (в отличие от переменного).

Чтобы предотвратить возможные прожоги при сварке как с положительным, так и с отрицательным зарядом, рекомендуется пользоваться прижимной струбциной.

Каждая дополнительная длина кабеля и его разъемов приводит к падению напряжения. Чтобы предотвратить чрезмерное падение напряжения в сварочных или режущих проводах, желательно иметь различные длины непрерывного свинца под рукой. Чтобы компенсировать падение напряжения в сварочной цепи, напряжение открытой цепи должно быть увеличено. Падение напряжения для кабелей различного размера показано на рисунке 4. Это падение напряжения не включает эффект контактного сопротивления, который можно свести к минимуму, убедившись, что все соединения полностью изолированы, обертывая резиновую ленту, накладывая слой скотча, затем Окончательный оберткой с электрической лентой.

Чем обуславливается выбор полярности при сварке инвертором?

Электроды имеют несколько видов покрытия

Материал покрытия электрода

Например, угольные электроды очень сильно разогреваются во время сварки с обратной полярностью, и вследствие этого быстро разрушаются. Что касается проволоки без покрытия, то она лучше горит в случае прямой полярности, а с обратной — может совсем не гореть, если используется переменный электроток.

Сварка нержавейки и цветных металлов

Важность водонепроницаемых соединений не может быть подчеркнута при подводной резке или сварке. Плохоизолированное подводное соединение обеспечивает значительную утечку тока и очень быстрое ухудшение медного кабеля. Плохоизолированное соединение между кнутом и сварочным проводом может быть чрезвычайно опасным для дайвера. Болтовые соединители предпочтительнее, поскольку они менее склонны к работе.

Срок службы любого кабеля увеличивается за счет надлежащего намотки, когда кабель не используется и минимизирует его воздействие на масло. Многообразия, иногда называемые блоками соединителей, используются для соединения двух или более цилиндров одного и того же газа для сброса всех цилиндров через один регулятор. Использование коллекторов желательно, когда необходимо обеспечить бесперебойную подачу газа или когда это необходимо для подачи газа с большей скоростью, чем может поставляться из одного цилиндра.

Особенности шва

Режим сварки напрямую влияет на глубину провара и ширина образующегося шва. Чем выше сила электротока, тем больше увеличивается глубина, на которую проплавливается металл. Это происходит из-за роста погонной энергии дуги (зависящей от уровня тепла, проходящего через шов). Также при увеличении силы тока поднимается давление, которое воздействует на поверхность расплава. Чрезмерно высокое давление может привести к вытеснению расплавленного металла из-под дуги, вследствие чего деталь можно проплавить насквозь.

Важность полярности при сварочных работах

Многообразия, подвергаются полному давлению цилиндра, и поэтому они должны быть сильно сконструированы. Кислородные коллекторы не должны быть выполнены из стальных или железных труб или медных труб. Следует проявлять особую осторожность, чтобы убедиться, что масло, жир или растворитель не находятся в кислородном коллекторе при подключении кислорода под высоким давлением.

Оборудование и материалы, необходимые для газовой сварки вольфрамовой дугой, состоят из блока электрической энергии, защитного газа, регулятора давления и расходомера, держателя электродов, нерасходуемых вольфрамовых электродов, наполнителей, подачи охлаждающей воды и средства индивидуальной защиты.

Тип тока

Для резки металла сваркой используют постоянный ток

Постоянный ток, имеющий обратную полярность, дает возможность обеспечить значительно большую глубину проплавления, чем постоянный ток, имеющий прямую полярность. Это происходит по причине того, что на аноде с катодом образуются различные объемы тепловой энергии. Также следует иметь в виду, что чем выше скорость сварочного процесса, тем меньше глубина провара и ширина шва.

Обычные сварочные аппараты, будь то переменный ток или постоянный ток, имеют свои преимущества в некоторых случаях сварки; однако они могут быть громоздкими, а их шланги и кабельные соединения могут создавать трудности. В связи с этим для газовой сварки вольфрамовой дугой имеются специально разработанные машины со всеми необходимыми элементами управления.

Сварка током прямой и обратной полярности

Рисунок 8 - Блок питания, специально предназначенный для газовой сварки вольфрамовой дугой. Они также оснащены дистанционным переключателем ручной или педали, который включает и выключает воду и газ. Некоторые из этих устройств дистанционного управления одновременно включают и выключают основной сварочный ток. Это не только позволяет оператору запускать и останавливаться, не выходя из работы, но и регулировать ток во время сварки.

