Обратная полярность и прямая: отличия и как выбрать для инвертора

отличия и как выбрать для инвертора

На чтение 8 мин. Просмотров 5.7k. Опубликовано 13.05.2018 Обновлено 29.07.2019

Во всех статьях и обзорах, связанных со сваркой, присутствует электрическая тема. Хоть аппараты, хоть электроды, хоть виды швов – в любом сварочном вопросе упоминается и уточняется вид тока. Где-то он постоянный, где-то переменный, а еще у него есть два варианта – прямая и обратная полярность при сварке.

Пора разобраться, что к чему, чтобы правильно выбирать материалы, аппараты, электроды и . Знание нюансов об электричестве в сварке помогут вам быстро и правильно настроить инвертор, от чего качество сварочных швов зависит в большой степени.

Пятна анодные, пятна катодные

Конечно, можно всю жизнь проработать на своем инверторном аппарате, в котором по умолчанию постоянный ток настроен на прямую полярность: у вас нет никаких хлопот или проблем с перестройками сварочного электричества.

Эта чудесная идиллия возможна лишь при условии, что вид работ у вас один и тот же, вы не меняетесь, всех возможностей своего аппарата так и не знаете, и вообще зачем про электричество, все и так хорошо, не надо усложнять…

Не надо, так не надо, но вот если вам понадобится варить, например, качественную высоколегированную сталь, то ваша идиллия сразу же нарушится: качественного со старыми электрическими настройками у вас не получится. Вам придется разбираться с понятием обратной или прямой полярности при сварке, в чем мы прямо сейчас вам поможем.

Во-первых, работа на инверторном аппарате подразумевает постоянный ток. А он, в свою очередь, подразумевает два гнезда для подключения плюсовой и минусовой клемм. Давайте запоминать полярность при сварке инвертором по подключению электрода, так легче. Если электрод подключен к минусовому гнезду, то это прямая полярность при сварке. Если к плюсовому – она обратная.

Прямая и обратная полярность.

В принципе при прямом варианте электрод, который подключен к отрицательной клемме, сам становится катодом. А анодом становится наша металлическая заготовка. При обратном варианте электрод начинает работать анодом, потому что он подключен к плюсовому полюсу. Ну а заготовка, соответственно, превращается в катод.

В обоих случаях образуются анодные и катодные пятна. Анодное облако – погорячее, причем значительно: разница в температурах анодной и катодной областей доходит до 800°С.

Не упустим из внимания важную деталь: если мы говорим о двух вариантах – прямом и обратном, это всегда имеет отношение только к постоянному току. Дело в том, что при переменном токе полярность сама меняется с прямой на обратную с высокой частотой.

Еще раз: переключение прямой и обратной полярностей имеет смысл и возможно только при постоянном токе, это сварка постоянным током. При переменном токе в таком переключении нет ни смысла, ни возможности. Друзья, это физика.

Прямая полярность

[box type=”fact”]По своей сути ток представляет собой движение заряженных частиц – электронов. Они двигаются от отрицательного полюса к положительному – это классика. Вот и у нас в процессе сварки электроны двигаются в направлении к металлической заготовке от электрода. Поэтому происходит нагрев металла. Электрод остается холодным.[/box]

Итак, электрод подключен к минусу, металлическая заготовка – к плюсу. Это классическая полярность при сварке инвертором. На стороне плюса распространяет свое тепло чудесное анодное облако.

Прямое подключение постоянного тока имеет некоторые особенности, которые необходимо учитывать в обязательном порядке:

• при прямом подключении получается стабильная и ровная дуга со всеми вытекающими последствиями в виде швов высокого качества;
• сварочный шов отличается узостью и глубиной;
• ни в коем случае не применяется, если на электродах указано, что они предназначены для технологии переменного тока;
• с некоторыми металлами при работе в инертных газах повышается коэффициент наплавки;
• состав металла в шве при прямой полярности имеет особенности: в нем практически нет углерода, зато присутствуют кремний и марганец;
• довольно высокая степень разбрызгивания металла;
• быстрая плавка расходника с его частой заменой.

Обратная полярность

Обратная полярность при сварке.

Мы помним, что при обратной полярности при сварке постоянным током плюсовое анодное теплое пятно находится на электроде, Таким образом мы исключаем дополнительный нагрев металла, к которому подведена минусовая клемма. Основным видом сварки при обратном подключении является с флюсом и метод в среде защитных газов, в частности – в аргоне.

Главными металлами «потребителями» обратного подключения являются высоколегированные стали и тонкие заготовки из любого металла: здесь имеет значение тонкость края, которую легко прожечь при малейшем перегреве. Так что работы при обратном подключении можно назвать вполне себе деликатными. А там, где деликатность, там особенности исполнения и профессиональные советы.

Вот какие технологические особенности использования обратной полярности нужно принять во внимание:

• шов при обратном подключении шире и меньшей глубины, чем при прямой;
• великолепно справляется с соединением тонких и средней толщины кромок металлических заготовок;
• сварочная дуга не такая стабильная, как при прямой полярности, если напряжение низкой силы, начинает скакать и прерываться;
• если вы варите высоколегированную сталь, то кроме обратного подключения нужно соблюдать дополнительные требования по рабочему циклу и температурному режиму остывания стальных заготовок;
• ни в коем случае не варить с электродами, чувствительными к перегреву;
• дополнительное снижение температуры на заготовке можно через снижение потенциала напряжения;
• то, что дуга не очень стабильна, можно использовать во благо: очень тонкие края лучше варить прерывистым швов – прерывая дугу;
• если в сварке на постоянном токе обратной полярности вы делаете шов встык, зазор между поверхностями должен быть минимальным, если же шов внахлест, поверхности приживать друг к другу герметично. Иначе вы получите прожог;
• отбортовка краев свариваемых поверхностей отлично поможет для снижения риска прожога.

Как выбрать правильную полярность

[box type=”info”]Понятно, что при сварке инвертором допускаются прямая и обратная полярность. По умолчанию эти аппараты обычно настроены на прямое подключение.[/box]

Но если вы работаете с разными и металлическими заготовками разной толщины, вам придется самостоятельно настраивать параметры сварочного тока и, в частности, полярность. Это нетрудно, поехали.

Все дело в перемещении теплого анодного пятна, то есть концентрации нагрева. При прямой полярности плюс идет на металлическую заготовку, как раз она и разогревается. Именно от данного фактора зависит выбор варианта подключения при работе с разными заготовками из разных металлов. Все логично и просто, вот критерии решений по поводу подключения постоянного сварочного тока:

Толщина края металлической заготовки

Постоянный и переменный ток сварки.

Толстые края поверхностей? Конечно же сварка током прямой полярности! Дополнительная концентрация тепла в местах плавки в толстых деталях будет способствовать глубокой проверке и, следовательно, получению качественного прочного шва. Если же края свариваемых поверхностей тонкие, то рассуждать, а затем действовать нужно совсем наоборот.

Тонкие края важно не перегреть, чтобы не допустить прожога. Так что отправляем теплое анодное пятно от греха подальше на другую сторону – к электроду. Так что тонкие детали варим при обратном подключении.

Вид металла

Здесь нам поможет перемещение теплового анодного пятна: каким металлам оно не повредит, а, наоборот, поможет? Правильнее всего будет внимательно читать инструкции по электрической настройке сварочного аппарат, которые сопровождают любой современный сплав.

Но уже сейчас можно запомнить факт, что алюминий вместе со сплавами тепло только приветствуют, оно помогает снизить количество образующихся окислов во время процесса. Так что сварка алюминия постоянным током проводится только при прямом подключении. Официально это будет называться сваркой алюминия постоянным током в среде аргона.

[box type=”fact”]А вот сталь, чугун с различными стальными сплавами требуют обратного подключения постоянного сварочного тока: никакого дополнительного тепла им не нужно из-за риска образования тугоплавких соединений.[/box]

Цветные металлы, как алюминий, варятся неплавящимися вольфрамовыми электродами только при прямом подключении без каких-либо исключений.

Вид электрода

Вы ведь знаете, что современные электроды подразделяются по огромному количеству критериев, они производятся в невероятном разнообразии. Электрические параметры также входит в описание каждого . Читать инструкции самым внимательным образом еще никому не помешало.

Но здесь мы вполне можем рассуждать логически, чтобы выбирать правильную полярность для каждого вида электрода. Выбор зависит от того же – теплого анодного пятна, то есть температурного режима. А такие режимы у электродов зависят от типа флюса и многих других факторов.

Невозможно дать короткие рекомендации по полярности тока для разных сварочных расходников – слишком их много. Единственный дельный совет в данном случае – читать инструкции и не пренебрегать ими.

А что делать, если в инструкции к металлу или сплаву требуется одни электрические параметры, а у выбранного электрода требуются совсем другие настройки сварочного тока? Такое бывает, ответ в этом случае только один: пробуйте и ищите оптимальный вариант опытным путем.

Силу тока, рабочие циклы, подключение к полюсам – все придется настраивать вручную. Но ведь голова нам дана, чтобы думать, верно?

что это такое, описания и примеры

При осуществлении соединения элементов конструкций сваркой, их монтаже и ремонте одним из вариантов является использование постоянного тока. Немаловажным фактором служит правильная настройка применяемой аппаратуры. Чтобы это осуществить, следует четко понимать, что такое прямая и обратная полярность при сварке.

Выбор зависит от поставленной задачи, которую необходимо решить. Полярность применительно к оборудованию означает один из вариантов его использования. Полярность при сварке влияет на протекание физических процессов во время производственного процесса. При переключении на другой вариант ток начинает течь в ином направлении, и сварка будет осуществляться по-другому. Это понятие во многом имеет отношение к сварке, осуществляемой с инвертором.

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.

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.

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.

