Termokings.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Полярность сварочных электродов — некоторые нюансы электрической дуговой сварки

Полярность сварочных электродов — некоторые нюансы электрической дуговой сварки

  • Виды сварки.
  • Сварка током прямой полярности.
  • Сварка током обратной полярности.
  • Общие аспекты.

Сварка электрической дугой, по сравнению с газовой сваркой, имеет некоторые особенности. Это и более высокая, до 5000°С, температура самой дуги, что превосходит температуры плавления всех существующих металлов, и большое разнообразие видов и типов сварки, а, соответственно, методов и целей её применения. Электродуговая сварка различается по степени механизации, по роду тока, по типу дуги и свойствам сварочного электрода, а также другим параметрам. В данной статье хотелось бы рассмотреть некоторые нюансы электродуговой сварки в зависимости от полярности сварочных электродов.

Влияние полярности при сварке

На что оказывает влияние полярность постоянного тока?

Сварка прямой и обратной полярностью образует на кончике электрода катодное и анодное пятно. В процессе сварки катодное пятно образуется на минусе, в то время как анодное – на плюсе.

В районе анодного пятна температура намного больше (до 3900 о С), нежели в районе катодного пятна (до 3200 о С). Во время сварки прямой полярности большая часть тепла концентрируется на самом изделии, из-за чего происходит углубление корня шва.

Именно поэтому сварка обратной полярностью применяется в основном на изделиях из тонколистовой стали или при необходимости сварки легкоплавких металлов. Сварку с обратной полярностью практикуют также при работе с нержавеющими, легированными и высокоуглеродистыми сталями, которые очень чувствительны к перегреву.

ВАЖНО: во время сварки с переменным током, полярность может изменяться очень резко (до 100 раз за секунду), поэтому правило соблюдения полярности при таком процессе отсутствует.

Важность полярности при сварочных работах

Естественно, что инверторная сварка на переменном токе не зависит, какой установлен зажим трансформатора для соединения изделия и электрода. Но вот постоянным током по сложившейся традиции сваривают несколькими способами. Электрод, подсоединенный к отрицательному полюсу, с прямой полярностью является катодом.

В анод, подсоединенное к положительному полюсу, преобразуется изделие. Обратная полярность обозначает, что электрод после подсоединения к положительному полюсу становится анодом. Катод в этом положении – это изделие, подсоединенное к отрицательному полюсу.

Материал изготовления электрода задает параметр дуги между неплавящимися электродами из вольфрама и плавящимися металлическими электродами. Сварочная дуга имеет ряд физических и технологических свойств. От этого практически полностью будет зависеть результат работы дуги. К физическим свойствам относятся:

  • кинетические;
  • электромагнитные и температурные;
  • электрические и световые.

Основные технологические свойства имеют три вида:

  • мощность дуги;
  • пространственную стойкость;
  • саморегулирование.

Для поддержания горения дуги требуется создать обратные электрически заряженные части в пространстве между находящимися электродами. Данные частицы – это электроны, а также положительные и отрицательные ионы. Их преобразование называется ионизацией. Газ, имеющий электроны и ионы, называется ионизированным.

Промежуток дуги ионизируется во время зажигания дуги, и все время поддерживается при ее горении. В промежутке дуги, как правило, выделяют следующие области:

  • область разряда дуги;
  • анодную;
  • катодную.

В области анодов происходит значительное снижение напряжения, вызванное скоплением около электродов заряженных частиц. На поверхности анода и катода начинается появление электродных пятен, которые представляют некий фундамент дугового столба. Через них и прокладывается маршрут тока к сварке.

У сварки есть общий размер дуги, он состоит из суммарных длин 3-х областей. Общее напряжение дуги – это сумма снижений напряжения в каждой части дуги. Зависимость напряжения от размера дуги – это сумма снижения напряжения в прикатодном и прианодном участках. Удельное снижение в дуге напряжения имеет один миллиметр от столба дуги. А основной характеристикой дуги является тепловая мощность нагревательного источника.