Видео: Как электродом прорезать ровное отверстие

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:

Большинство этих сварочных аппаратов могут производить ток переменного и постоянного тока. Выбор переменного или постоянного тока зависит от требуемых характеристик сварки. Когда машина установлена на прямой полярности, электроны текут от электрода к пластине, концентрируя большую часть тепла на работе. С обратной полярностью поток электронов от пластины до электрода, что приводит к большей концентрации тепла на электроде. Из-за этого интенсивного тепла электрод имеет тенденцию плавиться; Поэтому для обратной полярности с прямым током требуется электрод большего диаметра, чем прямая полярность постоянного тока.

Прямая полярность. Минус подключён к электроду, плюс на клемме «земля». В этом случае ток движется от электрода к заготовке, и металл греется сильнее электрода.
Обратная полярность. К электроду подсоединяется плюс, на клемму «земля» - минус. Движение тока от минуса к плюсу (от заготовки к электроду) создаёт более сильный нагрев электрода.

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.

Влияние полярности на сварной шов показано на рисунке 8. Поскольку тепло сосредоточено на работе, процесс сварки происходит быстрее и меньше искажений основного металла. Исключением является то, что он используется для сварки секций из алюминия или магния.

Рисунок 8 - Влияние полярности на сварной шов. Когда эти газовые ионы ударяются о металл, они протыкают оксидную пленку и образуют путь для тока сварки. Такое же очищающее действие происходит при обратной полярности половины цикла сварки переменным током.

Прямая и обратная полярность при сварке

Эта частичная или полная остановка тока приводит к тому, что дуга нестабильна и иногда выходит наружу. Для предотвращения этого выпрямления были разработаны сварочные аппараты переменного тока с высокочастотным блоком токового тока. Высокочастотный ток пронизывает оксидную пленку и формирует путь для тока сварки. Эффекты высокочастотного переменного тока показаны на рисунке 8.

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:

Рисунок 8 - Цикл сварки переменного тока. Вы можете использовать таблицу 8-1 в качестве руководства для выбора тока для сварки некоторых из наиболее распространенных металлов. Для получения более подробной информации обратитесь к руководству оператора для конкретной машины, которую вы используете.

Факелы могут быть как воздушными, так и водяными, в зависимости от сварочного тока. Горелки с воздушным охлаждением используются для сварки светочувствительных материалов при относительно малоточных настройках. Рекомендуется использовать горелки с водяным охлаждением для токов выше 200 ампер. Когда вы используете этот тип факела, циркулирующий поток воды течет вокруг факела, чтобы он не перегревался.

Толщина металла. При прямой полярности основной нагрев достаётся заготовке, поэтому ширина шва провара получается достаточно глубокой. Соответственно для тонких металлов правильнее использовать обратное подключение, при котором металл нагревается слабее электрода.
Тип металла. При сварке приходится работать с различными сплавами, обладающими определёнными свойствами. Например, алюминий относится к среднеплавким металлам, поэтому нужно обеспечить заготовке прямое подключение для нагрева. Нержавеющую сталь лучше не перегревать, выбрав обратную полярность. Настройки инвертора позволяют учитывать, какой сплав подвергается варке, поэтому предварительное изучение инструкции поможет эффективно справиться с задачей.
Тип электрода. Сварочные электроды имеют покрытие – флюс. При разогреве он сгорает, выполняя свою основную задачу: вытесняя воздух, предотвращает образование пор. Тип флюса определяет особенности использования электродов при разных температурных режимах. К примеру, угольные электроды не подходят для подключения с обратной полярностью. Рекомендации производителя позволят сделать правильный выбор. То же самое относится и к типам проволоки. К слову, инверторные полуавтоматы также имеют характеристики, которые стоит учитывать.

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 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, который выжигает грязь и кислородные соединения. 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.

При постоянном или переменном токе для сварки используются плавящиеся электроды. Их во время процесса передвигают по оси координат, чтобы сохранить размер дуги. Оптимальной считается дуга не больше стержня электрода, обеспечивающая самое высокое качество шва. Если допускать длинную дугу, качество сварки ухудшится из-за отклонения дуги от заданного направления. Необходимо соблюдать определённую скорость перемещения электрода, чтобы шов не получился неровным или неплотным.

По форме и типам соединений сварочные швы разделяются на:

тавровые;
угловые;
стыковые;
нахлесточные;
торцовые.

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.

Итог

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.