Отличия режимов при сварке

Сварка прямой и обратной полярности обладает существенными различиями. Прямая полярность при сварке обладает нюансами, которые рекомендуется принимать к сведению:

• значительную глубину;
• небольшую ширину шва;
• такие подключения осуществляются для сварки металлических изделий из металла, имеющих толщину не менее трех миллиметров;
• вольфрамовые стержни используют для деталей, изготовленных из цветных металлов;
• стабильность горения дуги;
• быстрая расплавка электродов;
• разбрызгивание увеличивает расход электродов.

Обратный вариант применяют тогда, когда предполагается уменьшить риск появления серьезных дефектов, приводящих к отбраковке. Такой вид также имеет смысл применять, когда сварке подлежат детали, предназначенные для ответственных конструкций. Чтобы предотвратить коробление при значительном нагревании обратный вариант применяют для сварки тонких листов.

Также имеет смысл ее использовать, когда сварке подлежат две стальные детали, обладающие разной степенью легированности. Подобные соединения обладают повышенной чувствительностью к лишнему перегреванию. Обратный способ используют, когда сварка происходит под защитой инертными газами.

Обратная полярность при сварке обладает в свою очередь такими особенностями:

• обратная полярность при сварке постоянным током создает соединение не чересчур глубоким, но зато широким;
• качество будет не таким высоким, если использовать обратный способ при сварке не тонких деталей;
• при обратном варианте нельзя применять виды стержней, обладающих повышенной чувствительностью к перегреванию;
• при снижении силы тока могут возникнуть скачки дуги и, соответственно, снижение прочности соединения.

При подключении аппарата к обычной сети, обеспечивающей ток переменного значения, надо использовать стержни с рутиловой оболочкой вследствие отсутствия у них зависимость от полярности. В этом случае допустимо применение любого варианта.

Что влияет на выбор

Прямая или обратная полярность при сварке выбирается сварщиком в первую очередь в зависимости от поперечных габаритов металла, подлежащего сварке. Когда она является значительной, массу на приборе следует подключать к плюсовой клемме, а электрод — к минусовой. Значительная температура на толстых элементах основательно прогреет металл в рабочей зоне. Это будет способствовать более глубокой величины провара. Сварной шов получится прочным и качественным.

Оправдывать себя будет обратная полярность при сварке тонкостенных металлических изделий. Это объясняется тем, что анодное пятно образуется на электроде, что устраняет угрозу пережога тонких деталей конструкции.

Прямая или обратная полярность в сварке выбираются также в зависимости от вида и типа металла, из которого изготовлены детали будущей конструкции. К примеру, полярность при сварке нержавейки или чугуна для получения надежного соединения должна быть обратной. Такой выбор обусловлен тем, что при этом не происходит перегрева деталей и не происходит образования тугоплавкого шва, которое потребует в дальнейшем особую обработку.

Прямая полярность при сварке применяется, когда предстоит соединять детали из алюминия. При этом пленка, которая покрывает цветной металл, от сильного нагревания расплавляется, и не является больше препятствием для образования правильного шва.

Один из критериев выбора режима — металл, применяемый в качестве покрытия стержня. Электроды, имеющие угольное покрытие, при использовании обратного варианта нагреваются быстро и разрушаются также быстро. Проволока, в которой покрытие отсутствует, хорошо себя проявляет при прямом способе.

Методика сварки должна быть описана в сопроводительной документации на соединение. Также имеются справочники, в которых содержатся необходимые сведения. Опытные сварщики могут руководствоваться своей практикой, чтобы сделать грамотный выбор полярности.

Влияние полярности на сварку

Полярность тока оказывает влияние на такие важные факторы, как глубина проплавления, качество сварного соединения и химический состав получившегося шва. Что сделать правильную установку надо четко понимать, что такое сварка током обратной полярности и что такое сварка током прямой полярности.

Термическими нюансами варианта с обратной установкой являются то, что после того, как произошло зажигание дуги, начинается появление анодного и катодного пятен. Разница температур у них является вполне впечатляющей — до 800°С. Выше температура у анодного пятна. Такое значительное количества тепла является положительным моментом для процесса, основанного на расплавления материалов с целью их дальнейшего соединения. Таким образом, обратная сварка по определению обеспечивает получение лучшего сварного шва.

При сварке с помощью постоянного тока в режиме прямой полярности металл электрода имеет скорость сгорания на 20-40% выше, чем в режиме обратной, что является недостатком метода. При работе с переменным током установка полярности никакой роли не играет. От подключения полюсов зависит форма и размеры сварного шва, что является немаловажным обстоятельством.

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.

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.

Сварка инвертором

Инвертор — это устройство, пришедшее на смену широко применяемым ранее трансформаторам. Он обладает меньшим весом и компактностью. Еще одно преимущество перед трансформаторами — меньшее разбрызгивание раскаленного металла. Вся потребляемая инвертором электроэнергия расходуется только на функционирование сварной дуги.

Инвертор представляет собой прибор, обладающий определенными характеристиками, которые позволяют осуществлять с его помощью работы по сварке с применением различных технологий. Помимо всех основных характеристик, присущим обычным трансформаторам, инверторы обладают дополнительными, которые делают использование этого прибора более удобным и значительно расширяет их технические возможности. Инверторы могут применяться в промышленности и при сварочных работах в домашних условиях.

В комплект инвертора входят два кабеля. Первый их них заканчивается держателем, предназначенным для электрода. Второй — зажимом в форме прищепки для закрепления на детали. Одно из основных преимуществ — возможность установки при сварке инвертором прямой и обратной полярности.

Инвертор, по сути, представляет собой прибор, преобразующий переменный ток из розетки в ток постоянный. Конструкция устройства предполагает наличие металлического корпуса, на котором для осуществления охлаждения установлены вентиляционные решетки. Для удобства при переноске прибор имеет наплечный ремень, обладающий регулировкой по размеру. Для подключения кабеля имеются стандартные разъемы. Один из них служит плюсом, а второй — минусом.

На лицевой стороне находится защита от перегрева — специальный индикатор, который срабатывает при превышении установленной температуры. С помощью маховика осуществляется плавная регулировка сварочного тока в диапазоне 10-180 В.

Как происходит сварка инвертором

Основой инверторной сварки является классический принцип, заключающийся в том, что сваривание может осуществиться при наличии высокой температуры от появившейся сварной дуги.

От контакта электрода с поверхностью изделия образуется сварная дуга. Под влиянием высокой разогретости стержень с обмазкой и часть детали, находящаяся в процессе, плавятся, следствием чего является образование сварочной ванны. Часть обмазки электрода переходит в газообразное состояние, защищающего ванну от вредоносного действия кислорода. Жидкая составляющая расплавленной обмазки располагается поверх металла, находящегося в жидком состоянии, защищая его.

Остывая, жидкая обмазка образует шлак, который находится снаружи шва. Его удаляют постукиванием молотка. Важным обстоятельством для получения хорошего шва является непрерывность горения дуги. Для этого необходимо следить за постоянством длины дуги, то есть расстоянием между деталью и электродом. Это обеспечивается одинаковой скоростью, с которой электрод подается в зону сваривания. Следует стараться электрод вдоль наплавленного валика вести ровно, не отклоняясь.

Для того, чтобы при сваривании при помощи инвертора появилась дуга между электродом и деталью их металла, их необходимо подключить к разным полюсам. Разница в режимах состоит в том, куда будет подключен электрод на минус или на плюс. Правильный выбор зависит, в частности, от толщины свариваемых деталей и других факторов.

Прямую и обратную полярность при сварке постоянным током иначе называют «электрод-отрицательной» и «электрод-положительной». Такие названия более понятны и отражают варианты подключения электрода к плюсу или к минусу. Таким образом, существует правило — при прямой или иначе «электрод-отрицательной» полярности электрод подключен к минусу, а при обратной или иначе «электрод-положительной» полярности электрод подключен к плюсу.

Каждый сварочный аппарат имеет гнезда, в которые подключают кабель от держателей, функцией которых является зажим электродов. Их также иначе называют массой.

Сварка масса плюс или минус означает, что куда цеплять массу при сварке, то есть, — к какому полюсу будет подключен кабель от держателя с закрепленным в нем электродом, такая и будет получена полярность. Для получения прямой полярности кабель держателя следует подключать к положительной клемме, а для получения обратной полярности кабель держака с электродом подключают к отрицательной клемме.

Держак инвертора

При установке плюса или минуса при сварке держак следует подобрать правильно и держать его удобным способом. Чтобы имелась возможность свободно манипулировать рукой для управления инвертором при сварке, рекомендуется правильно размещать держак, в котором закрепляется электрод.

Существует несколько видов держаков:

1. Прищепка. Это самый распространенный, удобный и дешевый вариант. В зависимости от конструкции она бывает пружинной и рычажной.
2. Вилка-трезубец. В ней можно удерживать электрод любого диаметра. Такое устройство можно изготовить самостоятельно.
3. Цанга. Зажимает крепко, имеет большой срок службы. Находит применение при сварке конструкций, имеющих повышенную значимость.
4. Держатель безогарковый. Металлический штырь 1 вмонтирован в цилиндрическую рукоятку 2. Фиксация электрода обеспечивается его привариванием к штырю.
5. Винтовой. Имеет много достоинств: обеспечивают бесперебойную подачу тока, обладают хорошим контактом, имеют возможность хорошего закрепления электродов.

При сварке с помощью инвертора рекомендуется кабель держака обернуть вокруг части руки, расположенной между локтем и кистью. После этого взять держак в руку. Тянуть кабель сможет предплечье, а кисть руки остается свободной. Это поможет свободному манипулированию рукой при осуществлении сварочного процесса.