Ее эффективность рассчитывается с учетом количества теплоты, вводимой в металл за единицу времен. Тепловая мощность – это часть общей дуговой тепловой мощности, из которой определенная доля тепла уходит непроизводительно:

  • на теплоотвод в изделии;
  • излучение;
  • на прогрев разбрызгивающихся капель.

Технология сварочных работ дугой

Преимущество сварочных работ дугой явны. Сварка отличается по признакам:

  • по среде, где находится дуговой разряд;
  • по типу тока;
  • по типу электродов.

Для ремонта кузовов автомобилей широко используется дуговая сварка полуавтоматом в защитной среде газа. Для частного пользования наиболее доступной является дуговая ручная сварка. Она делается плавящимися электродами на переменном или постоянном токах. Это хороший шанс сварить в не заводской обстановке большую часть видов металлов.

Размер между поверхностью основного изделия и дном кратера является глубиной провара или проплавления. Глубина зависит:

  • величины сварочного тока;
  • от скорости передвижения дуги.

Если размер дуги сварки не больше, чем размер стержня электрода, то эта дуга называется нормальной или короткой. Она гарантирует великолепное качество шва. Дугу, которая имеет большую длину, считают длинной. Очень большое наращивание размера дуги приводит к ухудшению качества сварки. Влияние магнитного поля создает отклонение дуги от заданного направления. Это называется электромагнитным дутьем.

Электрод во время процесса передвигается вдоль и поперек сварочного шва в направлении оси, дабы сохранить заданный размер дуги. Ускоренное перемещение электрода приводит к образованию узкого, неровного и неплотного шва. При медленном передвижении есть опасность пережога материала.

Сварочные швы по форме бывают:

  • тавровыми;
  • нахлесточными;
  • стыковыми;
  • угловыми.

По длине швы разделяются на сплошные и прерывистые. По пространственному расположению имеют такие разновидности:

  • вертикальные;
  • потолочные;
  • нижние;
  • горизонтальные.
Читать еще:  Виды и особенности сварочных электродов по алюминию

Источники питания: трансформатор для сварки, выпрямитель, генератор – при внешнем показателе имеют связь величины нагрузочного тока с напряжением на зажимах выхода. Вольтамперный показатель дуги – это соотношение между напряжением в статическом режиме и током дуги. Внешние показатели сварочных генераторов считаются падающими.

На размеры и форму шва также влияют вид электротока и его полярность. То есть, постоянный ток обратной полярности обеспечивает гораздо большую глубину плавления, чем постоянный ток с прямой полярностью, это объясняется разными количествами тепла, появляющимися на аноде с катодом. От повышения скорости процесса сварки глубина и ширина шва провара снижаются.

Техника безопасности . Сварочное производство связано с электрическим напряжением, в простонародье — ток. Ток невидим, но способен поразить человека до летального исхода.

Проверяем сварочные кабеля на исправность и подсоединяем к инверторному оборудованию. Обратный кабель с прищепкой на металл к минусовому разъему. Кабель с электрододержателем к разъему +. Электрод вставляем в электрододержатель.

При подключении аппарата к сети визуально оцениваем токонесущие кабеля на исправность. Убедились в исправности кабелей, включаем вилку в розетку и тумблер на приборе, предварительно установив регулятор тока в наименьшее значение. Если вентилятор охлаждения заработал ровно, без треска и шума, значит все хорошо.

Вес металла. При соединении тяжелых конструкций, соблюдайте меры предосторожности. Многотонные изделия при обрушении могут привести к летальному исходу или инвалидности.

Экипировка . Сварочное производство связано с высокой температурой. Сварщик должен иметь:

  • холщовые рукавицы (краги);
  • робу (специальный костюм);
  • маску со светофильтром;
  • респиратор для работы в замкнутых пространствах;
  • ботинки на резиновой подошве.

Краги применяются при сварке на высотах, когда руки поднимаются вверх, а рукавицы в остальных случаях.

  • сварочный аппарат;
  • молоток;
  • щетка;
  • электроды.