Выбор инвертора и его эксплуатация

Прямое и обратное подключение сварочного инвертора является функцией любого агрегата этого типа. Кроме этого аппарат должен обладать дополнительными свойствами:

• антиприлипание;
• горячий старт;
• возможность работы с постоянным и переменным током;
• работа в помещении с повышенной влажностью;
• защита от перегрева;
• индикация в цифровом виде.

Помимо этого следует тщательно подойти к грамотному выбору электродов для конкретного вида сварочного соединения. При покупке нет смысла интересоваться у продавца или искать в сопроводительной документации ответ на вопрос «Можно ли менять полярность на сварочном инверторе?». Такой функцией обладают все имеющиеся модели инверторов.

Для нормального функционирования прибора надо перед началом сварочных манипуляций производить его осмотр. При выявлении повреждений таких защитных элементов, как изоляция кабелей или шнуров от сети, следует произвести их замену. Проверка включает отсутствие значительных механических изменений корпуса инвертора, которые могли бы повлиять на нормальный ход работы.

Необходимо также провести внутреннюю чистку аппарата. Для этого придется снять кожух, чтобы получить доступ к внутренним узлам. Чтобы не навредить содержимому, чистку от пыли и грязи следует проводить струей сжатого воздуха. Отдельно проводится контроль состояния клемм, подключение к которым определяет полярность при сварке инвертором. При обнаружении на них окисления его удаляют наждачной бумагой мелкой зернистости.

Перед началом процесса сварки необходимо произвести подготовительные работы. В их число входит очистка и обезжиривание деталей, подлежащих соединению. Затем необходимо выставить на аппарате необходимые режимы. В частности, необходимо проанализировать, какая полярность подключения сварочного инвертора подойдет для осуществления конкретного вида сварки. Выяснив, какая полярность при сварке инвертором будет наиболее целесообразна, надо соответствующим образом установить кабели в предназначенные для этого клеммы, поскольку полярность сварки инвертором обеспечивается именно этим подключением.

Работа с применением инвертора на постоянном токе возможна только при двух вариантах настройки, которые регулируют направление, в котором будет двигаться электроны.

Прямая полярность при сварке инвертором предполагает, что подключение «минуса» произошло к электроду, а «плюса» — к металлической детали. Такой режим необходим для увеличения глубины сварного шва при соединении заготовок, обладающих большой шириной.

Обратная полярность при сварке инвертором означает, что электрод при выставлении необходимого режима был подключен к «плюсу», а металлическая деталь, соответственно, к «минусу».

Если во время рабочей смены ставится задача сваривания разных соединений, то для того, чтобы изменить режим достаточно поменять подключение к необходимым клеммам, что является не просто простым действием, а очень простым, осуществляемым вручную. Сварка инвертором обратной полярностью применяется значительно чаще, чем прямой. Это позволяет получить сварные шва необходимой глубины, толщины, конфигурации.

Грамотно выбранная полярность на сварочном инверторе зависит от следующих обстоятельств:

1. Толщина деталей. При подсоединении, обеспечивающем прямую полярность, деталям достается основной нагрев. Ширина шва получается довольно глубокой. Для тонких деталей это не годится, поскольку может образоваться дефект в виде прожига, который не всегда можно ликвидировать. Поэтому для сварки тонких листов целесообразно применять обратный вариант.
2. Вид материала свариваемых деталей. При сварочных работах приходится иметь дело с различными металлами и сплавами, которые обладают разными свойствами. К примеру, к среднеплавким металлам относится часто применяемый в конструкциях алюминий. Ему подойдет прямое включение. Перегревать нержавеющую сталь не стоит, поэтому для нее выбирают обратное подключение. Предварительный анализ и справочники помогут эффективно подойти к этому вопросу.
3. Тип электрода. Все электроды имеют покрытие, которое при сгорании вытесняет воздух, препятствуя возникновению такого дефекта, как поры. При выборе режима необходимо учитывать совместимость режима с видом покрытия. Например, если применяют при сварке электроды с угольным покрытием, то обратная сварка не является подходящим вариантом.

Сложным случаем является, когда электрод и заготовки обладают характеристиками, которые требуют противоположных настроек. Тогда выбор полярности сварки — обратной или прямой потребует компромиссного решения. В качестве дополнительных мер принимается регулировка тока и скорости сварочного процесса. Такое решение под силу сварщикам, обладающим большими навыками, а начинающим работникам следует с ними посоветоваться. Выбор режима должен быть указан в технологической карте на производственный процесс.

Выбор электродов

При выборе электродов, предназначенных для сварки с помощью инвертора, необходимо иметь в виду, что на него будет оказывать влияние марка и вид материала, из которого изготовлены детали изделия. Особенности выбора электродов для сварки также зависят от многих факторов, таких как: какой вид тока будет использоваться при сварке — постоянный или переменный, пространственное положение сварных швов, предполагаемая скорость сварки, количество слоев шва.

К критериям выбора электродов относится то, какой должен быть вид стержня — плавящийся или неплавящийся. Плавящиеся представляют собой стержни со специальной обмазкой, назначением которой является создание зоны защиты и повышения стабильности горения дуги. Такой вид находит применение при дуговой сварке. Неплавящиеся электроды используются при сварках под защитным газом, в частности аргоном.

На выбор электродов также оказывает влияние режим полярности. Полярность электродов подразумевает, к какой клемме следует подключить стержень с обмазкой, чтобы был осуществлен выбранный режим. Электроды при обратной полярности подсоединяют к клемме, имеющей обозначение «плюс».

Современные популярные марки электродов из существующего их рейтинга обладают при применении совместно с инвертором такими преимуществами:

• простота выполнения производственного процесса сварки;
• получение хорошего шва соединения различных форм и размеров;
• отделяемость образовавшегося шлака, не составляющая большого труда;
• возможность сваривать даже детали с коррозией;
• безопасность для сварщика.

Выбор диаметра зависит от толщины элементов изделия, подлежащих сварке. При этом существует прямая зависимость. Чем более толстые детали, тем больший диаметр электродов следует выбирать для сварки деталей конструкции. Электроды совсем маленького диаметра используют для закрепления прихваток — небольших поперечных швов для фиксации соединяемых деталей.

Покрытия стержня электрода могут носить разный характер. Они условно разделены на 4 категории. Первая из них так и называется — основной и является наиболее распространенной. Такой вариант выбирают при желании получить соединение, обладающее высоким качеством, механической прочностью, пластичностью, устойчивостью к образованию трещин. Вариант вполне годится для ответственных конструкций и в дальнейшем использовании соединения в суровых климатических условиях.

Наиболее популярной маркой электродов с рутиновым покрытием является МР-3. Они обладают многими преимуществами:

• успешно используются для соединения деталей из низкоуглеродистой стали;
• обеспечивают качественное соединение, как при переменном, так и при постоянном токе;
• при выполнении сварки инвертором происходит небольшое разбрызгивание раскаленного металла;
• применимы для выполнения швов любого пространственного положения;
• хороший внешний вид получаемого шва.

Две другие категории находят применение реже при определенных условиях сварочного процесса.

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.

Интересное видео

Прямая и обратная полярность при сварке инвертором

Сварку металлов постоянным током можно проводить двумя режимами: с прямой полярностью и обратной. Прямая полярность при сварке – это когда к электроду подключается минус, к металлической заготовке плюс. При сварке током обратной полярности все наоборот, то есть, к стержню подключается плюс, к изделию минус.

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.

• 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.

Некоторые особенности сваривания при прямой полярности

Что такое прямая полярность определено. Указаны некоторые качества сварных швов при проведении процесса соединения в режиме прямой полярности. Но остались некоторые тонкие моменты.

• В сварочную ванну металл от электродов или присадочных материалов переносится большими каплями. Это, во-первых, большой разбрызг металла. Во-вторых, увеличение коэффициента проплавления.
• При таком режиме электрическая дуга нестабильна.
• С одной стороны снижение глубины провара, с противоположной снижение внедрения углерода в массу металла заготовки.
• Правильный нагрев металла.
• Меньший нагрев стержня электрода или присадочной проволоки, что позволяет сварщику использовать токи с более высоким значением.
• При некоторых сварочных материалах наблюдается увеличение коэффициента наплавки. К примеру, при использовании плавящихся электродов в инертных и некоторых активных газах. Или при применении присадочных материалов, которые наносятся под флюсами некоторых типов, например, марки ОСЦ-45.
• Кстати, прямая полярность влияет и на состав материала, оказавшегося в шве между двумя металлическими заготовками. Обычно в металле практически отсутствует углерод, но зато в большом количестве присутствует кремний и марганец.

Особенности сварки током обратной полярности

Сваривание тонких заготовок – процесс с повышенной трудностью, потому что постоянно присутствует опасность появления прожогов. Поэтому их соединяют режимом обратной полярности. Но есть и другие методы, чтобы снизить опасность.

• Снизить потенциал тока, чтобы уменьшить температуру на заготовке.
• Сварку лучше проводить прерывистым швом. К примеру, сделать небольшой участок в начале, затем переместиться в центр, после начать стыковку с противоположной стороны, далее начать варить промежуточные участки. В общем, схему можно менять. Таким способом можно избежать коробления металла, особенно если длина стыка больше 20 см. Чем больше сваренных отрезков, чем короче каждый участок, тем меньше процент коробления металла.
• Очень тонкие металлические заготовки сваривают с периодическим прерыванием электрической дуги. То есть, электрод выдергивается из зоны сварки, затем тут же быстро снова поджигается, и процесс продолжается.
• Если проводится сварка внахлест, то две заготовки должны быть герметично прижиматься друг к другу. Небольшой воздушный зазор приводит к прожогу верхней детали. Для создания плотного прилегания нужно использовать струбцины или любой груз.
• При стыковочном соединении заготовок лучше минимизировать зазор межу деталями, а идеально, чтобы зазора не было бы вообще.
• Для сварки очень тонких заготовок с неровными кромками под стык необходимо уложить материал, который бы хорошо забирал на себя тепло процесса. Обычно для этого используют медную пластину. Можно и стальную. В данном случае, чем больше толщина вспомогательного слоя, тем лучше.
• Можно провести отбортовку кромок свариваемых изделий. Угол отбортовки — 180°.