Электроды подбираются под металл (углеродность, добавки) и по диаметру, от толщины металла и технических характеристик инвертора.

Основы сварки инвертором

Для начинающих, опытные сварщики советуют кабель держака приложить к телу, прижать локтем руки и обернуть его вдоль предплечья (от локтя до кисти), взять держак в руку. Так плечевой сустав будет тянуть кабель, а рука с кистью останутся свободными.

Способ поможет с легкостью манипулировать рукой.

Если держак взять просто в руку без обмотки предплечья кабелем, то в процессе сварки рука устанет и кистевые движения приведут кабель в болтающие движения. Что отразится на качестве сварного соединения.

Как варить инверторной сваркой правильно ? Устанавливаем на аппарате сварочный ток согласно диаметру электрода, типу соединения и положению сварки. Инструкция по настройке имеется на аппарате и пачке электродов. Принимаем устойчивую стойку, локоть отводим от тела (прижимать нельзя), одеваем маску и начинаем процесс.

Сварку инвертором для начинающих лучше начинать с металлических заготовок более 20 см.

Известно, что новичок, одевая маску и зажигая дугу перестает дышать, пытаясь на одном дыхании проварить всю длину заготовки. При коротких изделиях, появится привычка варить на одном дыхании. Поэтому, тренируйтесь на длинных заготовках, учась правильно дышать при сварке.

Заготовки (пластины) на рабочем столе можно положить в горизонтальной плоскости — вертикально к себе или горизонтально, без разницы.

Зажатый в держателе электрод вначале сварки ставите под углом 90 градусов (перпендикулярно) и отводите в сторону шва на 30-45 градусов. Зажигаете дугу и начинаете движение.

  1. Если сварка выполняется углом назад, то наклон 30-45 градусов идет в сторону шва.
  2. Если соединение происходит углом вперед, то наклон электрода от шва.

Расстояние между свариваемой поверхностью и электродом 2-3 мм, представьте, что вы ведете карандаш по листу бумаги.

Учтите, при сварке электрод сгорая уменьшается — постепенно приближайте плавящийся стержень к поверхности на расстояние 2-3 мм и удерживайте угол наклона 30-45 градусов.

Смотрите полезное видео, как научиться варить электросваркой для начинающих:

Как новичку научиться варить сварочным инвертором?

Сначала учимся зажигать и держать дугу. Чувствуйте грань, когда приближать электрод при сгорании к свариваемой поверхности, чтобы дуга не прерывалась.

Зажигают электрод двумя способами:

  • постукиванием;
  • чирканьем.

Новый электрод зажигается легко. У работающего стержня появляется шлаковая пленка, препятствующая поджигу. Нужно просто подольше постучать для разбития пленки.

  1. На инверторных аппаратах для облегчения зажигания дуги встроена функция Hot Start.
  2. Если новичок быстро приближает электрод к поверхности, включается функция Arc Force (форсаж дуги, антизалипание), увеличивает сварочный ток, предотвращая залипание электрода.
  3. При залипании плавящегося стержня, функция Anti Stick отключает ток, предотвращая перегрев инвертора.

Видео: что такое форсаж дуги на сварочном инверторе и как его применить.

Новичку лучше сначала учиться на ниточном шве, электрод ведется ровно, без колебательных движений.

После освоения ниточной технологии, переходите к свариванию металла с колебательными движениями. Которые применяются при толстом металле для прогрева, задерживая электрод в определенной точке с помощью движений — елочкой, зигзагами, спиралью или своим методом.

В начале соединения проводим слева-направо несколько движений образуя сварочную ванну и пошли вдоль шва делая колебательные движения. Угол наклона электрода 30-45 градусов. После прохода отбиваем шлак молотком и зачищаем щеткой. Берегите глаза, одевайте очки.

Совет: в конце сварочного шва, делаете колебательные движения в стороны и убираете электрод в сторону наплавленного металла. Эта хитрость придаст сварному соединению красоту (избавит от кратера).

Видео: как варить угловое соединение, встык и внахлест.

  • однопроходные (одним проходом восполняется толщина металла);
  • многопроходные.
Читать еще:  Аргонная сварка цветного и черного металла

Однопроходной шов выполняется на металлах до 3 мм. Многопроходные швы накладываются при больших толщинах металла.

Сварщики проверяют качество шва молотком — наносят удар рядом со швом. Если шов гладкий, без неровностей, то после удара шлак слетает полностью, ему не за что зацепится. Важно подбирать правильный температурный режим: перегретый шов (каленый) сломается, недогретый — риск непровара.

Ток подбирают исходя от диаметра электрода, в теории 30 А на 1 мм диаметра электрода.

Прямая и обратная полярность при сварке инвертором

Рассмотрим полярность при сварке инвертором. При соединении на постоянном токе, движение электронов постоянное, что уменьшает разбрызгивание расплавленного металла. Шов получается качественным и аккуратным.

На аппарате имеется выбор полярности. Что такое полярность — это направление движения электронов в зависимости от подключения кабелей к разъемам оборудования.

  1. Обратная полярность при сварке инвертором — минус на заготовке, плюс на электроде. Ток течет от минуса к плюсу (от заготовки на электрод). Электрод нагревается сильнее. Применяется для сварки тонких металлов, уменьшен риск прожога.
  2. Прямая полярность — минус на электроде, плюс на заготовке. Ток движется от электрода к заготовке. Металл греется больше электрода. Применяется для сварки толстых металлов от 3 мм и резке инвертором.

На пачке с электродами указывается полярность, эта инструкция поможет правильно подсоединить провода к оборудованию.

Сварка тонкого металла инвертором

Суть соединения тонких пластин сводится к подбору электродов малого диаметра и настройке сварочного тока. Например, для металла толщиной 0,8 мм берут электроды диаметром 1,8 мм. Ток на инверторе выставляют в 35 А.

Технология происходит прерывистыми движениями. Посмотрите видеоролик, где подробно показывается соединение тонких пластин.

Как резать металл сварочным инвертором

Чтобы правильно прожечь отверстие в трубе, на аппарате выставляем ток 140 А для электрода в 2,5 мм. Зажигаем электрод, ставя его на одном месте для прогрева металла и вдавливаем. Передвигаем электрод на новое место, прогреваем и вдавливаем. Постепенно, прорезаем в трубе отверстие.

Пластину при резке лучше ставить вертикально, чтобы расплавленные сопли стекали вниз. Если резать в горизонтальном положении, то снизу реза застынут сосульки. Вот и все хитрости!

Новичков терзает вопрос, какая полярность проводов при резке инвертором лучше?

  1. При резке электросваркой — прямая полярность предпочтительней. Зона расплавления узкая, но глубокая.
  2. При обратной полярности — зона расплавления широкая, но неглубокая.

Резать электросваркой не рекомендуется (происходит выплавление металла из зоны реза). Лучше взять болгарку и отрезать нужный кусок.

Работа с полуавтоматом

Специфика работы полуавтоматических агрегатов предполагает определённую скорость подачи проволоки к месту соединения заготовок и соответственно этому – несколько режимов сварки.

Это может быть работа либо в среде защитных газов (аргона или углекислоты), либо со специальной порошкообразной проволокой. При этом полярность включения зависит от конкретно выбранного режима и определяется требованиями эффективности сварочных операций и их экономичности.

Обратная полярность востребована при сварке в среде защитных газов, тогда как прямая чаще всего применяется при работе с порошковой (флюсовой) проволокой.

За счёт правильно выбранной полярности подачи тока в полуавтоматическом режиме обеспечивается полное выгорание флюса и образование в зоне сварки требуемой защитной среды. В этом случае металл прогреваться заметно меньше, а его разбрызгивание сводится к возможному для данных условий минимуму.

Прямой полярностью при обращении с таким оборудованием сварщики пользуются при работе с вольфрамовыми электродами, чаще всего применяемыми для сплавления изделий из цветных металлов.

За счёт их использования удаётся повысить температуру в зоне нагрева, что очень важно для такого сложного в обработке металла, как алюминий.