Специалисты же рекомендуют, перед тем как начать сварку тонких заготовок обратной полярностью, лучше немного потренироваться на дефектном листе металла. Лучше потратите время на тренировку, чем латать дыры от прожога.

Поделись с друзьями

2

0

1

0

как определить и на что влияет

Современный аккумулятор не требует от владельца каких-либо познаний технологии его работы. Будучи установленным в автомобиль, он служит верой и правдой положенный ему срок без дополнительного обслуживания.

Сравнивать автомобильную АКБ с обычной батарейкой не совсем корректно. При выборе аккумулятора следует иметь в виду, что любая аккумуляторная батарея обладает строгой полярностью, и туда, где предусмотрена прямая полярность подключения, сложно установить аккумулятор с обратной полярностью, как и наоборот.

Полярность аккумулятора прямая и обратная совершенно не сказывается на эксплуатационных свойствах батареи, это всего лишь порядок расположения контактных выводов на корпусе устройства. Поэтому во многих случаях аккумулятор одной и той же модели может выпускаться в двух модификациях.

Отдавая предпочтение определенной марке АКБ, уточняйте у продавца, какие полярности доступны для данного аккумулятора. Что такое обратная и прямая полярности аккумулятора, как её определить, вы сможете узнать из данной статьи.

Что значит прямая или обратная полярность

Полярность АКБ, как мы уже упомянули выше, может быть обратная и прямая. Прямая полярность была разработана еще для нужд советского автопрома. И до сих пор все автомобили, выпущенные в России, комплектуются аккумуляторами с прямой полярностью.

Обратная полярность, как несложно догадаться, используется в европейских, американских и азиатских авто. Правда то, что машина собрана за рубежом не всегда означает ее принадлежность аккумулятора к «обратнополярной» группе.

Что такое прямая и обратная полярность аккумулятора? Прямая полярность подразумевает плюсовую клемму слева и минусовую справа, в случае обратной полярности — плюс с минусом меняются местами.

Смотреть на батарею следует с лицевой стороны, ее можно определить по наклеенной этикетке, а в случае отсутствия таковой – лицевой считается та сторона, к которой ближе расположены клеммы. Если красная, плюсовая клемма (может быть обозначена гравировкой на корпусе) находится справа, значит, у аккумулятора обратная полярность.

Когда нужно определять полярность

При покупке новой батареи необходимо точно понимать, какая на аккумуляторе полярность. Установка аккумулятора с другой полярностью иногда возможна, путем его поворота в гнезде на 180 градусов. Но такие манипуляции не позволят полноценно затянуть крепления.

К тому же, чтобы автолюбитель не перепутал плюс с минусом, длина проводов у них разная, и правильно подключить аккумулятор удастся, только если нарастить провода, чтобы они могли дотянуться до нужных клемм.

Как определить полярность аккумулятора

Каждый владелец автомобиля должен знать, как определить полярность аккумулятора. Причем не только при покупке нового, а и при подзарядке старого, или перед «прикуриванием» от чужого аккумулятора, в случае низкого заряда.

Как правило, аккумуляторы имеют хорошо различимую маркировку на корпусе, «плюс» и «минус», особенно они видны на АКБ отечественного производства. В батареях, выпущенных в Азии или Европе, клеммы обычно имеют разный размер, и плюсовая «+» несколько больше в диаметре, нежели «-». Это не позволит вам по незнанию или забывчивости установить клеммы неправильно. Существует также практика маркировки клемм цветом: минус – черный (реже синий), плюс – красный.

В крайнем случае, можно воспользоваться обыкновенным тестером или вольтметром. Положительное значение будет свидетельствовать о том, что его плюсовой контакт подключен к плюсу батареи, и наоборот.  Выяснив полярность, можно сделать для себя пометку, причем не только на корпусе АКБ, но и на месте установки. В случае покупки нового аккумулятора это сослужит отличную службу, и спасет от случайной порчи электрооборудования автомобиля.

Прямая полярность аккумулятора

Прямая полярность аккумулятора, как мы уже отметили, до сих пор является стандартом для всех марок автомобилей, выпускаемых в странах бывшего СССР, что обуславливается принятыми государствами стандартами. Кстати, это в равной мере относится как к легковому, так и грузовому транспорту.

Также, прямая полярность характерна для иномарок, собранных на территории РФ и других стран по лицензии. Её особенность заключается в том, что плюсовая клемма расположении слева, и у батареи, как правило, одинаковые клеммы.

Обратная полярность аккумулятора

Принятая в США, Европе и Азии обратная полярность АКБ, характеризуется правосторонним расположением плюсового контакта. Заметим, что такие батареи отечественных производителей, как правило, хорошо маркированы, а импортные, в случае неправильного монтажа, даже не подходят по диаметру затяжного хомута на клеммах.

Если перепутать полярность

Подключение АКБ, не учитывая, что полярность аккумулятора прямая или обратная, не приведет к порче большинства электронных устройств автомобиля, но некоторые из них всё же могут пострадать. Скажем, лампы накаливания будут функционировать при любой полярности.

Стартер просто не сможет провернуть двигатель в обратную сторону, скорее сгорит реле, но в большинстве случаев при неправильном подключении клемм сработает «трещетка». Гораздо сложнее дело обстоит с постоянными потребителями электроэнергии.

Генератор

При смене полярности, генератор автомобиля становится не поставщиком, а потребителем электричества, что может спровоцировать поломку, его обмотка не рассчитана на встречное напряжение. Батарея при этом также может выйти из строя.

В лучшем случае, сгорит соответствующий предохранитель, или же ограничивающее реле, что, так или иначе, доставит лишние хлопоты и финансовые затраты. Поэтому перед пуском двигателя нужно обязательно убедиться в правильности подключения АКБ.

Электронный блок управления

Будучи постоянно подключенным к сети, за исключением случаев отключения массы, ЭБУ будет с большой долей вероятности выведен из строя, так как это электронное устройство требует строгой полярности питания. Учитывая, что в современных машинах блок управления это даже не одно устройство, их несколько, поиск неисправности может усложниться.

Выход ЭБУ из строя делает автомобиль непригодным к эксплуатации. А, между прочим, электронный блок – одно из самых дорогостоящих в диагностике устройств. Его питание рассчитано на малые токи, так что предохранитель может просто не успеть сгореть и разорвать цепь.

Поэтому, важное замечание!

Отключая массу перед работой с АКБ! Соблюдайте правильность подключения клемм, так вы избежите многих проблем с бортовым компьютером!

Блок предохранителей

Это самый простой и дешевый результат неправильного подключения аккумулятора. Предохранители, как расходный материал, сегодня стоят недорого, и самой большой проблемой для автомеханика самоучки будет найти сгоревший предохранитель. Впрочем, используя тестер или обыкновенную лампочку, «прозвон» займет от силы пять минут.

Заметьте, что используя современные П-образные предохранители, предпочтение лучше отдавать тем, у которых прозрачный корпус. У них на просвет видна целостность металлической нити, что очень удобно в отсутствии тестера.

Заключение

Подбирая новый аккумулятор для своей машины, ориентируйтесь на его характеристики. Это основной критерий выбора. Если вы отдаете предпочтение какой-то одной марке, то, как правило, с полярностью проблем не возникнет. Попросите продавца, чтобы он помог подобрать именно вашу модель.

Если же вы приобрели АКБ с неправильной «полюсовкой», верните его обратно в магазин. Но если возврат невозможен, тогда можете перевернуть аккумулятор на 180° в гнезде и нарастить провода до нужной длины.

Прямая и обратная полярность при сварке инвертором

Правильное выполнение сварочных работ во многом зависит от выбранных настроек аппаратуры. В работе с полуавтоматическими установками важно не только правильно выбрать силу тока, но и установить нужную полярность. Заводская настройка (по умолчанию) не подходит для выполнения очень многих задач. Особенно, когда речь идет о соединении высоколегированной стали, цветных или редких металлов. Поэтому для получения сварочного шва хорошего качества необходимо должным образом настроить оборудование.

Как влияет полярность при сварке

Понятие полярность подразумевает определенный вариант подключения аппаратуры, который продиктован стоящей задачей и особенностями соединения определенных материалов. Для смены полярности достаточно просто «перекинуть» клеммы. После этого направление движения тока поменяется и, соответственно, изменятся физические процессы сваривания.

Существует только два варианта полярности, которые настраиваются перед работой:

• Прямая. Выбирается в случаях, когда необходимо соединить два толстые детали, а швы должны быть глубокими. Заготовки в этом случае подключаются к положительной клемме, а электрод – к минусовой. Подключение прямой полярностью приводит к тому, что в процессе работы образуются катодные и анодные пятна. Более горячее из них – анодное – возникает на заготовке: именно к ней подключена плюсовая клемма. Из-за этого металл прогревается (а, следовательно, и плавится) на большую глубину. Это дает возможность работать с алюминиевыми, чугунными и другими деталями из сложных сплавов.
• Обратная. В этом случае наоборот: электрод подключается к плюсовой клемме, а заготовка – к минусовой. Анодное более горячее пятно может образоваться только на расходнике. Данный вариант подключения хорош тем, что дает возможность работать с тонкостенными и легкоплавными металлами.

В зависимости от поставленных целей и материалов сварщик выбирает на инверторе тот или иной вариант полярности. Молодые специалисты, которые не изучали теоретическую часть, нередко испытывают проблемы при работе с металлами малой или большой толщины. Поэтому очень важно внимательно изучить техническую документацию, которая идет в комплекте с инвертором. И только после этого можно приступать к практической части.

Что такое прямая и обратная полярность: техусловия выбора

Основой для взвешенного выбора типа полярности служат технические условия, которых необходимо придерживаться во время сварки. Благодаря конкретному типу подключения более высокий температурный режим находится на заготовке или же на самом электроде. На окончательное решение влияют несколько важных факторов.

Толщина заготовки

Прямое подключение лучше всего подходит для работы с заготовками малой и большой толщины. В этом случае заготовка разогревается лучше по сравнению с электродом, что дает возможность получить более глубокий шов. Этот режим отлично подходит и для резки металла. Для тонких листов лучше выбрать обратную полярность. Тогда основное тепло сосредотачивается на электроде и перегрев заготовки удается предотвратить.

Тип металла

Изменение расположения теплового пятна позволяет выбрать наиболее подходящий режим работы под конкретную деталь. К примеру, нержавеющую сталь или чугун достаточно легко перегреть. В этом случае лучше подходит подключение с обратной полярностью, что дает возможность сформировать прочный и надежный шов. А вот алюминиевые сплавы нужно варить с прямой полярностью. В таком случае удается быстрее преодолеть окислительную пленку.

Тип расходных материалов

Условия зависят от типа флюса расходного материала. Для угольных электродов не подходит обратная полярность. При таком раскладе флюс будет перегрет и стержень станет непригодным для дальнейшего использования. Бывают случаи, когда материал флюса и заготовки выдвигают взаимоисключающие требования. Сварщику приходится проявлять максимум изобретательности, чтобы найти оптимальное смещение силы тока и выбрать подходящий рабочий цикл.

Читайте также: Сварка инвертором для начинающих

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

Сварка обратной полярностью

Метод применяется в обязательном порядке, если приходится работать с тонкими металлическими листами. Существует вероятность испортить заготовку: ее реально расплавить в месте соединения. Избежать такого результата можно, используя такие методы:

• Уменьшение силы рабочего тока, что приводит к снижению температуры заготовки.
• Формирование прерывистого сварочного шва. Сперва делается несколько прихватов по длине шва, которые впоследствии соединяются в одно целое. Схема может претерпевать изменения в зависимости от конкретных условий работы. Способ прерывистого шва дает возможность исключить деформацию рабочей поверхности. Особенно эффективен прием для швов длиной более 20 см.
• Сваривание особо тонких заготовок прерывающейся сварочной дугой. Электрод уводится из рабочей зоны и, когда дуга прервалась, тотчас возвращается на место. Процесс получается практически непрерывным.
• При сварке двух заготовок внахлест важно как можно плотнее прижать их одна к другой. даже минимальная воздушная прослойка может привести к прожиганию верхней части конструкции. Для более плотного прижима можно использовать струбцины или тяжелый груз.
• Точно так же сваривание встык требует минимального зазора. Идеально, если его не буде вообще.
• Тонкие заготовки с неровными краями соединяют с использованием подложки. Ее задача состоит в том, чтобы отвести избыточное тепло. Для этих целей лучше всего подходят толстые листы стали или меди.

Новичкам начинать практиковаться лучше с обратной полярностью. Это дает возможность уловить тонкости процесса и в дальнейшем не допускать прожогов или других дефектов.

что это такое и как определить

Многие автолюбители, приобретая новую аккумуляторную батарею, обращают внимание только на ее рабочие параметры – напряжение, емкость, и размеры, забывая при этом о полярности. Сразу отметим, что этот термин у АКБ не относится к физике, а является исключительно конструктивным понятием. В результате, игнорирование полярности приводит к тому, что батарею просто не удается подключить к сети потому, что провода с клеммами не достают к выводам аккумулятора.

Что значит прямая или обратная полярность аккумулятора

Понятие «полярность» определяет положение клеммных выводов аккумуляторной батареи. Самыми распространенными являются два ее вида – прямая и обратная. Далее разберемся, что такое прямая и обратная полярность аккумулятора, как ее определить, и также некоторые полезные советы.

• Аккумуляторы с прямой полярностью – еще разработка советских инженеров, отсюда и второе ее название. Применяется она на батареях, производимых на постсоветском пространстве. Ее особенность заключается в том, что «плюсовой» вывод установлен слева, а «минусовой» — справа на верхней крышке корпуса АКБ.
• Обратная полярность – противоположность прямой. Ее используют в европейских странах, поэтому на иномарках применяется именно она. У такой полярности «плюс» расположен справа, а «минусовой» вывод – слева.

Сразу отметим, что и не на всех европейских машинах устанавливаются АКБ с обратной полярностью. Некоторые модели, которые собираются в СНГ, могут комплектоваться аккумуляторами с прямой полярность. А вот на отечественных машинах, даже на самых последних моделях, используются батареи с прямой полярностью.

Теперь о том, почему так важно знать, какая полярность АКБ нужна. Здесь все просто – провода для подключения к батарее имеют ограниченную длину, поэтому установка аккумулятора с неподходящей полярностью приведет к тому, что его просто невозможно будет подключить к бортовой сети, поскольку клеммы не будут доставать до выводов.

Как определить прямая или обратная?

Распознать, какая полярность у аккумулятора совсем несложно. Достаточно повернуть его «лицом» к себе, то есть, чтобы боковая наклейка была обращена в вашу сторону, а сами выводы располагались с ближней стороны. После этого просто смотрим, как расположены выводы: если «плюс» — слева, то прямая полярность, правое же его положение указывает на обратную.

Но перед приобретением новой батареи важно учитывать не только полярность, но и само ее расположение в посадочном месте на авто. Ведь достаточно повернуть батарею на 180 град, чтобы поменять полярность аккумулятора, вот только выводы в таком случае будут с дальней стороны. А это уже может создать проблемы с подключением АКБ к бортовой сети, из-за того, что проводов будет нахватать или же что-то помешает накинуть и закрепить клеммы.

Видео о прямой и обратной полярности аккумулятора

Что делать если перепутал полярность?

Бывает так, что батарея уже приобретена, но полярность ее не подходит, а возможности заменить на аккумулятор с нужным положением выводов нет. И все же ее можно подключить к сети авто.

Но для этого АКБ следует разместить так, чтобы «плюсовой» вывод располагался как можно ближе соответствующей клемме проводки (развернуть аккумулятор, немного сместить его в сторону). Важно сделать так, чтобы получилось подключить клемму к выводу батареи и закрепить ее.

Естественно, «минусовой» провод при этом доставать до вывода не будет, да это и не нужно. Далее берем длинный отрезок провода с хорошим сечением (можно использовать часть провода для «прикуривания»). Откручиваем «родной» массовый провод от кузова авто и заменяем его подготовленным отрезком. Закрепляем на конце клемму для подключения к АКБ и накидываем ее на вывод. Таким способом можно подключить к бортовой сети батарею с любой полярностью.

Похожие публикации

Прямая и обратная полярность аккумулятора

Одним из источников питания электроэнергией бортовой сети автомобиля является аккумулятор (он же просто батарея или АКБ). Работа этого элемента основана на химических реакциях, но водителю не обязательно знать все нюансы в его конструкции и принципы функционирования, тем более, что конструкция батареи такова, что или требует минимального вмешательства, либо вообще его не требует.

Для большинства автовладельцев – это всего лишь пластиковая герметичная коробка с ручкой (корпус батареи), с двумя выводами на верхней крышке к которым подключается «плюсовой» и «минусовой» провода. В ряде моделей могут дополнительно иметься пробки, для проведения обслуживания аккумулятора, а также сигнальное окошко, по которому можно узнать, что требуется вмешательства (долить воды или зарядить аккумулятор).

Всё, что остается водителю -это правильно подключить провода с клеммами к выводам батареи и все. Но часто возникает достаточно интересная проблема – на старом АКБ провода запросто доходили до выводов и накидывание клемм не составляло труда. А после приобретения новой батареи оказывается, что у нее «плюс» и «минус» поменяны местами и проводка не достают до своих выводов.

Все дело оказывается в таком термине, как полярность. Но в отличие от физических понятий полярности в аккумуляторе все значительно проще. Этот термин в аккумуляторе определяет расположение токовыводящих элементов (тех самых выводов, к которым подключаются провода бортовой сети) на крышке корпуса.

Видео: Определение полярности автомобильного аккумулятора

Прямая и обратная полярность аккумулятора

data-full-width-responsive=»true»>

И при подборе нового аккумулятора важно правильно выбрать его полярность, чтобы подключение к бортовой сети авто не создало проблем. Самыми распространенными являются два типа полярности:

1. Прямая;
2. Обратная.

У них дополнительно есть еще ряд обозначений, которые будут упомянуты ниже.

Вообще определить, какая полярность у АКБ – очень просто. Но не зная, какая батарея нужна для вашего авто, определение полярности не поможет. Поэтому очень важно перед поездкой на рынок за новым аккумулятором просмотреть расположение проводов с клеммами на автомобиль.

Теперь о самом термине и как его определять. Прямая полярность используется на всех ВАЗах, поскольку АКБ с таким расположением выводов – разработка еще советских конструкторов, поэтому этот тип выводов часто еще называется «российским». Дополнительно в такую полярность еще обозначают цифрой «1». У аккумуляторов с таким типом полярности «плюсовой» вывод располагается слева, а «минусовой» — справа.

Обратная полярность – полная противоположность прямой, то есть, выводы у них поменяны местами («плюсовой» — справа, «минусовой» — слева). Используется такой тип на многих зарубежных авто, но не всех. Поэтому эту полярность еще называют «европейской», также она еще обозначается цифрой «0».

Существуют еще несколько видов полярности, но они особого распространения не получили. К примеру в США используется их собственная полярность – «американская», которая отличается тем, что выводы у них установлены не на верхней крышке корпуса, а на боковой поверхности.

Как определить полярность аккумулятора и чем грозит спутывание полярности

Рассмотрим, как же определить, какой тип полярности имеет аккумуляторная батарея. И здесь все просто, нужно всего лишь повернуть батарею «лицом» к себе. Ориентироваться можно по этикетке на боковой поверхности, поскольку она клеится на лицевой части, или по самим выводам. Батарею нужно повернуть так, чтобы они располагались с ближней стороны, то есть, повернута к вам. А после этого и нужно смотреть, с какой стороны расположены выводы. Если «плюсовой» — слева, то это прямая полярность, если справа – обратная.

А теперь о том, чем грозит неправильный выбор по полярности, и какие проблемы это может создать. Полярность указывается неспроста. Дело в том, что у каждого автомобиля имеется специальное посадочное место для АКБ, где он и закрепляется. При этом провода с бортовой сети подводятся каждый со своей стороны и длина их – определенная. Все это направлено на то, чтобы случайно не перепутать их перед подключением. Но неправильно подключить АКБ все же возможно из-за все той же полярности. Для примера, на ВАЗ установлена батарея прямой полярности, а владелец при покупке нового не обратил внимание и купил «европейский» аккумулятор. При попытках установить его на авто, «плюс» оказывается с другой стороны, поэтому и получатся «переплюсовка», которая может нанести значительный вред.

Неправильное подключение приводит к перегоранию электронных приборов бортовой сети авто и может стать причиной пожара. Интересно, что не все электроприборы сгорят, поскольку ряд из них особо не восприимчивы к изменению полюсов. К примеру, обычной лампе накаливания разницы нет, как сделано подключение, она гореть будет. Что касается электродвигателей, то при смене полюсов они всего лишь начинают крутить в другую сторону. А вот электронные приборы сгорят, поскольку для них «переплюсовка» недопустима.

Сразу скажем, что производители аккумуляторов тоже принимают участие в том, чтобы предотвратить возможное неправильное подключение. И делают они это путем использования разных по размеру выводов. Диаметр «плюсового» вывода больше, чем «минусового». Клеммы, которые подсоединяются к проводам, тоже отличаются по размерам отверстий. Поэтому надеть и закрепить, к примеру, «минусовую» клемму на «плюсовой» вывод не получиться (если не воспользоваться молотком). Дополнительно производители наносят на корпус тиснения, указывающие, какой это вывод.

Ещё кое-что полезное для Вас:

Видео: Какой аккумулятор подходит на Приору.

Что можно предпринять?

Несмотря на все предусмотрительности, проблемы с установкой АКБ из-за его полярности все же возникают достаточно часто. Чтобы их избежать, необходимо не только определить полярность батареи, но еще и посмотреть, как она расположена в посадочном месте. И это очень важно.

Все потому, что достаточно развернуть аккумулятор на 180 градусов, чтобы получить правильное положение выводов на АКБ. К примеру, на автомобиле используется батарея прямой полярности и установлена она «лицом», если смотреть на нее (этикеткой вперед). Если же взять «обратный» аккумулятор и развернуть его на 180 градусов, то выводы окажутся как надо, но при этом АКБ будет обращена тыльной стороной. А поскольку провода имеют определенную длину, то они могут просто не доставать до выводов или им что-то будет мешать.

Напоследок рассмотрим, что же предпринять, если в наличии имеется аккумулятор с неподходящей полярностью, а достать другой не представляется возможным. Здесь важно постараться расположить батарею так, чтобы «плюсовой» провод доставал до своего вывода на аккумуляторе и его можно было закрепить. Для этого можно разворачивать батарею, постараться ее сместить в сторону и т. д.

А вот с «минусовым» проводом разобраться будет значительно легче. Ведь он является массой и подключен к кузову авто. Поэтому его запросто можно нарастить. То есть, берем отрезок провода большого сечения (больше – лучше) необходимой длины. Откручиваем «родной» провод, а на его место закрепляем подготовленный. Затем перекидываем клемму и подключаем его к АКБ.

А вот «плюсовой» провод нарастить или заменить не получится поэтому и важно сделать все, чтобы подключить его к батарее «как есть», без внесения доработок, тем более, что сделать это практически нереально. Ведь обычная скрутка для наращивания длины является небезопасной.

Разница между прямым и обратным смещением по сравнительной таблице

Одно из основных различий между прямым и обратным смещением состоит в том, что при прямом смещении положительная клемма батареи подключается к полупроводниковому материалу p-типа , а отрицательная клемма подключается к n- Тип полупроводниковый материал . Тогда как при обратном смещении материал n-типа подключается к положительной клемме источника питания, а материал p-типа подключается к отрицательной клемме батареи.Прямое и обратное смещение различаются ниже в сравнительной таблице.

Смещение означает, что к полупроводниковому устройству подключено электрическое питание или разность потенциалов. Разность потенциалов бывает двух типов: прямое смещение и обратное смещение.

Прямое смещение снижает потенциальный барьер диода и обеспечивает легкий путь для прохождения тока. В то время как в обратное смещение разность потенциалов увеличивает силу барьера, который не позволяет носителю заряда перемещаться через переход.Обратное смещение обеспечивает высокий резистивный путь для прохождения тока, и, следовательно, ток не течет через цепь.

Содержание: прямое смещение по сравнению с обратным смещением

1. Сравнительная таблица
2. Определение
3. Ключевые отличия

Сравнительная таблица

Основа для сравнения	Прямое смещение	Обратное смещение
Определение	Внешнее напряжение, которое прикладывается к PN-диоду для уменьшения потенциального барьера и образует легкий ток через него, называется прямым смещением.	Внешнее напряжение, которое прикладывается к PN-переходу для усиления потенциального барьера и предотвращения прохождения тока через него, называется обратным смещением.
Символ
Подключение	Положительная клемма батареи подключена к полупроводнику P-типа устройства, а отрицательная клемма подключена к полупроводнику N-типа	Отрицательная клемма батареи подключена к P-области, а положительная клемма батареи подключена к полупроводнику N-типа.
Барьерный потенциал	Снижает	Усиление
Напряжение	Напряжение на аноде больше, чем на катоде.	Напряжение на катоде больше, чем на аноде.
Прямой ток	Большой	Маленький
Слой истощения	Тонкий	Толстый
Сопротивление	Низкое	Высокое
Текущий поток	Разрешает	Предотвращает
Величина тока	Зависит от прямого напряжения.	Ноль
Эксплуатация	Проводник	Изолятор

Определение прямого смещения

При прямом смещении внешнее напряжение подается на диод PN-перехода. Это напряжение устраняет потенциальный барьер и обеспечивает путь с низким сопротивлением для прохождения тока. Прямое смещение означает, что положительная область подключена к p-клемме источника питания, а отрицательная область подключена к n-типу устройства.

Напряжение потенциального барьера очень мало (около 0,7 В для кремния и 0,3 В для германиевого перехода), поэтому для полного устранения барьера требуется очень небольшое напряжение. Полное устранение барьера составляет путь с низким сопротивлением для прохождения тока. Таким образом, через переход начинает течь ток. Этот ток называется прямым током.

Определение обратного смещения

При обратном смещении отрицательная область подключена к положительной клемме батареи, а положительная область подключена к отрицательной клемме.Обратный потенциал увеличивает силу потенциального барьера. Потенциальный барьер препятствует потоку носителей заряда через переход. Он создает путь с высоким сопротивлением, в котором ток не течет через цепь.

Ключевые различия между прямым и обратным смещением

1. Прямое смещение снижает силу потенциального барьера, из-за чего ток легко проходит через переход, тогда как обратное смещение усиливает потенциальный барьер и препятствует потоку носителей заряда.
2. При прямом смещении положительный полюс батареи подключается к p-области, а отрицательный вывод подключается к материалу n-типа, в то время как при обратном смещении положительный вывод источника питания подключается к материалу n-типа, а отрицательный клемма подключается к материалу p-типа устройства.
3. Прямое смещение создает электрическое поле поперек потенциала, которое снижает силу потенциального барьера, тогда как обратное смещение увеличивает силу потенциального барьера.
   • Примечание. Потенциальный барьер — это слой между диодом с PN-переходом, который ограничивает движение электронов через переход.
4. При прямом смещении напряжение на аноде больше, чем на катоде, тогда как при обратном смещении напряжение на катоде больше, чем на аноде.
5. Прямое смещение имеет большой прямой ток, а обратное смещение имеет очень маленький прямой ток.
   • Примечание. Ток в диоде, когда он течет в прямом направлении, называется прямым током.
6. Слой обеднения диода очень тонкий при прямом смещении и толстый при обратном смещении.
   • Примечание. Слой обеднения — это область вокруг перехода, в которой свободные носители заряда истощены.
7. Прямое смещение уменьшает сопротивление диода, тогда как обратное смещение увеличивает сопротивление диода.
8. При прямом смещении ток легко течет по цепи, тогда как обратное смещение не позволяет току проходить через нее.
9. При прямом смещении величина тока зависит от прямого напряжения, тогда как при обратном смещении величина тока очень мала или незначительна.
10. При прямом смещении устройство работает как проводник, тогда как при обратном смещении устройство действует как изолятор.

Прямое напряжение кремниевого диода составляет 0,7 В, а прямое напряжение германия составляет 0,3 В.

.

AN013 — Защита от обратной полярности

AN013 — Защита от обратной полярности

Elliott Sound Products

АН-013

Род Эллиотт (ESP)

---

Прил. Индекс банкнот
Основной указатель

---

Обзор защиты от обратной полярности

Большинство электронных схем будут серьезно раздражены, если питание будет подключено с обратной полярностью.Об этом часто свидетельствует немедленная потеря «волшебного дыма», от которого зависят все электронные компоненты. Если серьезно, то часто возникает непоправимый ущерб, особенно при напряжении питания 5 В и более. Традиционная схема защиты от обратной полярности состоит из диода, подключенного последовательно к входящему источнику питания или параллельно с предохранителем или другим защитным устройством, которое может перегореть.

Последовательный диод снижает напряжение в цепи, на которую подается питание. Если он работает от батарей, снижение напряжения может легко означать, что значительная часть емкости батареи недоступна для схемы.0,7 В — это немного, но это настоящая проблема, если в схеме используется напряжение не менее 5 В, а 4 элемента по 1,5 В обеспечивают только номинальное напряжение 6 В. Последовательный диод также может рассеивать много ватт в цепи, потребляющей большой ток — постоянно или периодически.

Параллельный диод должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать полный ток короткого замыкания от источника до срабатывания предохранителя. Обычно это означает очень большой и дорогой диод. Можно использовать и меньший, но в «жертвенном» режиме.Это означает, что он, скорее всего, выйдет из строя (отказ диода всегда связан с коротким замыканием), но он должен быть достаточно надежным, чтобы гарантировать, что он не станет разрывом цепи во время периода отказа из-за соединения или плавкого предохранителя проводов.

Также можно использовать реле, преимущество которого заключается в практически нулевом падении напряжения на контактах. Однако катушки реле потребляют значительный ток, который легко может превышать ток, потребляемый защищаемой схемой. Если источником питания является большая батарея с возможностью подзарядки по требованию, это не проблема, кроме небольшой стоимости эксплуатации реле.Однако во многих случаях это не жизнеспособный вариант.

Альтернативой является использование полевого МОП-транзистора. Во многих случаях речь идет только о MOSFET, без каких-либо других деталей. Это работает, если напряжение питания ниже максимального напряжения затвор-исток, но требуются дополнительные детали с напряжением более 12 В или около того. Преимущество полевого МОП-транзистора заключается в том, что падение напряжения исчезающе мало, если выбрано правильное устройство.

Часто можно использовать BJT (биполярный транзистор) также для защиты от обратной полярности, но они не работают так же хорошо, как полевые МОП-транзисторы и имеют несколько присущих им недостатков, которые делают их гораздо менее подходящими.Для начала на базу должен подаваться ток, чтобы транзистор включился, а это пустая трата энергии. BJT не может включаться так же сильно, как MOSFET, поэтому падение напряжения на транзисторе больше. Хотя он обычно превосходит диод (даже Шоттки), реального преимущества нет, потому что MOSFET — гораздо лучший вариант.

На следующих чертежах есть раздел, помеченный просто как «Электроника». На нем изображены электролитический конденсатор и операционный усилитель, но это может быть что угодно: от простой аудиосхемы до логических вентилей и т. Д.) или микропроцессор. Потребляемый ток может составлять от нескольких миллиампер до многих ампер, и вам нужно выбрать схему, которая лучше всего подходит для вашего приложения. Это не руководство по дизайну, а скорее собрание идей, которые можно расширять и адаптировать по мере необходимости.

---

Диодная защита

Диод серии А — самый простой и дешевый вид защиты. В схемах низкого напряжения диод Шоттки означает, что падение напряжения снижается с типичных 0,7 В до примерно 200 мВ или около того.Тем не менее, это очень сильно зависит от тока, и при максимальном номинальном токе падение напряжения может превышать 1 В для стандартного кремниевого диода или около 500 мВ для типов Шоттки. Требуется только диод — никаких других деталей не требуется, так что это самый простой и дешевый вариант.

Рисунок 1 — Диодная защита, последовательная (слева), параллельная (справа)

В то время как последовательный диод очень легко реализовать, как отмечалось выше, минимальная потеря напряжения составляет 650 мВ или около того при низком токе, возрастающая с увеличением тока нагрузки.С диодом на 1 А потеря напряжения будет близка к 900 мВ при 1 А, что почти соответствует снижению напряжения питания. Если схема питается от батарей, это представляет собой серьезную потерю емкости, потому что около 900 мВт доступной мощности тратится впустую без уважительной причины. Если у вас достаточно запасной мощности или при высоком напряжении (25 В и более) потери в диоде незначительны.

Диод Шоттки лучше, но они обычно дороже и недоступны для высоких напряжений. Для диода Шоттки 1 А вы можете ожидать потери около 400 мВ при 1 А.Диоды Шоттки имеют прямое напряжение от 150 мВ до 450 мВ, в зависимости от производственного процесса, номинального тока и фактического тока. Максимальное обратное напряжение составляет около 50 В, но обратная утечка выше, чем у стандартных кремниевых диодов. Это может вызвать проблемы с чувствительными устройствами, но обычно это не так. В скобках указано (более или менее) типичное напряжение на диоде Шоттки. Последовательному диоду может помочь параллельный диод на стороне оборудования, если утечка диода может вызвать проблемы.Это редко требуется или используется на практике.

С параллельным диодом (иногда называемым защитой «ломом») он должен быть рассчитан на более высокий ток, чем может обеспечить источник. Если источником напряжения являются батареи (любая химия), они могут выдавать чрезвычайно высокий ток, поэтому необходимы некоторые средства для отключения цепи — желательно до того, как диод перегреется и выйдет из строя. Хотя диоды выходят из строя в 99% случаев, это не то, на что стоит полагаться для защиты дорогой электроники.Некоторые источники питания могут возражать против короткого замыкания на выходе, могут ограничивать ток или выходить из строя.

Плавкий предохранитель — это самый простой и дешевый способ отключения питания, если он подключен в обратном направлении, и предохранитель должен быть рассчитан на максимальный ток, ожидаемый схемой. В этой схеме нет потери напряжения на диоде, но — это , небольшая потеря напряжения на предохранителе. Это падение напряжения обычно незначительно. Естественно, если питание будет подключено в обратном направлении, предохранитель (должен) перегореть, а диод может выжить, а может и не выжить.Это означает, что система должна быть проверена и при необходимости отремонтирована, если в любое время будет отключено питание, включая замену предохранителя и / или диода. Возможно, вы сможете использовать термисторный переключатель PolySwitch с положительным температурным коэффициентом (PTC) — это зависит от многих факторов, которые необходимо изучить в первую очередь.

---

Релейная защита

Хотя поначалу это может показаться глупой идеей, реле — отличный способ обеспечить защиту от обратной полярности. Это при условии, что источник напряжения может питать реле без снижения его емкости.В оборудовании с батарейным питанием это обычно не вариант, но он может быть полезен для оборудования в легковых или грузовых автомобилях, где аккумулятор имеет большую емкость и постоянно заряжается при работающем двигателе. Реле не следует использовать для любого оборудования, которое постоянно подключено, так как оно со временем разрядит аккумулятор.

Как видно ниже, катушка реле может получать ток только при правильной полярности. При положительном (положительном) входе D1 смещен в прямом направлении, а на катушку поступает около 11.3 В, чего более чем достаточно для втягивания. Когда N.O. (нормально разомкнутые) контакты замыкаются, на электронику подается питание. При изменении полярности в катушке не протекает ток, и электроника полностью изолирована от источника питания, поскольку реле не может активироваться.

Рисунок 2 — Релейная защита

Преимущество реле в том, что оно может выдерживать чрезвычайно высокий ток практически без падения напряжения на контактах. Реле прочны и могут работать много-много лет без какого-либо вмешательства.Им не нужен радиатор (независимо от потребляемого тока), и они доступны в бесчисленных конфигурациях и практически для любых известных требований. Автомобильные реле также уже прошли все необходимые обязательные испытания, поэтому они могут снизить стоимость испытаний на соответствие, если это требуется.

Присущая реле жесткость является огромным преимуществом в автомобильной промышленности, где события «сброса нагрузки» являются обычным явлением. Это происходит, когда большая нагрузка отключается от электрической системы, и генератор не может выполнить исправление достаточно быстро, чтобы предотвратить перенапряжение.Есть и другие причины, и все автомобильное оборудование должно быть спроектировано таким образом, чтобы без сбоев выдерживать значительные перенапряжения. Реле легко справятся с этим.

Реле доступны с множеством различных напряжений катушки (например, 5, 12, 24, 36, 48 В), и существуют модели для любых мыслимых требований по току контакта. Если входное напряжение слишком велико для катушки, можно использовать резистор, чтобы снизить напряжение до безопасного значения. Также может быть включена схема «эффективности» (последовательный резистор с параллельным электролитическим конденсатором), которая подает на реле более высокое, чем обычно, напряжение, чтобы втянуть его, а затем снижает ток при зарядке крышки до значения, немного превышающего номинальное. гарантированный ток удержания (определяется резистором).Удерживающий ток может составлять всего 1/3 номинального тока катушки, а иногда и меньше.

---

Защита MOSFET МОП-транзисторы

обладают очень желанной особенностью. Все они имеют обратный диод, который определяет полярность напряжения, но когда полевой МОП-транзистор включен, он одинаково проводит в любом направлении. Таким образом, когда диод смещен в прямом направлении и полевой МОП-транзистор включен, напряжение на полевом МОП-транзисторе определяется R DS на (сопротивление сток-исток «включено») и током, а не — прямым напряжением диод.Это полезное свойство сделало полевые МОП-транзисторы предпочтительным устройством для схем защиты от обратной полярности.

Однако вы должны учитывать тот факт, что для полевых МОП-транзисторов требуется некоторое напряжение между затвором и истоком, а в цепи с очень низким напряжением (менее 5 В) может не хватить напряжения для включения полевого МОП-транзистора. МОП-транзисторы логического уровня могут включаться при более низком напряжении, чем стандартные типы, но они также более ограничены с точки зрения R DS на , и доступно меньше устройств, особенно типов с P-каналом.

На чертеже показаны резистор и стабилитрон. Они обеспечивают защиту затвора полевого МОП-транзистора, если существует вероятность или того, что максимальное напряжение затвор-исток может быть превышено. Их можно опустить, но, как правило, это неразумно. Если кратковременный выброс превысит напряжение пробоя затвора (обычно около ± 20 В), полевой МОП-транзистор будет поврежден и почти наверняка будет проводить в обоих направлениях. Это полностью отменяет схему защиты. !

Для оборудования, которое питается от батарей, маловероятно, что произойдет «разрушительное событие», но затвор полевого МОП-транзистора может быть поврежден при некоторых обстоятельствах.Это кажется маловероятным, но высокое обратное напряжение (например, статическое) может вызвать поломку, если защита не используется. Некоторые полевые МОП-транзисторы имеют встроенный стабилитрон затвора, поэтому резистор необходим для предотвращения разрушающего тока с напряжениями, превышающими напряжение стабилитрона.

Рисунок 3 — Защита MOSFET — N-канал (слева), P-канал (справа)

Вы можете использовать устройства с N-каналом или P-каналом, в зависимости от полярности цепи и от того, можете ли вы прервать соединение земли / заземления, не вызывая неправильного поведения цепи.В автомобильной среде шасси является отрицательным источником питания, и его трудно или невозможно отключить. Это означает, что схема защиты должна быть на положительной шине питания, что немного менее удобно, поскольку обычно требует P-Channel MOSFET. Обычно они имеют меньшую мощность и ток, чем их N-канальные аналоги. Вы по-прежнему можете использовать устройство с N-каналом, но это более утомительно и требует дополнительных схем (показано ниже).

Если вы используете полевой МОП-транзистор с P-каналом, не будет прерывания заземления (отрицательного) соединения.Это особенно полезно для автомобильной электроники. Однако есть некоторые ограничения, о которых вы должны знать. Наиболее важным (и наиболее вероятным источником проблем) является требуемое напряжение затвор-исток. Это не проблема для автомобильных приложений, потому что доступно 12 В, но это проблема для более низких напряжений.

MOSFET с P-каналом логического уровня (5 В), безусловно, доступны, но, как уже отмечалось, они очень ограничены по сравнению с типами с N-каналом. Они также обычно более дороги для эквивалентных номинальных значений тока, и многие из них доступны только в корпусах для поверхностного монтажа (SMD).Это ограничивает их полезность в цепях с низким напряжением и высоким током, где невозможно или нецелесообразно отключать отрицательную шину (что позволяет использовать устройства с N-каналом).

Если в противном случае напряжение слишком низкое для включения полевого МОП-транзистора, существует возможность использования схемы накачки заряда для смещения устройства с N-каналом. Это добавляет сложности и стоимости, но является приемлемым вариантом, когда другие методы по какой-либо причине не подходят. Зарядный насос используется для генерации напряжения, превышающего входящее напряжение (обычно примерно на 10–12 В или около того), и это напряжение включает полевой МОП-транзистор.Общая идея показана ниже, но подробности о зарядовом насосе не приводятся — это «концептуальная» схема, а не полное решение. Показанные защитные диоды могут понадобиться, а могут и не потребоваться, в зависимости от схемы.

Рисунок 4 — N-канальный полевой МОП-транзистор с нагнетательным насосом

Существует много различных способов создания зарядового насоса, и схема выходит за рамки данной статьи. Однако он должен быть устроен так, чтобы сама зарядовая накачка не могла иметь обратной полярности.При подаче питания правильной полярности собственный диод в Q1 проводит и подает питание на накачку заряда и остальную цепь. В течение нескольких миллисекунд зарядный насос генерирует напряжение, достаточное для включения Q1, и МОП-транзистор включается и обходит свой собственный диод. Потеря напряжения определяется исключительно сопротивлением включенного МОП-транзистора и током, потребляемым схемой. Герметичный преобразователь постоянного тока в постоянный (с плавающим выходом) может заменить зарядный насос, если это необходимо.

---

Транзистор биполярный

Использование BJT подходит для слаботочных нагрузок, но там, где напряжение может быть слишком низким для MOSFET из-за недостаточного напряжения затвора для его правильного включения. В приведенных ниже примерах падение напряжения на транзисторе составляет примерно 125–150 мВ при токе нагрузки 40 мА. Падение напряжения намного меньше при меньших токах. R1 следует выбирать так, чтобы обеспечить достаточный базовый ток для насыщения транзистора. Обычно это означает, что вам необходимо обеспечить по крайней мере в три и до пяти раз больший базовый ток, чем вы рассчитали бы по бета-версии транзистора.

Например, транзистору с коэффициентом усиления (бета или h FE ) 100 требуется 400 мкА для тока нагрузки 40 мА, но вы должны подавать не менее 5 мА, иначе падение напряжения на транзисторе будет чрезмерным. На чертеже предполагается, что транзистор имеет усиление не менее 65 (из таблицы), а резистор 2,2 кОм обеспечивает базовый ток около 2 мА — это сохраняет потери ниже 50 мВ при 40 мА. Невозможно ожидать гораздо лучшего, чем это, если бы базовый ток не стал чрезмерным.В показанных схемах транзистор рассеивает менее 10 мВт. Вы можете использовать небольшой сигнальный транзистор (например, BC549 или BC559) для слаботочных нагрузок.

Рисунок 5 — Транзистор PNP (слева), NPN (справа)

Существует внутреннее ограничение с использованием BJT, и это напряжение обратного пробоя эмиттер-база. В большинстве случаев напряжение пробоя составляет около 5 В, хотя для некоторых примеров оно может быть больше. Это означает, что входное напряжение выше 5 В, вероятно, неразумно, поскольку переход эмиттер-база будет иметь обратное смещение.Это вызывает ухудшение характеристик транзистора и может передать обратное напряжение электронике. Полный пробой может передать полное обратное напряжение на электронику, что приведет к выходу из строя. Эта проблема, похоже, не была обнаружена в большинстве схем, которые я видел.

Транзистор NPN предположительно лучше, потому что они обычно имеют более высокое усиление и, следовательно, более низкие потери из-за более высокого сопротивления, используемого для питания базы. На практике разница в лучшем случае будет незначительной.Как и N-канальный MOSFET, NPN-транзисторы должны использоваться в отрицательном выводе и требуют, чтобы отрицательный вход и шасси могли быть изолированы. Возникает та же проблема обратного пробоя перехода эмиттер-база.

---

Заключение

Как всегда в электронике, каждая из этих схем имеет свои преимущества и недостатки. Вам необходимо выбрать вариант, наиболее подходящий для вашего приложения, исходя из требуемого тока, доступного напряжения и допустимого падения напряжения.В коммерческих продуктах стоимость может быть решающим фактором, часто за счет повышения производительности.

В некоторых случаях продукту может потребоваться выжить при воздействии импульса высокой энергии в рамках процесса испытаний и / или сертификации. Этого может быть трудно достичь с помощью некоторых из обязательных испытаний импульсами высокой энергии, используемых различными агентствами по всему миру, и это также то, что всегда следует учитывать в автомобильных приложениях, где пики « сброса нагрузки » могут вызвать всплески высокого напряжения на всем протяжении автомобиля. электрическая система.Следовательно, информация здесь будет не более чем отправной точкой для некоторых приложений. Тщательное тестирование необходимо для любого продукта, предназначенного для агрессивной среды.

Вы также должны учитывать вероятность (или иначе) приложения обратного напряжения. Во многих случаях это может произойти только тогда, когда продукт собран, и если это будет сделано таким образом, чтобы почти полностью исключить ошибки, обратная полярность никогда не возникнет. Большинство продуктов не имеют внутренней защиты от полярности, если они питаются от сети.Это связано с тем, что после сборки оборудования нет никакой возможности изменить полярность, кроме как кто-то неопытный, пытающийся его обслужить. Немногие продукты (если таковые имеются) учитывают ошибки, допущенные во время обслуживания.

Если ваша схема может справиться с падением напряжения на диоде и потребляет низкий ток, то, вероятно, достаточно простого блокирующего диода (стандартного или Шоттки). Не думайте, что, поскольку схема MOSFET имеет лучшую производительность, она автоматически становится лучшим выбором.Эта производительность имеет повышенную стоимость и имеет свои особые ограничения. Хорошее проектирование должно минимизировать затраты и сложность и обеспечивать подход, который наилучшим образом соответствует вашим требованиям к проекту.

Наконец, никогда не стоит недооценивать использование реле. Это одни из самых старых известных «электронных» компонентов (на самом деле они электромеханические, но это не относится к делу ). Их прочность и универсальность не имеют себе равных среди других компонентов, и тот факт, что они до сих пор используются сотнями миллионов, свидетельствует об этом.Обратной стороной является их катушечный ток, но он часто имеет второстепенное значение.

---

Ссылки

1. Самое низкое прямое падение напряжения среди настоящих диодов Шоттки, всегда лучший выбор — IXYS
2. Схема защиты от обратного тока / аккумулятора — Texas Instruments
   
3. Автомобильные МОП-транзисторы: Защита от обратного тока батареи — Infineon
   
4. Защита цепи обратного тока — Примечание по применению — Maxim

---

---

Прил.Индекс банкнот
Основной индекс

Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, но не ограничиваясь, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 2017. Воспроизведение или повторная публикация любыми способами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены. в соответствии с международными законами об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только в личных целях, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки.Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Страница создана и © Род Эллиотт, 9 января 2017 г.

.

циклов — прямая и обратная итерация C ++ через контейнер

Переполнение стека

1. Около
2. Товары
3. Для команд

1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
4. Талант Нанимайте технических специалистов и создавайте свой бренд работодателя
5. Реклама Обратитесь к разработчикам и технологам со всего мира
6. О компании

.