Можно сделать вывод, что выбор той или иной полярности подключения питающего напряжения определяется рядом факторов, порой не связанных с классом используемого оборудования.

Основное влияние оказывает тип применяемого расходника (электрода), материал свариваемой заготовки и режим работы конкретного сварочного агрегата.

Тип электрода

Для определения полярности необходимо учитывать основные характеристики электрода: разновидности анодного пятна, разновидность флюса и температура. Выделяют следующие виды электрических проводников в зависимости от технических характеристик:

  1. ЦЛ-11: применяются при сварке по схемам обратной полярности. Эти электроды способны обрабатывать поверхность металлов из плотной нержавеющей стали и иных сплавов железа с высокой устойчивостью к воздействию коррозии. Они обеспечивают высокое качество шва без разрушения защитного слоя металла. Электродные стержни ЦЛ-11 покрываются специальным раствором из фосфора и калия. Он защищает сварочный шов от негативного воздействия окружающей среды. Электрические проводники ЦЛ-11 нужно хранить в сухих помещениях. При их эксплуатации рекомендуется использовать короткие дуги, что обеспечивает лучшую проплавку металла.
  2. НИАТ-1: применяются для соединения деталей небольшой толщины при подключении кабелей по схеме обратной полярности. Эти электроды обладают антикоррозийными свойствами. Они устойчивы к большим нагрузкам. Данные проводники увеличивают прочность сварочного соединения. В состав электрических проводников НИАТ-1 входят магний, молибден, углерод, никель и силикаты. Эти химические элементы обладают невысоким коэффициентов наплавки (до 10 г/Ач), что увеличивает производительность электрода. Перед эксплуатацией электрических проводников рекомендуется подвергнуть их термической обработке в специализированных печах. Прокалку электродов необходимо проводить в течение 1 часа.
  3. ОЗЛ-8: используются при обработке цветных металлов током прямой полярности. Они могут функционировать в рабочей среде с температурой ниже 1000°C. Эти электрические проводники имеют антикоррозийные свойства. Поэтому они могут применяться для обработки легированных сталей. Электродные стержни ОЗЛ-8 изготавливаются на основе небольшого стержня из сварочной проволоки диаметром до 5 мм. Коэффициент наплавки данных электрических проводников составляет не более 13 г/Ач, предел текучести – 400 МПА. Для наплавки 1 кг сварочного шва требуется 600 г электродов ОЗЛ-8.
Читать еще:  Схемы самодельных споттеров из аккумулятора, микроволновки и сварочного аппарата

При использовании электродов необходимо соблюдать следующие правила:

  1. Перед процессом сваривания металлических деталей тщательно очистить стержни электрического проводника.
  2. Обработать свариваемые детали химических раствором, защищающим их поверхность от пыли и иных видов загрязнений. Он также придает металлу блеск.
  3. При использовании новых электродов нужно предварительно осуществить их прокалку в специальных сушильных печах.
  4. В процессе сваривания заготовок требуется держать электродный стержень перпендикулярно оси сварочного шва.
  5. Держать электрическую дугу на расстоянии 3 мм от свариваемых кромок.
  6. Во время сварки нельзя совершать резкие рывки. В противном случае изменится рисунок шва.
  7. Чтобы избежать образования пористых поверхностей, необходимо очистить обрабатываемые изделия от шлаков и остатков расплавленного электрода.
  8. Нельзя допускать резкое понижение температуры электрического проводника. Иначе инструмент может частично деформироваться.

Нюансы эксплуатации электродов при разных полярностях указаны в инструкциях, составляемых при изготовлении этих инструментов. Они публикуются на официальных сайтах производителей электрических проводников.

Что это такое?

Во время работ постоянным электротоком процесс электросварки можно осуществить, используя электрический ток с прямой либо обратной полярностью. При выполнении электросварки термин «прямая полярность» значит то, что электрический ток проходит от выпрямителя сварочного устройства на поверхность заготовки с положительным зарядом. Плюсовая клемма устройства для сварки посредством специального электрокабеля соединяется с заготовкой, а на электрод, который подключен к минусовой клемме, через электродержатель проходит отрицательный электрический заряд.

Особенности процесса электросварки в этом варианте состоят в том, что положительный полюс анода имеет температуру, значительно превышающую показатели катода, который служит отрицательным полюсом. По этой причине использование электрического тока с прямой полярностью широко распространено при выполнении сварочных работ с деталями, имеющими толстые стенки. Кроме того, этот метод применяется и для проведения разрезания металла, а также в случаях, когда для выполнения того или иного процесса необходимо образование большого объема тепловой энергии. Что касается выполнения сварочного процесса с применением электротока обратной полярности, то для осуществления сварочных работ потребуется изменить порядок подключения в противоположном направлении. В этом случае отрицательный заряд клеммы со знаком «-» будет подаваться на рабочую поверхность заготовки, а положительный заряд от клеммы со знаком «+» будет направлен к сварочному электроду.

Особенностью обратной полярности сварочного электротока является то, что весь потенциал тепловой энергии приходится на электродный конец стержня, при этом сама заготовка нагревается гораздо меньше. Такой вариант электросварки позволяет аккуратно совмещать края заготовок, сведя риск их сквозного прожига к минимуму. Электросварка обратной полярности используется для работы с легированными или нержавеющими марками металла, с тонкостенными деталями, а кроме того, подходит и для тех металлов, перегрев которых во время проведения сварочных работ крайне нежелателен. Выполнение сварочного шва электротоком обратной полярности эффективно и для сварки с применением флюса либо среды защитных газов.

Как правильно выбрать модель

Использование режимов прямой и обратной полярности доступно для всех видов инверторов. Однако помимо этой функции аппараты должны обладать дополнительными характеристиками. От этого зависит область их применения, скорость и комфорт выполнения работ. Поэтому к выбору модели необходимо подойти профессионально.

Рекомендуемый функционал инверторов:

    Горячий старт. Происходит кратковременное повышение тока для быстрого формирования дуги. Антиприлипание. При высоких значениях тока велика вероятность его приваривания к металлу. Снижение этой величины позволит сформировать максимально ровный шов. Форсаж. Активируется автоматически, когда на конце электрода появляется расплавленный металл. Кратковременное увеличение рабочего тока предотвратит прилипание. Переменный ток. Он необходим для сварочных работ с алюминиевыми заготовками. Пониженное значение холостого хода. Относится к мерам безопасности при эксплуатации в местах с повышенной влажностью или небольших помещениях. С помощью специального блока происходит снижение напряжения до 15 В. Тип индикации. Оптимальный вариант – цифровое отображение текущих параметров.

Также важно выбрать ток сварки, который напрямую зависит от диаметра используемого электрода и толщины металла.

При работе с инверторными сварочными аппаратами чаще всего используют электроды марки АНО и МР. Они подходят для формирования шва на стальных поверхностях. Сварка алюминиевых изделий или заготовок из сложных сплавов требует выбора специальных расходных материалов, могут использоваться присадки.

Какое оборудование использовать

Например, в среде защитных газов (когда используется аргон или углекислый газ), либо с использованием проволоки, обработанной порошком. Обратная направленность тока применима при работе с газами, прямая — когда процесс выполняется порошковой проволокой (также известной как флюсовой).

Полуавтоматическая сварка предполагает ряд изменений процесса. Во-первых, подключение «держака» и «массы» меняется — на первом «плюс», на второй «минус» (обратная). Делается это для того, чтобы флюс выгорел полностью, а сварочный процесс произошел внутри образовавшегося газообразного облака. Металл будет меньше прогреваться, а разбрызгивание капель сведется к минимуму.

Прямая используется для сварки цветных металлов, когда рабочим расходным элементом выступает вольфрамовый электрод. Таким образом достигается увеличение температуры в зоне нагрева, что может быть критично для, например, алюминия.

Если вы знаете другие специфические особенности выбора параметров сварки, поделитесь информацией в комментариях к статье.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector