Полярность сварочного тока: Обратная и прямая полярность сварки

Содержание

Какой полюс сварочного источника постоянного тока должен. Полярность сварочных электродов. Общий порядок использования инвертора.

Графики, поясняющие процесс сварки постоянным током (б) и переменным (а)


Сварка с использованием сварочных аппаратов, которые работают на постоянном токе, сегодня нашла гораздо большее применение, нежели сварка аппаратами, которые работают на переменном токе. В первую очередь это связано с тем, что особенности сварки постоянным током позволяют существенно уменьшить количество присадочного металла электродов в сварочном шве. Во-вторых, при использовании сварки постоянным током удается добиться существенно уменьшения уровня окалины в сварном шве. Это значит, что соединение, которое получается в результате, обладает повышенной прочностью.
Электроды – одна из основных статей расходов при любых сварочных работах. Сварка постоянным током позволяет достичь существенного уменьшения показателей разбрызгивания электродов, а это значит – сокращение издержки материалов. В целом сварка переменным током позволяет повысить доходность процесса, при этом снизить затраты на изготовление деталей.
Немаловажное преимущество сварки постоянным током – это повышение производительности труда. Работа с постоянным током делает работу сварщика значительно проще, а значит – эффективнее и производительнее.
Сварка постоянным током может быть прямой и обратной полярности. Прямая полярность – это когда ток идет от минуса к плюсу и тепло концентрируется на изделии. Этот тип зачастую используют в механизированной сварке. Сварка постоянным током обратной полярности предполагает концентрацию тепла на торце электрода (то есть, минус – на изделии, а плюс – на электроде).
Стоит заметить, что потребности сварочного шва предполагают использование сварочного выпрямителя. Он может быть разного типа конструкции. Большинство этих выпрямителей используются в промышленности, поэтому они чаще всего работают на трехфазном токе частотой 50-60 Гц.
Сварка постоянным током обратной полярности позволяет увеличить глубину провара на 50%, по сравнению со сваркой постоянным током прямой полярности.
Это объясняется тем, что на аноде и катоде выделяется различное количество теплоты. А вот во время сварки переменным током, глубина провара по сравнению с постоянным током обратной полярности ниже на 20%.
Диаметр электрода при сварке постоянным током зависит от положения сварки, толщины металла, вида соединения и формы кромок под сварку. Если речь идет о сварке встык, то диаметр электрода должен быть равным толщине свариваемого листа. При сварке листов большей толщины используют электроды диаметром от 4 до 6 мм.
Напряжение – величина, которая главным образом определяет ширину шва. А на такой параметр как глубина провара, напряжение не оказывает значительного влияния. Но и это не обязательно. Например, если при увеличении напряжения постепенно увеличивать скорость сварки, то ширина шва будет уменьшаться. В основном сила тока зависит от диаметра электрода, от его рабочей длины, покрытия и положения сварки. Чем выше ток, тем больше производительность, поскольку увеличивается количество наплавляемого металла.

В отличие от традиционной газовой сварки электродуговой способ отличается рядом особенностей. Одной изсамых значимых из них считается температура дуги, способная достигать 5000 ºС, что намного превышает температуру плавления любого из существующих металлов. Этим отчасти объясняется широкое разнообразие методов и технологий данного способа сварки, позволяющих решение с ее помощью самых разных задач и целей применения.

Из-за нестабильной дуги инвертор обычно работает с постоянным током обратной полярности. Покрытие эффективно очищает базовый материал, чтобы обеспечить качественное сварное соединение с высокой механической прочностью. Эти электроды также выдерживают высокие температуры сушки, поэтому ванна не загрязнена водородом. Дуга очень нестабильна из-за потока лонжерона: ванна менее жидкая, наблюдаются частые шорты для падения из-за переноса материала с крупным каплей; Дуга должна быть очень коротка из-за низкой волатильности конверта.

Это характеристики, которые требуют много опыта сварки. Твердый и трудно растворяющийся шлак должен быть полностью удален в случае последующей обработки. Эти электроды подходят для сварки в вынужденном положении, в положениях падения, накладных и т.д. предпочтительно используются обратные поляризованные генераторы постоянного тока. Основные электроды отличаются очень большим входным материалом и поэтому особенно подходят для сварки широких швов. Из-за их гигроскопического эффекта рекомендуется хранить эти электроды в сухом помещении и в хорошо закрытых контейнерах.

В электродуговой сварке возможно использование нескольких типов дуги, электродов с различными свойствами и разных степеней механизации. При этом процесс может вестись электродугой, питаемой токами разного рода (постоянным либо переменным), на прямой и обратной полярности в сварке швов различных пространственных положений. Помимо указанных факторов, для режима сварки имеют большое значение скорость ее проведения, диаметр, тип с маркой электрода и напряжение дуги с силой сварочного электротока. Каждый из этих параметров способен существенно влиять на ход процесса и требует тщательного учета в режиме сварки.

Если это невозможно, электрод следует высушить перед использованием. Пример проектирования приведен ниже. Отдельные элементы имеют следующее значение. Если состав стали легко узнаваем, рутиловые электроды могут использоваться из-за их дружественности к зажиганию, хороших рабочих характеристик при сварке и оптически привлекательного сварочного шва. На практике микроструктурные дефекты могут возникать при сварке марок стали со средним и высоким содержанием углерода. Электродный метод особенно рекомендуется для сварки в очень широких сварных соединениях с электродами с основным покрытием: в этих случаях получается хорошее качество сварки в сочетании с более высокой трещиностойкостью.

В подборе диаметра электрода, кроме толщин обрабатываемых металлов, имеет значение расположение шва в пространстве, а также число слоев сварки. Из различных вариантов пространственных положений предпочтительнее нижнее как самое удобное.

Исходя из выбранного диаметра электрода, учитывая расположение шва, устанавливают силу сварочного электротока. В определении его рода с полярностью, помимо толщины обрабатываемого металла, оказывает влияние его вид с физико-химическими свойствами.

Стальные трубы свариваются электродами с целлюлозным покрытием, поскольку требуется более глубокий обжиг и хорошая обрабатываемость электрода. В любом случае целесообразно использовать предыдущую фаску под углом, достаточным для почти полной установки электрода в зазор сварки. Специальные типы электродов используются для сварки специальных материалов, таких как нержавеющая сталь, алюминий и ее сплавы, а также чугун.

Алюминий и его сплавы свариваются с постоянным током обратной полярности. Для зажигания электрода машина должна быть оснащена относительно высокой динамикой зажигания. Чугун сваривается с обратной полярностью постоянного тока. Поскольку большинство чугунных конструкций и механических элементов получают методом литья, сварочные работы ограничиваются коррекцией дефектов литья и ремонта.

Используются специальные электроды, основной материал должен быть предварительно нагрет перед сваркой.

В ходе сварки постоянным током обратной полярности образуется большой объем тепла на электроде. Поэтому она используется для тонких металлов, помогая избежать их прожогов. Также необходима обратная полярность при сварке инвертором для обработки высоколегированных сталей, чтобы не перегревать их. Во всех остальных случаях обычно применяется переменный ток как более дешевый в сравнении с постоянным.

Чтобы лучше понять применение электрической дуги к сварке, необходимо знать некоторые основополагающие принципы, связанные с электричеством. Как можно видеть на фиг. 7, из точки ток течет к держателю электрода и через него к электроду; К концу электрода электричество прыгает на кусок, образующий электрическую дугу; Электричество продолжает вытекать из основного металла в провод заземления и обратно к машине. Схема устанавливается только тогда, когда дуга включена.

Это «давление», которое индуцирует электрический ток, называется разностью потенциалов, напряжения или напряжения. Напряжение выражается в вольтах и ​​измеряется вольтметром; Некоторые сварочные аппараты имеют вольтметр и регулятор напряжения. Количество воды, которая проходит через трубу, измеряется величиной за единицу времени. Точно так же количество электроэнергии в секунду используется для выражения величины электрического тока. Используемая единица — это «Колумбийская секунда», которая выражается в амперах и измеряется прибором, называемым амперметром.

Сварка током прямой и обратной полярности

Сварка с прямой полярностью означает, что в ее процессе ток подается от сварочного выпрямителя на обрабатываемую заготовку положительным зарядом. При этом клемма «плюс» аппарата соединяется при помощи кабеля с изделием. На электрод, подключенный к клемме «минус», соответственно, подается посредством электрододержателя отрицательный заряд. Анод, являющийся положительным полюсом, обладает температурой выше, чем служащий отрицательным полюсом катод. Поэтому применение электротоков прямой полярности целесообразно в сварке заготовок с толстыми стенками. Также оно оправдано для резки металлических изделий и в других ситуациях, требующих выделения значительного количества тепла, чем и характеризуется данный тип подключения.

Все сварочные аппараты имеют регуляторы, которые позволяют изменять ток или ток электрического тока, необходимого для сварки. Время между положительным или отрицательным изменением направления называется названием цикла или периода. В Перу мы обычно используем переменный ток 220 вольт и 60 циклов. Этот ток транспортируется однофазными электрическими сетями, использующими 2 провода, или управляется трехфазными электрическими сетями, которые используют 3 провода транспорта. Сварочные аппараты могут использовать как однофазный, так и трехфазный ток.

При производстве сварки током обратной полярности необходим противоположный порядок подключения. Отрицательный заряд от минусовой клеммы подается на свариваемую конструкцию, а положительный заряд от плюсовой клеммы направляется на электрод. При данной полярности сварочного электротока, в сравнении с прямым подключением, больший объем теплоты образуется на электродном конце при относительно меньшем нагревании заготовки, что способствует проведению «деликатной» сварки.

На некоторых машинах нет необходимости менять кабели в терминалах, поскольку они имеют ручку или ключ переключения, что позволяет легко менять полярность. В машине переменного тока невозможно провести различие между проводами по их основным и электронным несущим соединениям, поскольку электричество течет через них, чередуя их направление или направление.

Сварщик должен быть знаком с воздействием полярности в процессе сварки. Как правило, электрод, подключенный к положительному полюсу, обеспечивает большее проникновение, а электрод, подключенный к отрицательному, дает более высокую скорость плавления. Однако химические компоненты электродного покрытия могут варьировать эффекты полярности, и поэтому рекомендуется следовать инструкциям производителя, чтобы правильно подключить электрод, либо к положительному, либо отрицательному полюсу.


Ею пользуются при наличии вероятности прожога заготовок. Поэтому сварка электродами обратной полярностью тока целесообразна для работ с нержавеющими и легированными сталями, прочими сплавами, реагирующими на перегревание, а также для соединения тонколистовых металлических конструкций. Не менее эффективно подключение обратной полярности в сварочном процессе с помощью электродуги, газовой защиты и при флюсовой сварке.

При сварке с электродом необходимо всегда использовать правильную полярность для достижения ожидаемых результатов: хорошее проникновение, равномерный внешний вид шнура, отличная стойкость сварного соединения. Когда электрод почищен деталью, напряжение равно нулю и увеличивается по мере увеличения длины дуги, пока — поскольку электрод не заходит слишком далеко — дуга прерывается, и машина возвращается к своему «пустому напряжению»,, Который всегда выше рабочего напряжения.

Ток или сила тока, необходимые для расплавления электрода, и, следовательно, часть, подлежащая сварке, должна возрастать при увеличении диаметра используемого электрода. Регулирование или увеличение силы тока осуществляется сварщиком. Дуговая сварка с электродами с покрытием — это ручной процесс, в котором тепловой источник состоит из электрической дуги, которая срабатывает между электродом с покрытием и свариваемой деталью, вырабатывает тепло, которое вызывает быстрое слияние как основного материала, так и электрода.

Независимо от используемой полярности питающего электротока существует ряд общих факторов, на которые следует обращать внимание. Если применяется постоянный ток, то получаемый шов будет более аккуратным, без большого количества металлических брызг. Это объясняется отсутствием при ведении работ с постоянным электротоком частого изменения полярности, что выгодно отличает его от переменного.

Сварочный контур состоит в основном из следующих элементов. Клещи и провода заземления. У генератора тока есть задача подавать электрическую дугу, существующую между основным материалом и электродом, через выход количества тока, достаточного для его поддержания. Электродная сварка основана на принципе постоянного тока, то есть ток, распределенный генератором, не должен меняться, когда оператор перемещает электрод в детали. Следовательно, производственная характеристика источника необходима для того, чтобы сохранить ток неизменным при наличии изменений длины дуги из-за приближения или удаления электрода: чем более постоянным является ток, тем более устойчивой дугой, Что облегчает работу оператора.


Если для сварки применяются плавящиеся электроды, то из-за различно нагревающихся анода с катодом метод подключения электротока может отразиться на объеме переносимого на изделие расплавленного электродного металла. Для предупреждения возможных прожогов свариваемых заготовок в участке присоединения питающего кабеля, неважно с каким зарядом (положительным или отрицательным), необходимо воспользоваться прижимной струбциной.

Обычно имеется устройство регулирования сварочного тока, механическое или электронное. Это различие позволяет классифицировать электродные сварщики на три семейства, в зависимости от их технологии изготовления: электромеханические сварочные аппараты, электронные сварочные аппараты, инверторные сварочные аппараты. Полярность выходного тока генератора определяет две другие категории членства.

Это достигается с помощью трансформатора, который позволяет преобразовать сетевой ток в подходящий сварочный ток. Это типично для электромеханических сварочных аппаратов. Электрическая дуга концентрирует тепло, выделяемое в части, благоприятствующей плавлению. Таким образом, сердцевина плавильного электрода осаждается и проникает в сварочное соединение.

Чем обусловлен выбор полярности?

На выбор полярности электрического тока налагает ограничения используемый для сварки материал покрытия электродов. Примером этого может служить сварочный процесс с применением угольных электродов, сильнее разогревающихся при сварке обратной полярностью и быстрее разрушающихся. А проволока без покрытия, к примеру, лучше горит при прямой полярности, чем при обратной, и совсем не горит при питании переменным электротоком.

Тепло электрической дуги сосредоточено прежде всего на конце электрода. Неправильное использование связано с проблемами устойчивости дуги и, следовательно, качеством сварного шва. Держатель электрода имеет основную функцию поддержки электрода, обеспечивающего хороший электрический контакт для прохождения тока; Он также должен обеспечивать достаточную электрическую изоляцию для сварщика.

Электрод представляет собой композицию энергии, которая конкурирует с дополнительной диверсификацией. Она в основном функционирует как канал тока для подачи дуги материала используемого материала. Терминал заземления представляет собой устройство, которое обеспечивает с помощью заземляющего кабеля повторное включение электрического соединения между источником сварки и свариваемой деталью. Зажимной кабель обеспечивает электрическое соединение между держателем электрода и генератором.


От показателей режима сварки во многом зависят глубина провара с шириной образующегося шва. Так, с увеличением силы сварочного электротока даже при постоянстве скорости сварки происходит усиление провара, то есть увеличение глубины проплавления металла. Это объясняется ростом погонной энергии дуги, зависящей от количества теплоты, проходящей через единицу длины свариваемого шва. С возрастанием сварочных токов увеличивается и давление, оказываемое дугой на поверхность расплава ванной. Под его воздействием расплавленный металл может быть вытеснен из-под дуги, это чревато сквозным проплавлением детали.

Устройство дуговой силы облегчает перенос капель расплавленного материала из электрода в свариваемый материал, предотвращая отключение дуги при контакте через сами капли между электродом и ванной расплава. Устройство горячего пуска облегчает грунтование электрической дугой, обеспечивая максимальный ток при каждом разложении сварного шва. Антипригарное устройство автоматически отключает сварочный генератор, если электрод прилипает к сварочному материалу, что позволяет ручное удаление без повреждения держателя электрода.

Ядро образовано проводящим металлическим стержнем, единственной функцией которого является вклад материала в деталь. Материал, из которого он образован, зависит от материала, подлежащего сварке: для углеродистых сталей, для которых более широко применяется сварка электродов, полотно изготовлено из мягкой стали. Во время сварки сердечник слегка плавится перед покрытием. Покрытие является наиболее важной частью электрода и имеет многочисленные функции. Во-первых, он служит для защиты сварки загрязнением воздуха, и он так сильно улетучивается и, следовательно, изменяет атмосферу вокруг ванны, как слияние с задержкой и, следовательно, защищает душу кратером, который естественным образом образует, Как сжижение и плыть над ванной.

На форму с размерами образуемого шва также способны влиять род электротока с его полярностью. Так, постоянный ток обратной полярности может обеспечить намного большую глубину проплавления, нежели постоянный ток с прямой полярностью, это обусловлено неодинаковыми объемами тепла, образующимися на аноде с катодом. От увеличения скорости сварочного процесса ширина шва с глубиной провара уменьшаются.

Он также содержит материалы, способные очищать базовый материал и элементы, которые могут способствовать созданию сплавов при плавке. Кроме того, покрытие может также содержать порошкообразный металлический материал для увеличения количества осажденного материала и, следовательно, скорости сварки. Это высокоэффективный электрод. Учитывая тип покрытия, основными типами электродов являются. Они имеют очень жидкую ванну, которая не допускает сварки в определенных положениях; Также не имеют большой мощности очистки в базовом материале, и это может вызвать трещины.

Полярность сварочной дуги — Энциклопедия по машиностроению XXL

Плазменная резка 311 Плазменная сварка 8, 233 Плазмообразующие сопла 230 Плазмообразующий газ 223, 225 Плазмотрон 223 Пластические деформации 37 Пневматические испытания 358 Поверхностный эффект 264 Повторно-кратковременный режим источника питания дуги 94 Подогреватель газа 161 Покрытия электродов для ручной дуговой сварки 113, 115 Полуавтомат сварочный 141, 164 Полярность сварочной дуги 85 Порошковое копьё 310 Поры 338  [c.393]
Для питания сварочной дуги применяют источники переменного тока (сварочные трансформаторы) и источники постоянного тока (сварочные выпрямители и генераторы). Источники переменного тока более распространены, так как обладают рядом технико-экономических преимуществ. Сварочные трансформаторы проще в эксплуатации, значительно долговечнее и обладают более высоким КПД, чем выпрямители и генераторы постоянного тока. Однако в некоторых случаях (сварка на малых токах покрытыми электродами и под флюсом) при питании переменным током дуга горит неустойчиво, так как через каждые 0,01 с напряжение и ток дуги проходят через нулевые значения, что приводит к временной деионизации дугового промежутка. Постоянный ток предпочтителен в технологическом отношении при его применении повышается устойчивость горения дуги, улучшаются условия сварки в различных пространственных положениях, появляется возможность вести сварку на прямой и обратной полярностях и т. д. Последнее вследствие большего тепловыделения в анодной области дуги позволяет проводить сварку сварочными материалами с тугоплавкими покрытиями и флюсами  [c.188]

Изучить свойства сварочной дуги в зависимости от технологических условий сварки, рода и полярности тока.[c.14]

Опыт 4, Изучить влияние продольного магнитного поля соленоида на сварочную дугу (постоянный ток прямой полярности).  [c.16]

Основные параметры режима и техника сварки. К основным параметрам режима сварки плавящимся электродом относятся сила тока, полярность, напряжение дуги, диаметр и скорость подачи электродной проволоки, состав и расход защитного газа, вылет электрода, скорость сварки. Сварку плавящимся электродом обычно выполняют на обратной полярности. При прямой полярности скорость расплавления в 1,4—1,6 раза выше, чем при обратной, однако дуга горит менее стабильно с интенсивным разбрызгиванием. Сварочный ток, от которого зависят размеры шва и производительность сварки, зависит от диаметра и состава проволоки, его устанавливают в соответствии со скоростью подачи проволоки.  [c.86]

Оксид алюминия оказывает также отрицательное влияние на стабильность горения сварочной дуги при сварке на переменном токе вследствие существенного различия физических условий для эмиссии электронов с вольфрама и алюминия при смене полярности (физические особенности дуги на переменном токе подробно рассмотрены в разд. I). Для сварки алюминиевых сплавов на переменном токе используют специальные источники питания, которые позволяют устранить вредное влияние на стабильность горения дуги постоянной составляющей (металлургия сварки подробно рассмотрена в работе [16]).  [c.387]


Стандартом установлено также деление электродов в зависимости от рода и полярности применяемого при сварке тока, номинального напряжения холостого хода используемого источника питания сварочной дуги переменного тока частотой 50 Гц. Это деление предусматривает следующие обозначения  [c.332]

Сварочные дуги, используемые в технологических процессах сварки, классифицируют по ряду признаков. По составу материала электрода различают дугу с плавящимся и неплавящимся электродом по степени сжатия столба свободную и сжатую дугу по роду тока -дугу постоянного и дугу переменного тока по полярности постоянного тока — дугу прямой полярности источника питания дуги подключен к электроду, + — к изделию) и обратной полярности ( +  [c. 85]

Основные параметры режима дуговой сварки под флюсом — это сила сварочного тока, его род и полярность, напряжение дуги, скорость сварки, диаметр и скорость подачи электродной проволоки. Дополнительные параметры — вылет электрода (расстояние от его торца до мундштука), наклон электрода или изделия, марка флюса, подготовка кромок и вид сварного соединения. С увеличением силы сварочного тока возрастает давление дуги, вследствие чего жидкий металл сварочной ванны более интенсивно вытесняется из-под электрода и дуга погружается в глубь основного металла. Глубина проплавления основного металла при этом увеличивается, дуга укорачивается и становится менее подвижной. Вследствие этого ширина шва при увеличении силы тока остается неизменной, несмотря на увеличение объема сварочной ванны. Швы становятся глубокими, но не широкими (рис. 76). Величина усиления такого шва велика, так как растет количество электродного металла, расплавленного в единицу времени. Такие швы менее стойки к образованию трещин и плохо работают при вибрационных нагрузках. Следует отметить, что с ростом силы тока при неизменных остальных условиях уменьшается количество расплавляемого флюса.  [c.143]

При сварке вольфрамовым электродом на переменном токе условия горения дуги в полупериоды разной полярности отличаются. Когда вольфрам является катодом, из-за мощной термоэлектронной эмиссии с него проводимость дугового промежутка возрастает, сила тока увеличивается, напряжение дуги снижается. Наоборот, в полу-период обратной полярности проводимость дуги уменьшается, сила тока уменьшается, напряжение увеличивается. В сварочной цепи появляется постоянная составляющая тока. Она снижает стабильность горения и уменьшает проплавляющую способность дуги, ослабляет интенсивность катодного распыления окисной пленки на поверхности детали. Ухудшается качество шва. Поэтому при сварке алюминия нужно подавлять постоянную составляющую тока. Для этого в сварочную цепь нужно последовательно включать батарею конденсаторов, которая хорошо пропустит переменный ток и не пропустит постоянный. Специализированные установки для сварки алюминия, например УДГ-301, УДГ-501 (см. гл. 4), такую батарею имеют в своей конструкции.  [c.194]

По роду и полярности применяемого тока, а также по номинальному напряжению холостого хода источника питания сварочной дуги переменного тока электроды маркируются О — только для постоянного тока обратной полярности 1, 2 и 3 — для напряжения холостого хода переменного тока 50 5 В 4, 5 и 6 — то же для напряжения 70 10 В 7, 8 и 9 — то  [c.176]

Баланс выделяющейся теплоты распределяется следующим образом на анод приходится около 43 %, на катод 36 % и на сварочную дугу 21 %. На электроде-аноде выделяется энергии на 20 % больше, чем на электроде-катоде. Поэтому если при сварке необходимо увеличить количество расплавляемого металла и глубину проплавления, то сварку ведут на прямой полярности, подключая детали к аноду.  [c.235]


В зону наплавки подают электродную сплошную или порошковую проволоку (ленту) и флюс (рис. 3.22). К детали и электроду прикладывают электрическое напряжение. При электродуговой наплавке под слоем флюса применяют постоянный ток обратной полярности. При наплавке цилиндрических поверхностей электрод смещают с зенита в сторону, противоположную вращению. Величина смещения составляет 10 % диаметра наплавляемой детали. Электрод должен составлять угол с нормалью к поверхности 6…8°. Флюс в зону наплавки подают из бункера. Расход флюса и, соответственно, толщину его слоя на поверхности детали регулируют открытием шибера. После зажигания дуги одновременно плавятся электродная проволока, поверхность детали и флюс. Сварочная дуга с каплями металла оказывается в объеме газов и паров, ограниченном жидким пузырем из расплавленного флюса. Этот пузырь обволакивает зону наплавки и изолирует ее от кислорода и азота воздуха.  [c.281]

По роду и полярности применяемого при сварке (или наплавке) также по номинальному напряжению холостого хода используемого источника питания сварочной дуги переменного тока частотой 50 Гц электроды подразделяются на 10 групп (табл. 2.1).  [c.66]

Т1 п 2 — марка 3 — диаметр, мм 4 — назначение электродов 5 — обозначение толщины покрытия 6— группа электродов 7 группа индексов, указывающих характеристики наплавленного металла и металла швов по ГОСТ 9466—75, ГОСТ 10052—75 или ГОСТ 10051—75 обозначение вида покрытия 9 — обозначение допустимых пространственных положений сварки или наплавки 10 — обозначение рода применяемого при сварке или наплавке тока, полярности постоянного тока и номинального напряжения холостого хода источника питания сварочной дуги переменного тока частотой 50 Гц 11 — обозначение стандарта (ГОСТ 9466—75) 12 — обозначение стандарта на типы электродов  [c.71]

Технологические свойства дуги зависят от рода тока. При прямой полярности на изделие приходится около 70 % теплоты, выделяющейся в дуге, что и обеспечивает более глубокое проплавление основного металла, чем при обратной полярности, когда наблюдается повышенный разогрев электрода, и допустимая сила сварочного тока меньше. В случае применения переменного тока из-за физических особенностей электропроводности дуги сила сварочного тока больше при прямой и меньше при обратной полярности, т. е. проявляется выпрямляющий эффект сварочной дуги, связанный с различными теплофизическими свойствами электрода и изделия.  [c.208]

При наплавке применяют обычно постоянный ток обратной полярности. Напряжение дуги связано с силой сварочного тока. Чем больше сила тока, тем выше должно быть напряжение дуги. С ростом напряжения дуги увеличивается ширина валика и уменьшается его высота. Чтобы получить хорошее формирование сварочного валика, напряжение дуги выдерживают в пределах  [c.103]

В настоящее время получили развитие ручная и автоматическая дуговая сварка меди угольным и металлическим электродами. При ручной сварке угольным электродом применяются присадочные прутки из оловянистой или кремнистой бронзы и флюсы, основной частью которых является бура. Сварка ведется длинной дугой на постоянном токе прямой полярности. Металлические электроды состоят из медного стержня, покрытого специальной обмазкой. Сварка металлическими электродами ведется короткой дугой на постоянном токе обратной полярности. Сварочный ток выбирают из расчета 50—60 А на 1 мм  [c.431]

С помощью полуавтоматов легко сваривать точечные угловые соединения. Такие соединения применяются в тонколистовых конструкциях. Каждая точка наплавляется под флюсом без перемещения сварочной дуги вдоль соединения. Точки лучше всего наплавлять тонкой электродной проволокой (1,2—2,0 мм). Держатель полуавтомата передвигают от точки к точке с большой скоростью без выключения тока и подачи электрода (так же, как и при сварке прерывистых швов). Сварку точек следует производить на постоянном токе при обратной полярности.  [c.169]

Технологические свойства дуги в значительной мере определяются родом и полярностью сварочного тока. При прямой полярности на изделии выделяется до 70% теплоты дуги, что обеспечивает глубокое проплавлепие основного металла. При обратной полярности напряжение дуги вьппе, чем при прямой полярности. На аноде — электроде выделяется большое количество энергии, что приводит к значительному его разогреву и возможному оплавле1Н1ю рабочего конца. Ввиду этого допустимые плотности сварочного тока понижены (табл. 3). Дугу постоянного тока  [c.47]

Но роду и полярности применяемого при сварке или наплавке тока, а также номинальпому напряжению холостого хода, исноль-зуомого источника питания сварочной дуги переменного тока частотой 30 Гц электроды подразделяются па виды, указанные и табл. iG.  [c.104]

Листы толщиной до 4 мм сваривают без разделки кромок, при 6oflbHJ fi толщино необходима разделка с углом раскрытия 70— 90° Сварку ведут на постоянном токе прямой полярности длинной дугой (f/д 2 — 40 В), что необходимо для предотвращения науглероживания металла при образовании СО и пористости. Перед началом сварки необходим подогрев начальных участков до температуры 250° С. Спла сварочного тока I = (45 -ь 55)/( э напряженно дуги и 40 50 В.  [c.349]

Сварочная дуга является устойчивым электрическим разрядом в ионизированной смеси газов и паров материалов, применяемых при сварке. Дуга может гореть при использовании источников питания (ИП) постоянного тока прямой (Электрод подключен к отрицательному полюсу ИП и называется катодом, а изделие- к положительному и называтся анодом) и обратной полярности (изде-  [c.51]


По роду и полярности тока, а также по нодгинальной нагрузке холостого хода используемого источника питания сварочной дуги переменного тока частотой 50 Гц — следующим образом  [c.64]

Покрытие электродов оказывает существенное влияние на весь процесс сварки. Поэтому общие требования к ним при сварке различных металлов обеспечение стабильного горения дуги получение металла шва с необходимым химическим составом и свойствами спокойное, равномерное плавление электродного стержня и покрытия хорошее формирование шва и отсутствие в нем пор, шлаковых включений и др. легкая отделимость шлака после остывания с поверхности шва хорошие технологические свойства обмазочной массы, не затрудняющие процесса изготовления электродов удовлетворительные санитарно-гигиенические условия труда при изготовлении электродов и при сварке. Состав покрытия определяет и такие важные технологические характеристики электродов, как род и полярность сварочного тока, возможность сварки в различных пространственных положениях или определенным способом (сварка опи-ранием, наклонным электродом и т.д.).  [c.29]

Сварочная дуга (рис. 18.3) состоит из катодного пятна 2, которое образуется на электроде 1, столба дуги 3, анодного пятна 4, образующегося на аноде (изделии 5). На рисунке показана сварочная дуга постоянного тока на прямой полярности (катодом является электрод, а анодом — изделие). При изменении полярности, т. е. применении тока обратной полярности, катодом является изделие, а анодом — элеклрод. Дуга переменного тока характеризуется тем, что в соответствии с частотой тока происходит постоянное многократное изменение направления тока и смена катода на анод, и наоборот  [c. 374]

По мнению В. В. Подгаецкого [И ], влияние рода тока на содержание водорода (а также азота) в металле шва можно объяснить следующим образом. В процессе сварки оба газа могут адсорбироваться поверхностью жидкой стали, находясь в виде заряженных и незаряженных частиц. Заряженными являются положительные ионы Н+ и N+. К незаряженным частицам относятся молекулы и атомы водорода и азота. Положительные ионы могут возникать в сварочной дуге только в области катодного падения напряжения под действием электронных ударов. Электроны, вызывающие ионизацию, вылетают с поверхности катода при прохождении сварочного тока. При сварке на постоянном токе, электроны образуют вокруг катода электронное облако, препятствующее возникновению положительных ионов, и этим уменьшают возможность растворения газов на катоде. Частая смена полярности при сварке на переменном токе разрушает электронное облако возле катода, увеличивая этим возможность появления положительных ионов в области катодного падения напряжения и растворения их в жидком металле.[c.89]

Для управления электромагнитными перемещениями расплава сварочной ванны применяют продольные (аксиальные) УМП. Объектами управления при электромагнитных перемещениях являются тепломассоперенос в сварочной ванне и кинетика ее кристаллизации. Простейшие программы изменения амплитуды и частоты перемены полярности тока питания электромагнита при управлении сварочной дугой значительно усложняются с учетом необходимости соблюдения критериев оптимальности электромагнитных перемещений. Алгоритмы управления предусматривают регулирование скважности импульсов тока питания электромагнита, временные задержки между последовательными группами униполярных либо разнополярных импульсов этого тока, синхронизацию начала отработки заданной про-rpaMMbii изменения напряжения питания с фронтом импульса сварочного тока при им-  [c.106]

Сварку можно вести и без предварительного подогрева. В этом случае применяют электродуговую сварку постоянным током обратной полярности в среде аргона на полуавтомате А-547Р (электродная проволока МНЖКТ 01,2 мм, давление аргона у сварочной дуги 30—50 кПа, сила тока 125—150 А, напряжение 27—30 В). При применении электродов ПАНЧ-И полуавтоматическую сварку можно производить также без применения защитного газа.  [c.250]


Обратный ток при сварке

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

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

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

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

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

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

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

Помимо температуры есть и другие отличия:

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

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

Возможен ли

ток обратной полярности при сварке переменным током

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

Влияние полярности сварочного тока на процесс автоматической сварки трубных изделий под флюсом.

Нужна помощь в написании работы?

Сварку поворотных стыков труб с разделкой кромок под ручную сварку можно производить током прямой полярности. При сварке током прямой полярности глубина проплавления уменьшается на 2-3 мм по сравнению со сваркой током обратной полярности. При токах более 600 А производительность расплавления электродной проволоки при токе прямой полярности на 30-40% выше, чем при токе обратной полярности. При токах менее 600А производительность расплавления электродной проволоки больше при сварке током обратной полярности. Уменьшение глубины проплавления при сварке на одних и тех же режимах в случае применения прямой полярности по сравнению с обратной полярностью позволяет форсировать режим сварки за счет увеличения силы сварочного тока и, следовательно, повысить производительность расплавления электродной проволоки. При использовании тока прямой полярности режим сварки изменяется в сторону увеличения сварочного тока на 100 А, а скорость сварки устанавливается по верхнему пределу диапазона скоростей, приведенных в рис. 7.2, режимов сварки током обратной полярности.  Производительность процесса заполнения разделки стыка можно увеличить, одновременно повышая ток дуги и скорость сварки. Вероятность образования прожогов корневого слоя шва возрастает. Уменьшить глубину проплавления при увеличении силы тока можно за счет применения электродной проволоки повышенного диаметра, так как при этом снижается плотность тока в активном пятне дуги и тепловой поток, поступающий в изделие, рассредотачивается.  Увеличение диаметра электродной проволоки позволяет повысить токовую нагрузку, а следовательно, максимально допустимые токи при сварке (рис. 7.2) . Увеличивая силу тока до 1100 А и применяя электродную проволоку диаметром 4 мм, во избежание опасности прожогов одновременно необходимо увеличить скорость сварки до 90 м/ч. Применение проволоки диаметром 4 мм позволяет увеличить производительность процесса сварки стыков на 20%.

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Узнать стоимость Поделись с друзьями

Для чего меняют полярность на сварочном инверторе

Прямая и обратная полярность при сварке инвертором (или любым другим сварочным аппаратом) задает тон всему рабочему процессу и правильный выбор этого параметра напрямую влияет на качество сварного соединения. При обратной полярности к металлическим деталям подают «минус», а к электроду подводят «плюс». В случае с прямой полярностью все наоборот. И это всего лишь одна из нескольких особенностей, которые нужно учесть при сварке. Но сегодня мы остановимся именно на обратной полярности.

В этой статье мы подробнее расскажем про обратную полярность при сварке. Вы узнаете, что такое обратная полярность, при каких условиях выбирается данный тип направленности тока, какое оборудование используется в работе с обратной полярностью и как настроить аппарат, чтобы выполнить работу качественно и быстро.

Общая информация

Что такое обратная полярность при сварке? Обратная полярность тока — это процесс подачи положительного электрического заряда на электрод, а отрицательного электрического заряда — на свариваемую металлическую деталь. При этом тепло распределяется в обратной последовательности: электрод существенно перегревается, а деталь наоборот не прогревается вовсе. По этой причине обратной полярностью при дуговой сварке пользуются в особых случаях, когда велик шанс деформировать металл при высокой температуре или требуется выполнить очень аккуратный шов. За счет воздействия высокой температуры металл легко прогревается, шов формируется быстро и ровно.

Обратная полярность просто необходима при сварке нержавейки, тонкого металла, легированной и высокоуглеродистой стали, алюминия и прочим сплавов, легко подвергающихся перегреву. Так, например, ток обратной полярности — обязательный спутник электродуговой сварки с применением флюса или сварки в среде инертного газа. У вас просто не получится качественно наплавить металл, если вы будете использовать, скажем, аргонодуговую сварку и установите прямую полярность.

Многие новички все равно задаются вопросом, почему при некоторых работах используется обратная или прямая полярность при сварке инвертором? Постараемся объяснить подробнее. Обратная полярность применяется в работе, поскольку при горении дуги на конце сварочного стержня образуются участки с высокой концентрацией анодов и катодов. При этом температуры существенно отличаются, область анода может быть горячее области катода на 700 градусов по Цельсию!

Исходя из этого нетрудно догадаться, что при обратной полярности выделяется огромное количество тепла, что способствует качественному провариванию металла. Если для сварки того или иного металла этот показатель важен, то применяется обратная полярность. Прямая направленность тока используется во всех остальных случаях.

Кстати, при работе с постоянным током обратной полярности электрод сгорает значительно быстрее, чем при работе с прямой полярностью. Это связано опять же с избыточным нагревом стержня. Так что будьте готовы к перерасходу комплектующих. Если вы используете переменный ток, то выбор полярности не актуален вовсе, поскольку направление тока будет постоянно меняться во время работы.

Итак, повторим: полярность устанавливается только при работе с постоянным током. Обратная полярность применяется при сварке особых легко деформирующихся металлов, когда шов нужно сформировать быстро и качественно.

Сварка током обратной полярности не может ни отразиться на свойствах используемого в работе электрода. Через стержень проходит большое количества тепла, а это значит, что и сама деталь очень быстро нагревается, металл легко и глубоко проваривается, при этом практически не разбрызгивается (особенно, при сварке с флюсом).

Можно ли менять полярность прямо во время работы, если на сварочном инверторе (или любом другом типе оборудования) есть такая возможность? Вы, конечно, можете попробовать этот способ в качестве эксперимента, но мы не станем рекомендовать вам это. В этом просто нет необходимости. Но иногда бывают ситуации, когда вы начали работу не с той полярности и внезапно обнаружили это, поэтому хотите выставить другие настройки. Постарайтесь закончить начатое без изменения полярности (если требования к сварному шву не очень высокие). Да, электрод будет прилипать, но с этим нужно смириться. Если шов должен получиться качественным и красивым, то лучше начните работу заново, установив другую полярность.

Выбор полярности

Давайте еще немного времени уделим правильному выбору полярности. Помимо самого металла важно учесть и электроды или проволоку, которую вы используете в работе. Выбор прямой или работа на обратной полярности при сварке зависит от типа покрытия. Если вы работаете угольным электродом, то подключение обратным способом нежелательно, поскольку такие стержни быстро разрушаются при перегреве. Если вы используете проволоку, которая не имеет никакого покрытия вовсе, то она без проблем расплавится и при прямой полярности, но при использовании с переменным током она даже не нагреется.

Также на выбор полярности влияет то, какой шов вы хотите сделать, какие у него должны быть размеры и форма. При работе с постоянкой и обратной направленностью швы хорошо проплавлены, сварное соединение узкое и неглубокое, поскольку процесс сварки длится недолго из-за высоких температур.

Оборудование

Сварка постоянным током обратной направленности осуществляется только на сварочных аппаратах, предназначенных для такой работы. Выбор сварочного аппарата — это отельная немаловажная тема, поэтому в рамках этой статьи мы расскажем только самое главное. Прежде всего, ваш сварочный аппарат должен иметь возможность работать с разными режимами и подавать проволоку с разной скоростью. Так вы сможете варить аргоном или углекислым газом (это очень важно при сварке нержавейки), но не сможете варить порошковой проволокой, поскольку для этого необходима прямая полярность.

С помощью обратной полярности появляется возможность использовать в своей работе полуавтоматическое сварочное оборудование. Здесь держак и масса подключаются к «плюсу» и «минусу» соответственно. За счет этого флюс выгорает постепенно и полностью, сама сварка происходит в образовавшемся газовом облаке.

Вместо заключения

Выбор полярности при сварке постоянным током — задача не из легких, если вы начинающий сварщик. Нужно учесть все возможные нюансы, связанные с типом и толщиной металла, используемым в работе электродом или присадочной проволокой, а также удачно выбрать сварочный аппарат с нужным вам набором функций. Все это кажется чем-то очень сложным, но поверьте, с опытом вы будете настраивать аппарат и подбирать комплектующие, даже не задумываясь. Изучайте много теории и не забывайте применять ее на практике.

Расскажите в комментариях о своем личном опыте сварки на обратной полярности, если вы опытный мастер. Это будет очень полезно для новичков. Также делитесь этой статьей в социальных сетях. Желаем удачи в работе!

Осуществляя сваривание конструкции при помощи постоянного тока, важно знать, что качество шва будет зависеть во многом от настроек аппарата. Важным нюансом будет то, что кроме регулятора силы тока необходимо правильно выбрать полярность. Может быть всего два вида — это прямая и обратная полярность при сварке инвертором.

Что означает прямая полярность

Для того чтобы добиться качественного шва во время сварки различных сталей, важно знать, какая полярность подходит под материал, который нужно обработать. Общая суть сварки инвертором состоит в том, что у аппарата должны быть гнезда «+» и «-«. В зависимости от того, к какому гнезду будет подключаться масса, а к какому — электрод, и будет зависеть полярность.

Прямая полярность подключается таким образом: к плюсовому гнезду добавляют массу, а к минусовому — электрод. Тут важно знать, что род и полярность тока будет обусловлена существованием анодного и катодного пятна. Во время наличия прямой полярности при сварке анодное пятно, которое является более горячим, будет образовываться на стороне заготовки.

Что означает обратная полярность

При обратной полярности логично, что подключение массы и электрода меняют местами. То есть к плюсовому гнезду подключают электрод, а к минусовому гнезду — массу. Здесь нужно понимать, что при подключении гнезд таким образом анодное пятно также будет образовываться, однако оно появится не на стороне заготовки, а на противоположной от нее, то есть на электроде.

Важное замечание! Подключение полярности вручную осуществляется лишь при сварке инвертором, то есть при наличии постоянного тока. При осуществлении этого же процесса, но на переменном токе смена полярности осуществляется до сотни раз за секунду самостоятельно. Поэтому способ подключения не имеет значения.

Как можно было заметить, отличие прямой и обратной полярности при сварке инвертором заключается в том, что анодное пятно будет образовываться в разных местах.

Критерий выбора полярности

При смене подключения специалист меняет место концентрации нагрева, перенося его либо на заготовку, либо на сам электрод. Здесь важно знать, что за нагрев отвечает гнездо с плюсом, а значит, при прямом подключении максимальная температура будет наблюдаться на сварочном шве. При обратном подключении максимальная температура уходит на разогрев расходного элемента. Зная эту особенность, можно самостоятельно выбирать схему подключения, исходя из такого параметра, как толщина материала. Выбор между прямой и обратной полярностью при сварке будет сильно зависеть от толщины металлического изделия. Если этот параметр имеет среднее или высокое значение, то лучше всего прибегнуть к прямой полярности. Это объясняется тем, что сильный нагрев заготовки обеспечит более глубокий шов, что, в свою очередь, повысит и качество сварного шва. Прямая полярность также используется при необходимости отрезать куски металла. И, напротив, при сваривании менее тонких металлических заготовок рекомендуется использовать обратное подключение, так как материал не будет сильно перегреваться, а вот электрод станет плавиться гораздо быстрее.

Тип металла

Прямая и обратная полярность при сварке будет также зависеть от типа металлического изделия, которое необходимо обработать. Важно понимать, что возможность самостоятельно изменять тип подключения сказывается на эффективности работы с разного рода заготовками. В качестве примера можно привести сварку нержавеющей стали или же чугуна. При работе с такими материалами лучше всего использовать обратную полярность, при которой удастся избежать сильного перегрева сырья, что избавит от создания тугоплавкого сварного соединения. А вот, к примеру, для работы с таким типом металла, как алюминий, лучше всего использовать прямую полярность при сварке. Так как при малом нагреве пробиться через оксилы этого сырья будет очень и очень сложно. Чаще всего к каждому материалу имеется рекомендация, в которой прописано, каким типом полярности лучше обрабатывать эту заготовку.

Типы электрода и проволоки

Еще одна очень важная деталь, которую необходимо учитывать при сварке инвертором прямой полярности или же обратной, — это тип электрода, который, так же как и металл, имеет свои характеристики при разных температурных режимах. Чаще всего параметры связаны с типом флюса, используемого в основе расходного материала. Допустим, имеется электрод угольного типа. Использовать обратное подключение для работы с таким элементом нельзя, так как слишком большой нагрев расходника такого типа перегреет флюс и товар придет в полную негодность. Можно использовать лишь сварку постоянным током с прямой полярностью. Здесь, как и в случае с металлическими заготовками, чтобы не ошибиться, лучше всего изучать маркировку и рекомендации производителя по работе с каждым типом расходника в отдельности.

Свойства прямой полярности

Вполне очевидно, что имеются свои плюсы при сварке прямой и обратной полярностью. Если говорить о первом типе подключения, то можно выделить следующие пункты:

  • полученный сварной шов будет достаточно глубоким, но при этом довольно узким;
  • используется при сварке большинства металлических заготовок, толщина которых выше чем 3 мм;
  • осуществлять сварку, к примеру, цветной стали можно лишь при наличии вольфрамового электрода, а также при прямом подключении инвертора;
  • прямая полярность при сварке металлов также отличается более стабильной дугой, что, в свою очередь, обеспечивает более высокое качество сварного шва;
  • при использовании прямого подключения строго запрещается применять электроды, которые подходят для сварки переменным током;
  • прямая полярность также отлично зарекомендовала себя в резке металлических заготовок.

Свойства обратной полярности

Также как прямая полярность при сварке имеет свои сильные и слабые стороны, обратное подключение тоже можно охарактеризовать некоторыми свойствами:

  • Если использовать сварку с постоянным током, но сделать обратное подключение, то в результате шов получится не слишком глубоким, но очень широким.
  • Наилучшее качество шва достигается лишь при работе с металлами, имеющими малую толщину, если применять обратную полярность для сварки толстого сырья, то качество шва будет слишком неудовлетворительным.
  • При сварке на обратном подключении строго запрещается использовать электроды, которые нельзя перегревать.
  • Если сила тока значительно уменьшается, то сильно будет ухудшаться и качество шва из-за того, что дуга начнет «скакать».
  • Так как обратная полярность чаще всего используется для сварки высоколегированных сталей, то необходимо руководствоваться не только правилами сварки инвертором, а еще и учитывать требования металла к длительности рабочего цикла, а также к процессу остывания металла.

Смена полярностей

После того как человек детально изучит особенности сварки при прямой полярности, а также при обратной становится довольно просто отвечать на вопрос, зачем же ее менять. Если коротко подвести итоги, то можно сказать следующее:

Использование прямой полярности оправдано в случаях большой толщины металла. Также этот тип подключения оправдывается в том случае, если происходит сварка цветного металла: латунь, медь, алюминий. Наиболее важно обратить свое внимание на работу с алюминием, так как его оксидная пленка имеет огромное значение температуры плавки, которая сильно превышает температуру плавления самого сырья. Другими словами, можно сказать, что прямая полярность при сварке — это грубая обработка и соединение конструкции.

Обратное подключение же, в свою очередь, используется для работы с тонкими сталями. Кроме этого ее применяют при обработке высоколегированной или нержавеющей стали. Эти материалы плохо переносят перегрев, а потому использовать плавку с высокой температурой нельзя. То есть работа на обратном подключении считается более тонкой.

Из этого можно сделать вывод, что ответом на вопрос, зачем менять полярность при сварке электродами, станет то, что от этого зависит качество сварного шва, а также работоспособность самого расходника, так как не все электроды можно подключить обратным способом.

Заключение

Если подвести итог всему вышесказанному, то применение инвертора или полуавтомата для сварки в быту — это очень распространенное дело. Но вот правильный выбор подключения при постоянном токе, а также знание того, какой материал каким способом нужно варить, — это основная информация, необходимая для успешного завершения работы. Если эти знания имеются, то применение этих инструментов не станет проблемой.

Разнообразие сталей по химическому составу, толщине изделий является предпосылкой для возникновения многочисленных сварочных технологий. Наиболее широким спектром возможностей характеризуется сварка постоянным и переменным током, для которой разработаны инверторные агрегаты бытового и промышленного назначения. Использование постоянного тока позволяет задействовать больше режимов, таких как прямая и обратная полярность при сварке инвертором. Используя их и подбирая электроды различного состава, можно соединить следующие группы:

  • тонколистовое изделие;
  • кромки более 5 мм;
  • низко-, среднеуглеродистые сплавы;
  • низко-, средне-, сильнолегированные стали;
  • чугун;
  • разнородные металлы, где используется принцип наплавления.

Применение инвертора позволяет изменять полярность тока сварки вручную. Выбор режимов основывается на 3 факторах:

  1. Состав металла — чем выше углеродный эквивалент (выше легирование углеродом, марганцем, кремнием), тем меньше должен быть нагрев поверхностей.
  2. Тип электрода, использование флюса: окисление элементов (самая большая степень у углеродных материалов), шлаковый пояс, необходимая мощность для проникновения через шлаковый слой.
  3. Толщина свариваемых кромок: ориентировочно — до 3 мм и более.

Важность полярности при сварочных работах

Важно! При режиме работы инвертора на прямой полярности запрещено использовать электроды, назначение которых — сварка переменным током

Разница в мощности и распределении электрической дуги определяет большую вариативность в качестве и форме шва. Если проводить аналогию по мощности: прямая полярность при сварке инвертором используется для резки, в то время как с помощью обратной свариваются тонкостенные листы (до 3 мм) или наплавляются новые слои. Обратная полярность — это щадящий режим. Его действие распространяется на бо́льшую площадь, но задействует только верхние слои поверхности. Соответственно, за счет этого быстрее происходит отток тепла: формируется мелкозернистая структура, не успевают образовываться карбиды — что позволяет сохранять оптимальное соотношение пластичности и прочности в легированных сплавах.

Особенности сваривания при прямой полярности

Прямая полярность при сварке обеспечивает устойчивую дугу, что удобно для резки металла с учетом рациональности: небольших элементов деталей, тонколистового железа.

Режим характеризуется усиленным вводом тепла: поток электронов более мощный, поэтому шов получается глубоким и узким. Для сплавов с отличной свариваемостью (углеродный коэффициент до 0,025) отмечают преимущество в структуре околошовной зоны. За счет интенсивного проплавления она куда меньше в размерах, что незначительно сказывается на прочностных свойствах изделия.

Сварка прямой полярностью применяется для большинства металлических деталей (с толщиной кромки не менее 3 мм), в том числе толстостенных.

Технология сварочного процесса при обратной полярности

Этот режим характеризуется сниженным вводом тепла в сварную ванну: более широким и неглубоким швом.

Используемая полярность при сварке основывается на химическом составе металла, обратная — предназначена для сплавов, у которых температура фазового перехода находится в нижних пределах. Менее интенсивный ввод тепла исключает перегрев расплава и околошовной зоны, переупрочнение сварного соединения, которое разрушается при небольших нагрузках.

Обратная полярность при сварке также используется для разнородных металлов, соединение которых проводится по принципу наплавления. Но применение режима для сваривания толстостенных элементов неуместно из-за малой проплавляемости.

Какое оборудование использовать

Важно! Менять полярность можно только при работе с постоянным током, для переменного такая рокировка не имеет значения

Полярность при сварке инвертором выбирается и настраивается вручную. Для подключения используются гнезда, выставление полярности проводится следующим образом:

  • Прямая — к гнезду со знаком «+» подключаем массу, к знаку «–» — электрод.
  • Обратная — в обратном порядке.

Имея лишь общие представления о том, как работает инверторная сварка, ее уже можно применить к большинству существующих изделий. Наличие осциллятора (ГВЧ) в аппаратах позволяет разжигать дугу, не прикасаясь к поверхности металла, что обеспечивает более красивый однородный шов. Единственным ограничением считают применение одного типа дуги, который объединяет в электрическую цепь изделие и электрод.

Заключение

Особенности современных инверторов заключаются в использовании ТВЧ. Основные элементы конструкции — это диодный мост и транзисторы высокой частоты. Все бытовые аппараты функционируют от однофазной сети, не перегружая линию.

Чтобы понять, какие возможности открываются при использовании устройства, желательно изучить принцип работы инверторной сварки. Это позволит вникнуть в саму суть происходящих процессов, расширить спектр выполняемых задач и повысить статус сварщика. На начальном этапе необходимо заручиться информационной поддержкой справочников и инструкцией по эксплуатации, в которой расписано, как выбрать ток для сварки инвертором для наиболее частых случаев. Не лишним будет изучить особенности структуры металлов и сплавов.

Видео: Полярность при сварке

2.6 Выбор рода тока и полярности

При сварке применяются как переменный, так и постоянный ток. Постоянный ток имеет то преимущество, что дуга горит устойчивее. Но переменный ток дешевле, поэтому его применение при сварке предпочтительнее. Но есть способы сварки, при которых применяют только постоянный ток. Сварка в защитных газах и под флюсом выполняется на постоянном токе обратной полярности. Электроды с основным покрытием тоже требуют постоянного тока обратной полярности, как и сварочные флюсы для сварки высоколегированных сталей, основу которых составляет плавиковый шпат. В этих случаях происходит насыщение дуги кислородом или фтором, имеющим большое сродство к электрону. Поэтому необходимо раскрыть сущность процессов, происходящих в дуге при насыщении ее кислородом или фтором и обосновать применение рода тока и полярности. Полярность тока влияет на глубину проплавления, химический состав шва и качество сварного соединения [3, 8, 19].

2.7 Выбор и расчет режимов сварки

Режимом сварки называют совокупность характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных соединений заданных размеров, формы и качества. При всех дуговых способов сварки такими характеристиками являются следующие параметры: диаметр электрода, сила сварочного тока, напряжение на дуге, скорость перемещения электрода вдоль шва, род тока и полярность. При механизированных способах сварки добавляют еще один параметр-скорость подачи сварочной проволоки, а при сварке в защитных газах — удельный расход газа.

Параметры режима сварки влияют на форму шва, а значит и его размеры: на ширину шва — е; усиление шва — q; глубину шва – h.

На форму и размеры влияют не только основные параметры сварки, но и такие технологические факторы, как род и полярность тока, наклон электрода и изделия, вылет электрода, конструктивная форма соединения и величина зазора.

2.7.1 Методика расчета режима ручной дуговой сварки. Определяется площадь наплавки, как сумма площадей элементарных геометрических фигур, составляющих сечение шва.

Рисунок 3

Площадь наплавки одностороннего сварного шва, выполненного с зазором, определяется по формуле, мм

Fн = 2F1 + F2, (13)

Fн = S b + 0,75 eq, (14)

где S-толщина деталей, мм;

b — зазор, мм;

e — ширина, мм;

q — высота усиления, мм.

а) б)

Рисунок 4

Площадь наплавки стыкового шва с разделкой двух кромок и подваркой корня шва определяется по формуле, мм

F = S b + (S — с)2tg  / 2 + 0,75eq+0,75е1q1, (15)

где c — величина притупления, мм;

е1 – ширина подварки, мм;

q1 – высота подварки, мм;

 — угол разделки, мм.

При сварке многопроходных швов необходимо определить число проходов по формуле, шт

, (16)

где Fн – площадь всей наплавки, мм2;

Fн1 – площадь первого прохода, мм2;

Fнс – площадь каждого последующего прохода, мм2.

При ручной сварке многопроходных швов первый проход выполняется электродами диаметром 3 – 4мм, так как применение электродов большого диаметра затрудняют провар корня шва. При определении числа проходов следует учитывать, что сечение первого прохода не должно превышать 30-35мм2 и может быть определено по формуле, мм2

Fн1 = (6 — 8) dэ, (17)

где dэ – диаметр электрода для сварки корневого шва, мм.

Площадь наплавки последующих проходов определяется по формуле, мм2

Fнс = (8 — 12) dэс, (18)

где Fнс – площадь последующего прохода, мм;

dэс – диаметр электрода для сварки следующих швов, мм

При сварке многопроходных швов стремятся сварку проходов выполнять на одних и тех же режимах за исключением первого прохода.

Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемого изделия. Примерное соотношение между диаметром электрода и толщиной листов свариваемого изделия приведено ниже.

Таблица 8

Толщина свариваемого изделия, мм

Диаметр электрода, мм

1  2

1,5 – 2

4 – 5

3

6 – 12

3 – 4

13 и более

5 – 5,5

6 и более

Расчет силы сварочного тока Iсв производится по диаметру электрода и допускаемой плотности тока, А

, (19)

где i – допускаемая плотность тока, А/мм.

Допускаемая плотность тока зависит от диаметра и вида покрытия электрода.

Таблица 9 Величина допускаемой плотности тока в электроде при ручной дуговой сварке

Виды покрытия

Диаметр электрода

3

4

5

6

Кислое, рутиловое

14  20

11,5 – 16

10 – 13,5

9,5  12,5

Основное

13 – 18,5

10 – 14,5

9  12

8,5  12

Напряжение на дуге не регламентируется и принимается в пределах 20…36В, то есть Uд = 20 – 36, B

Скорость сварки определяется из соотношения, м/час

, (20)

где н – коэффициент наплавки, г/А ч;

 — плотность наплавленного металла, г/см ;

Fн – площадь сечения наплавленного металла, мм2

Длина дуги при ручной дуговой сварке должна составлять, мм

Lд = (0,5 – 1,2)  dэ , (21)

2.7.2 Методика расчета режима автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом стыковых соединений односторонних без скоса кромок. Основными параметрами режима автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом является: сварочный ток, диаметр и скорость подачи сварочной проволоки, напряжение и скорость сварки.

Расчет режимов сварки производится всегда для конкретного случая, когда известен тип соединения и толщина свариваемого металла, марка проволоки, флюса и способа защиты сварочной ванны от воздуха и другие данные по шву. Поэтому до начала расчетов следует установить по ГОСТ8713-79 или по чертежу конструктивные элементы заданного сварного соединения и по известной методике определить площадь многопроходного шва.

При этом необходимо учитывать, что максимальное сечение однопроходного шва, выполнено автоматом, не должно превышать 100мм2 . Сечение первого прохода многопроходного шва не должно превышать 40-50мм2 .

При двухсторонней сварке под флюсом стыкового бесскосного соединения (рисунок 4) сила сварочного тока определяется по глубине проплавления – h основного металла; h — за один проход составляет 8 – 10мм, на форсированных режимах  12мм, А

Iсв = h1,2 / k , (22)

где h1,2 – глубина проплавления основного металла при двухсторонней сварке, без скоса кромок свариваемых деталей, мм;

k – коэффициент пропорциональности, мм/100А, зависящий от рода тока и полярности, диаметра электрода, марки флюса, колеблется от 1-2.

Рисунок 5 Рисунок 6

Таблица 10 Значение К в зависимости от условий проведения сварки

Марка флюса или защитный газ

Диаметр электродной проволоки, мм

К, мм/100 А

Марка флюса или защитный газ

Диаметр электродной проволоки, мм

К, мм/100 А

Переменный ток

Постоянный ток

Переменный ток

Постоянный ток

Прямая полярность

Обратная полярность

Прямая полярность

Обратная полярность

ОЦС-45

2

1,30

1,15

1,45

АН-348

5

0,95

0,85

1,05

3

1,15

0,95

1,30

6

0,90

4

1,05

0,85

1,15

5

0,95

0,75

1,10

6

0,90

АН-348А

2

1,25

1,15

1,40

Углекислый газ

1,2

2,10

3

1,10

0,95

1,25

1,6

1,75

4

1,00

0,90

1,10

2,0

1,55

3,0

1,45

4,0

1,35

5,0

1,20

Металл толщиной свыше 20мм сваривают за несколько проходов. Чтобы избежать непровара при сварке под флюсом и добиться нормального формирования шва прибегают к скосу кромок. Для однопроходного стыкового шва толщиной не более 10-12мм глубина проплавления равна толщине свариваемых деталей (рисунок 5), при двухсторонней сварке толщиной не более 20мм (рисунок 6) глубина проплавления составляет, мм

h1,2 = S/2 + (2 — 3), (23)

Диаметр сварочной проволоки dэ принимается в зависимости от толщины свариваемого металла в пределах 2-6мм, а затем уточняется расчетом по формуле, мм

dэ = 2, (24)

где i — плотность тока, А/мм².

Полученное значение dэ принимается из ближайшего стандартного.

Плотность тока в зависимости от диаметра проволоки указана в таблице 11

Таблица 11

Диаметр проволоки, мм

2

3

4

5

6

Плотность тока, А/мм²

65-200

45-90

35-60

30-50

25-45

Скорость сварки также можно рассчитать по формуле, м/ч

, (25)

где αнд — коэффициент наплавки при сварке под флюсом, г/Ач.

Коэффициент наплавки при сварке под флюсом определяется по формуле, г/Ач

αнд = αн + Δαн , (26)

где αн — коэффициент наплавки, не учитывающий увеличение скорости плавления электродной проволоки за счет предварительного подогрева вылета электрода сварочным током, г/Ач;

Δαн — увеличение коэффициента наплавки за счет предварительного подогрева вылета электрода, г/Ач, определяется по рисунку 7.

Δαн

Рисунок 7

При сварке на постоянном токе обратной полярности коэффициент наплавки определяется по формуле, г/Ач

αн = 11,6 ± 0,4 (27)

При сварке на постоянном токе прямой полярности или переменном токе определяется по формуле, г/А*ч

αн = А + В (Iсв / dэ), (28)

где А и В – коэффициенты, значения которых для флюса приведены ниже.

Таблица 12

Коэффициенты

А

В

Прямая полярность

2,3

0,65

Переменный ток

7

0,04

Скорость подачи проволоки Vп.п определяется по формуле, м/ч

, (29)

где Fэ – площадь поперечного сечения электродной проволоки, мм².

Или скорость подачи проволоки может определяться по формуле, м/ч

. (30)

Режим сварки последующих проходов выбирают из условий заполнения разделки и получения поверхности шва, имеющей плавное сопряжение с основным металлом.

2.7.3 При двухсторонней сварке стыковых швов под флюсом со скосом кромок определяют режим сварки первого прохода с одной и другой стороны шва и последующих проходов отдельно.

Рисунок 8

Рисунок 9

h1 = h2 = [c + (2 — 3)], (31)

где h1,2 – глубина проплавления первого прохода с одной и другой стороны шва, мм;

с — величина притупления, мм.

Сила сварочного тока определяется по глубине проплавления, А

Iсв = h1,2 / k, (32)

где k – коэффициент пропорциональности (мм/100А), зависящий от рода тока, полярности, диаметра электрода, марки флюса, колеблется 1-2А (см. таблицу 10).

Расчёт остальных параметров режима сварки производится в том же порядке, что и при сварке под флюсом двухстороннего стыкового бесскосного соединения по формулам (16), (24) — (31).

Примечание: Расчёт параметров режима сварки под флюсом угловых и тавровых соединений с разделкой кромок производить по методике расчёта режимов сварки стыковых соединений с разделкой кромок (см. п.2.7.3).

2.7.4 Методика расчёта режима автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом угловых швов без разделки кромок:

Зная катет шва, определяем площадь наплавки, мм²

Fн = k² / 2 + 1,05 kq , (33)

где k – катет шва, мм.

Рисунок 10

Устанавливаем количество проходов на основании того, что за первый проход при сварке в “лодочку” максимальный катет шва можно заварить 14мм, а при сварке в нижнем положении наклонным электродом – 8мм по формуле (16), где Fнс — принимаем в пределах 60-80мм².

Выбираем диаметр электрода, имея в виду, что угловые швы катетом 3-4мм можно получить лишь при использовании электродной проволоки диаметром 2мм, при сварке электродной проволокой диаметром 4-5мм минимальный катет составляет 5-6мм. Сварочную проволоку диаметром больше 5мм применять не следует, так как она не обеспечит провар корня шва.

Для принятого диаметра проволоки подбираем плотность тока по данным, приведенным ниже и определяем силу сварочного тока Iсв, А

. (34)

Определяем коэффициент наплавки из ранее приведенных формул (26), (27), (28), в зависимости от рода тока и полярности.

Зная площадь наплавки за один проход, сварочный ток и коэффициент наплавки, определяем скорость сварки, м/час

. (35)

Скорость подачи электродной проволоки определяется по формуле, м/ч

, (36)

где Fэ – площадь поперечного сечения электродной проволоки, мм².

Скорость подачи электродной проволоки можно определить по формуле, м/ч

. (37)

Определяем напряжение на дуге – Uд , оно изменяется от 28 до 36В.

Определяем погонную энергию сварки – q п по формуле, Дж/см

qп1,н = 650 Fн1, с, (38)

где Fн1,с – площадь поперечного сечения первого или последующего прохода, мм².

Определяем коэффициент формы провара.

Коэффициент формы провара должен быть не больше 2мм, иначе появляются подрезы, но в тоже время он не должен быть чрезмерно мал, так как швы получаются слишком глубокие и узкие, склонные к образованию кристаллизационных трещин, то есть горячих трещин [8].

Определяем глубину провара – h по формуле, мм

. (39)

2.7.5 Расчет режимов сварки в углекислом газе, в аргоне.

Известно, что основные параметры режимов механизированных процессов дуговой сварки следующие: диаметр электродной проволоки – dэ, вылет ее  lэ, скорость подачи электродной проволоки — Vп.п, сила тока – Iсв, напряжение дуги – Uд и скорость сварки – Vсв, а также удельный расход СО2.

Полуавтоматическую сварку в углекислом газе выполняют короткой дугой на постоянном токе обратной полярности.

Расстояние от сопла горелки до изделия не должно превышать 22мм. Стыковые швы в нижнем положении сваривают с наклоном электрода от поверхностной оси на 5-20º. Угловые соединения сваривают с таким же наклоном в направлении сварки и наклоном поперек шва под углом 40-50º к горизонтали, смещая электрод на 1 — 1,15мм от угла на горизонтальную полку.

Тонкий металл сваривают без колебательных движений, за исключением мест с повышенным зазором. Швы катетом 4-8мм накладывают за один проход, перемещая электрод по вытянутой спирали. Корень стыкового шва заваривают возвратно – поступательно, следующей вытянутой спиралью, а последующие — серповидными движениями.

Проволокой толщиной 0,8-1,2мм сваривают металл во всех положениях, причем при вертикальных, горизонтальных и потолочных напряжение уменьшают до 17-18,5В, а силу тока на 10-20%.

Стыковые швы металла толщиной до 2мм, а угловые катетом – 5мм и корень стыковых швов большого сечения лучше сваривать сверху вниз. При сварке необходимо обеспечить защиту от сдувания газа и подсоса воздуха через зазор. Для уменьшения разбрызгивания в сварочную цепь можно последовательно включить дроссель.

Расчет параметров режимов производят в следующем порядке:

— определяют толщину свариваемого металла по чертежам;

— в зависимости от толщины свариваемого металла выбирают диаметр электродной проволоки.

Зависимость диаметра электродной проволоки от толщины свариваемого металла

Таблица 13.

Показатель

Толщина свариваемого металла, мм

0,6-1,0

1,2-2,0

3,0-4,0

5,0-8,0

9,0-12,0

13,0-18,0

Диаметр электродной проволоки, мм

0,5-0,8

0,8-1,0

1,0-1,2

1,4-1,6

2,0-2,0

2,5-3,0

Диаметр электродной проволоки для автоматической сварки может быть в интервале 0,7-3,0мм и выше, а для полуавтоматической – в интервале от 0,8-2,0мм.

Вылет электрода определяется по формуле, мм

lэ = 10 * dэ , (41)

Рассчитывают силу сварочного тока по формуле, А

Iсв = I  Fэ , (40)

где i – плотность тока, А/мм² (диапазон плотностей сварочного тока от 100 до 200А/мм²), оптимальное значение 100-140А/мм²;

Fэ – площадь поперечного сечения электродной проволоки, мм².

Большое значение плотности тока соответствует меньшим диаметрам электродной проволоки.

Устойчивое горение дуги при сварке плавящимся электродам в углекислом газе достигается при плотности тока свыше 100А/мм². Так как определение основного параметра режима сварки основываются на интерполировании широкого диапазона рекомендованных плотностей тока, то Iсв необходимо уточнять по таблице 14 [17].

Таблица 14 Диапазоны сварочных токов основных процессов сварки в СО2 проволокой Св-08Г2С

Процесс сварки

Диаметр электродной проволоки, мм

0,5

0,8

1,0

1,2

ИДС к.з.

30-120

50-120

71-240

85-260

КР без к.з.

100-250

150-300

160-450

190-550

КР с к.з.

30-150

50-180

75-260

65-290

Процесс сварки

Диаметр электродной проволоки, мм

1,4

1,6

2,0

3

4

ИДС к.з.

90-280

110-290

120-300

Продолжение таблицы 14

Процесс сварки

Диаметр электродной проволоки, мм

1,4

1,6

2,0

3

4

КР без к.з.

90-320

110-380

150-400

220-500

250-600

КР с к.з.

200-650

210-800

220-1200

250-2000

270-2500

Примечание: ИДС к.з. – импульсный с частыми принудительными короткими замыканиями; КР без к.з. – крупнокапельный без коротких замыканий; КР с к.з.  крупнокапельный с короткими замыканиями.

При сварке в СО2 проволокой Св-08Г2С в основном используют процесс с частыми принудительным коротким замыканиями и процесс с крупнокапельным переносом (таблица 12). При сварке порошковыми проволоками используют процесс с непрерывным горением дуги, а при сварке актированной проволокой – струйный процесс. Процесс с частыми короткими принудительными замыканиями получают при сварке в СО2 проволоками диаметрами 0,5-1,4мм путем программирования сварочного тока, обеспечивающего изменение скорости плавления электрода и давления дуги.

Процесс с крупнокапельными переносом наблюдается при сварке проволоками диаметрами 0,5-1,5мм на повышенных напряжениях, а диаметрами более 1,6 – во всем диапазоне режимов сварки кремне-марганцевыми проволоками (см. таблицу 13). При низких напряжениях процесс протекает с короткими замыканиями, а при высоких без них.

При проверке расчетных режимов и внедрении их в производство необходимо помнить, что стабильный процесс сварки с хорошими техническими характеристиками можно получить только в определенном диапазоне сил тока, который зависит от диаметра и состава электрода и рода защитного газа (см. таблицу 13).

Регулирует силу тока изменением скорости подачи электродной проволоки. Сила тока определяет глубину провара и производительность процесса. Поэтому весь расчет режимов является ориентировочным и на практике требует уточнения.

Определяют скорость подачи электродной проволоки по формуле, м/ч

, (41)

где Vп.п – скорость подачи проволоки, м/ч;

αр – коэффициент расплавления электродной проволоки, г/Ач;

Iсв – сварочный ток, А;

dэ – диаметр электродной проволоки, мм;

γ – плотность металла электродной проволоки г/см³ (γ=0,0078г/мм³).

Коэффициент расплавления определяется по формуле, г/Ач

αр = [8,3 + 0,22 Icв / dэ] 3,6·10-1, (42)

Методы и режимы сварки, классификация швов, род тока и полярность

Информация представленная в данном подразделе ограничена основными и общими сведениями по рассматриваемым здесь вопросам. За подробностями, необходимо обращаться к специальной литературе или другим источникам информации.

Классификация и обозначение швов по их положению в пространстве:

 

Сварку можно осуществлять в различных пространственных положениях (см.Классификация и обозначение швов по их пространственному положению). В процессе сварки сварщик совершает различные движения электродом для обеспечения качественной сварки. Колебательные движения обеспечивают равномерное прогревание основного свариваемого металла и способствуют формированию заданной формы сварного шва при определённом положении сварки и разделке сварочных кромок.
Для формирования сварного шва заданной геометрии, используются различные положения сварочного электрода. При совершении колебательных движений с амплитудой 2-3 мм. ( как бы «подгребая» расплавленный металл к кратеру дуги ) образуется красивый шов с лёгкими, едва заметными волнами наплавленного металла. Сплошной и надёжный!


На рисунке-схеме обозначены следующие положения:
Н — нижние (сюда же можно отнести и Пг — полугоризонтальные)
В — вертикальные (Пв — полувертикальные)
П — потолочные (Пп — полупотолочные)
ВНИМАНИЕ: при выборе сварочных параметров узнайте пространственное положение сварочного шва. На пачке отечественных электродов, как правило даны рекомендуемые величины сварочного тока в зависимости от пространственного положения сварного шва.

Положение электрода при сварке:


«Углом вперёд»«Под прямым углом»«Углом назад»
Горизонтальные, вертикальные,
потолочные швы, сварка неповоротных
стыков труб
Сварка в труднодоступных местахУгловые и стыковые соединения

— При сварке углом вперёд уменьшается глубина провара и высота выпуклости шва, но заметно возрастает его ширина, что позволяет использовать этот способ при сварке металла не большой толщины. Лучше проплавляются кромки, поэтому возможна сварка на повышенных скоростях.
— При сварке углом назад глубина провара и высота выпуклости увеличиваются, но уменьшается ширина. Прогрев кромок недостаточен, поэтому возможны несплавления и образования пор.

Ориентировочный выбор режимов сварки:


Параметры режима сварки зависят от самого выбора принципа работы сварочного аппарата, которые можно посмотреть   тут  и от следующих подразделяемых на основные и дополнительные.
Основные параметры:
— диаметр электрода
— сила сварочного тока
— род и полярность тока
— напряжение дуги
Дополнительные — состав и толщина покрытий, положение шва в пространстве.

Диаметр электродов  зависит от толщины металла, катета шва, положения шва в пространстве. Примерное соотношение между толщиной металла s и диаметром электрода d при сварке шва в нижнем положении следующее:

S,мм1…23…54…1012…2430…60
D,мм2…33…44…55…66>

Вертикальные, горизонтальные и потолочные швы независимо от толщины свариваемого металла выполняют электродами диаметром до 4 мм.
При сварке многослойных швов для лучшего провара корня шва, первый шов сваривают электродом 3…4 мм, а последующие — электродами большего диаметра.

Сила сварочного тока  зависит от выбранного диаметра электрода. При сварке швов в нижнем положении величину тока подсчитывают по эмпирическим формулам
Icв=Kd
где d — диаметр электрода,мм; K — коэффициент, зависящий от диаметра электрода и имеющий следующие значения:

Dэ,мм23456
К25 — 3030 — 4535 — 5040 — 5545 — 60

При большей силе тока наблюдаются перегрев стержня электрода, осыпание покрытия со стержня, нарушение стабильности плавления электрода.
При сварке на вертикальной плоскости силу тока уменьшают на 10…15%, а в потолочном положении — на 15…20% по сравнению со значением выбранным для нижнего положения.

Род тока и полярность  устанавливают в зависимости от типа покрытия электрода, состава свариваемого металла и его толщины. При сварке постоянным током обратной полярности на электроде выделяется больше теплоты. Исходя из этого, обратная полярность применяется при сварке электродами с покрытием основного типа, а также при сварке тонких деталей с целью предотвращения прожога, алюминиевых сплавов для разрушения оксидной плёнки и легированных сталей во избежании их перегрева.
Род тока и полярность указаны в паспорте электрода.

Напряжение дуги  при ММА изменяется в пределах 20…36В и пропорционально длине дуги. В процессе сварки необходимо поддерживать постоянную длину дуги, которая зависит от марки и диаметра электрода. Ориентировочно нормальная длина дуги должна быть в пределах Lд = (0,5…1,1)dэ, где Lд — длина дуги,мм.

Положительный электрод постоянного тока — обзор

3.2.2 Высокочастотный импульсный ток переменной полярности

Регулируя время DCEP в процессе низкочастотной VP-GTAW, экспериментальные результаты отображаются в диапазонах% DCEP (20–50 %), увеличение времени DCEP приводит к увеличению глубины шва и ванны расплава, а минимальный рабочий цикл DCEP для обеспечения катодной очистки и предотвращения выгорания вольфрама составляет 6,5% [16]. Причина увеличения тепловложения во время рабочего цикла DCEP заключается в том, что катодное пятно увеличивается, а время концентрации дуги увеличивается [18].Присутствие оксидных пленок приводит к увеличению плотности энергии поверхности алюминиевого сплава во время DCEP, что также полезно для увеличения объема и проникновения ванны расплава [85]. Однако глубина шва не всегда увеличивается. Обсуждается, что при низком токе во время цикла DCEP дуга в основном используется для очистки оксидных пленок, а увеличение рабочего цикла DCEN способствует увеличению глубины сварного шва. По мере увеличения сварочного тока во время DCEP дуга сильнее воздействует на расплавленную ванну, и нагрев детали становится более очевидным.В настоящее время увеличение продолжительности включения DCEN не обязательно способствует увеличению глубины сварного шва [86].

Изучая взаимодействие между дугой переменной полярности и вольфрамовым или алюминиевым сплавом в процессе низкочастотной VP-GTAW, было обнаружено, что катодные пятна присутствовали не только на поверхности оксидной пленки, но и на ее поверхности. из алюминиевого сплава. Катодная очистка поверхностных оксидов происходит из-за катодных пятен во время DCEP, и катодные пятна также образуют кратеры на поверхности алюминиевого сплава, который, как наблюдается, становится шероховатым и лучше для увеличения поглощения энергии во время лазерной сварки алюминия [87 ].Также отмечается, что рабочий цикл DCEP имеет наиболее значительное влияние на катодную очистку, за ним следует амплитуда тока DCEP и, наконец, скорость сварки [88].

В высокочастотном процессе VP-GTAW можно улучшить серьезный дефект пористости, который всегда возникал при сварке алюминиевых сплавов.

При использовании процесса высокочастотной сварки VP-GTAW пластина из алюминиевого сплава A1050 вибрировала переменным током дуги, частота которого может изменяться от 10 кГц до области ультразвуковых волн.Morisada et al. обнаружили, что количество раковин в сварном шве значительно уменьшилось, особенно на частоте 15 кГц [89]. Влияние частоты на газовые раковины можно увидеть на рис. 10. Когда возникает звуковая волна, кавитация звуковой волны вызывает положения низкого или отрицательного давления в ванне расплава, так что образовавшиеся пузырьки могут выходить за пределы ванны расплава. конвекцией раньше, как это видно на рис.10 (а) и рис.10 (б). Как видно на рис.10 (в).

Рис. 10. Влияние частоты на газовые раковины в VP-GTAW: (а) появление борта на обратной стороне в VP-GTAW с частотой 60 Гц; (b) вид валика на тыльной стороне при 20 кГц VP-GTAW; (c) влияние частоты на общую площадь дыхательных отверстий [89].

Последовательными экспериментами было доказано, что импульсный ток ультразвуковой частоты (без изменения полярности) способствует устранению пористости сварного шва [36], уменьшению ширины HAZ [90], увеличению проплавления сварного шва [ 91], улучшение микроструктуры в зоне сварного шва [92] и улучшение механических свойств сварных соединений [93].

Для дальнейшего улучшения качества сварки была разработана новая гибридная технология VP-GTAW (HPVP-GTAW) с импульсной ультразвуковой частотой (более 20 кГц), в которой импульсный ток ультразвуковой частоты точно накладывается на ток во время DCEN в низкочастотный процесс VP-GTAW. Схематическая диаграмма формы волны тока HPVP-GTAW показана на рис. 11. Ультразвуковая частота f H вычисляется как 1 / ( T b + T p ).Частота переменной полярности f L рассчитывается как 1 / ( t p + t N ).

Рис. 11. Принципиальная диаграмма формы волны тока HPVP-GTAW [94].

Li et al. при постоянном среднем токе во время DCEN HPVP-GTAW проплавление и глубина шва по ширине в целом улучшились с увеличением f H (в диапазоне от 20 кГц до 80 кГц), а глубина шва по ширине увеличилась на 60% при f H до 60 кГц.Глубина сварного шва к ширине также была улучшена с увеличением отношения пикового тока импульса ультразвуковой частоты и базового тока [95]. В данных условиях с f L на 100 Гц и f H в диапазоне от 20 кГц до 80 кГц, Cong et al. Выявлено, что увеличение f H амплитуды импульсного тока и уменьшение скважности импульса с изменением в определенных диапазонах может усилить пинч-эффект, приводящий к уменьшению радиального размера дуги.Они также могут значительно улучшить проплавление сварного шва при минимальном тепловложении, что может быть полезно для улучшения качества сварки пластин из алюминиевого сплава в процессе HPVP-GTAW [96].

Сварка с прямой и обратной полярностью на постоянном токе: Maine Welding Company

Сварка постоянным током прямой и обратной полярности

Чтобы понять сварка с прямой и обратной полярностью постоянного тока , важно понимать *** схему электродуговой сварки ***, которая аналогична любой электрической схеме.В простейших электрических цепях есть три фактора: ток или поток электричества; давление или сила, необходимая для протекания тока; и сопротивление, или сила, необходимая для регулирования потока тока.

Ток — это скорость потока, которая измеряется количеством электричества, протекающего по проводу за одну секунду. Термин ампер обозначает количество тока в секунду, протекающего в цепи. Буква I используется для обозначения силы тока в амперах. Давление — это сила, заставляющая течь ток.Мера электрического давления — вольт. Напряжение между двумя точками в электрической цепи называется разностью потенциалов. Эта сила или потенциал называется электродвижущей силой или ЭДС. Разница потенциалов или напряжений вызывает протекание тока в электрической цепи. Буква E используется для обозначения напряжения или ЭДС.

Сопротивление — это ограничение прохождения тока в электрической цепи. Каждый компонент в цепи, включая проводник, имеет некоторое сопротивление току.Ток легче протекает через одни проводники, чем через другие; то есть сопротивление одних проводников меньше других. Сопротивление зависит от материала, площади поперечного сечения и температуры проводника. Единицей измерения электрического сопротивления является ом. Обозначается буквой R.

Цепи сварочные электрические

Простая электрическая схема показана на рисунке 10-12. В эту схему входят два измерителя для электрических измерений: вольтметр и амперметр.На нем также изображен символ батареи. Более длинная линия символа представляет собой положительную клемму. За пределами устройства, которое устанавливает ЭДС, такого как генератор или аккумулятор, ток течет от отрицательного (-) к положительному (+). Стрелка показывает направление тока. Амперметр представляет собой измеритель низкого сопротивления, показанный круглым кругом и стрелкой рядом с буквой I. Давление или напряжение на батарее можно измерить с помощью вольтметра. Вольтметр представляет собой измеритель высокого сопротивления, показанный круглым кружком и стрелкой рядом с буквой E.Сопротивление в цепи показано зигзагообразным символом. Сопротивление резистора можно измерить омметром. Никогда не используйте омметр для измерения сопротивления в цепи при протекании тока.

Цепь для дуговой сварки . Можно внести несколько изменений в схему, показанную на рисунке 10-12 выше, для представления схемы дуговой сварки. Замените батарею сварочным генератором, поскольку они оба являются источником ЭДС (или напряжения), и замените резистор сварочной дугой, которая также является сопротивлением току.Схема дуговой сварки показана на рисунке 10-13. Ток будет течь от отрицательной клеммы через сопротивление дуги к положительной клемме.

Сварка постоянным током с обратной и прямой полярностью

На заре дуговой сварки , когда сварка проводилась неизолированными металлическими электродами на стали, было нормальным подключать положительную сторону генератора к изделию, а отрицательную сторону — к электроду. Это обеспечивало от 65 до 75 процентов тепла рабочей стороне контура для увеличения проникновения.При сварке отрицательным электродом полярность сварочного тока называлась прямой. Когда условия, такие как сварка чугуна или цветных металлов, делали целесообразным свести к минимуму нагрев основного металла, работа делалась отрицательной, а электрод положительным, а полярность сварочного тока считалась обратной. Чтобы изменить полярность сварочного тока, необходимо было снять кабели с клемм аппарата и заменить их в обратном положении. Первые электроды с покрытием для сварки стали давали наилучшие результаты с положительной или обратной полярностью электрода; однако по-прежнему использовались неизолированные электроды.При использовании как неизолированных, так и закрытых электродов приходилось часто менять полярность. Сварочные аппараты были оснащены переключателями, меняющими полярность выводов, и сдвоенными счетчиками. Сварщик мог быстро менять полярность сварочного тока. При маркировке сварочных аппаратов и переключателей полярности использовались эти старые термины, которые обозначали полярность как прямую, когда электрод был отрицательным, и обратную, когда электрод был положительным. Таким образом, отрицательный электрод (DCEN) совпадает с прямой полярностью (dcsp), а положительный электрод (DCEP) совпадает с обратной полярностью (dcrp).

Амперметр, используемый в сварочной цепи, представляет собой милливольтметр, откалиброванный в амперах, подключенных через сильноточный шунт в сварочной цепи. Шунт представляет собой калиброванный провод с очень низким сопротивлением. Вольтметр, показанный на рисунке 10-12, будет измерять выходную мощность сварочного аппарата и напряжение на дуге, которые, по сути, одинаковы. Прежде чем возникнет дуга или если дуга разорвется, вольтметр будет считывать напряжение на машине, при этом в цепи не течет ток. Это называется напряжением холостого хода и выше, чем напряжение дуги или напряжение на машине, когда течет ток.

Еще одна единица в электрической цепи — единица мощности. Скорость производства или использования энергии называется мощностью и измеряется в ваттах. Мощность в цепи — это произведение силы тока в амперах на давление в вольтах. Мощность измеряется ваттметром, который представляет собой комбинацию амперметра и вольтметра.

Кроме мощности необходимо знать объем работ. Электрическая работа или энергия — это произведение мощности, умноженное на время, и выражается в ватт-секундах, джоулях или киловатт-часах.

Общие сведения о сварочном токе и полярности

Несмотря на то, что сварка — это практическое занятие, сварщикам по-прежнему необходимы некоторые технические знания.

Один из общих терминов, который вы услышите в магазине или классе, — «сварочный ток».

Сварочные электроды и аппараты имеют маркировку переменного или постоянного тока.

Описывает полярность тока в сварочном аппарате.

Избранные онлайн-программы

Учитесь дома в удобном для вас темпе.

Sponsored

Так почему же полярность и электрические токи имеют значение при сварке?

Артикул Содержание

Что такое полярность при сварке?

При включении сварочного аппарата создается электрическая цепь, имеющая положительный и отрицательный полюс.

Это называется полярностью.

При сварке полярность играет важную роль, поскольку правильная полярность влияет на качество и прочность сварного шва.

Неправильная полярность приводит к плохому провару, сильному разбрызгиванию и отсутствию контроля сварочной дуги.

Что такое прямая и обратная полярность при сварке?

«Прямая» и «обратная» полярность — это термины, общие для «электродной положительной» и «отрицательной» полярности.

Электродные сварочные токи с положительной (обратной) полярностью обеспечивают более глубокий провар.

Отрицательная (прямая) полярность электрода обеспечивает более высокую скорость осаждения и плавления.

Сварочный шов также может подвергаться воздействию различных защитных газов.

Что означают переменный и постоянный ток?

AC означает переменный ток, а DC означает постоянный ток.

Переменный ток изменяет направление своего потока, а постоянный ток имеет только одно направление.

Таким образом, сварочные аппараты и электроды постоянного тока имеют постоянную полярность, в то время как аппараты переменного тока меняют полярность 120 раз в секунду при токе 60 герц.

Чем отличаются токи переменного и постоянного тока при сварке?

DC широко используется при дуговой сварке защищенным металлом (SMAW), поскольку имеет множество преимуществ.

При сварке на постоянном токе дуга становится более стабильной и плавной, легче зажигается, меньше брызг и простоев.

Кроме того, сварка над головой и вертикальная сварка вверх менее сложна.

Однако AC является лучшим выбором для начинающих, например студентов, поскольку он обычно используется с недорогими машинами начального уровня.

переменного тока также обычно используется при сварке в судостроении и других условиях, когда дуга может дуть с одной стороны на другую.

Что такое положительная и отрицательная полярность постоянного тока при сварке?

Кроме того, сварка может отличаться не только сварочным током, но и положительной или отрицательной полярностью электрода.

При положительной полярности постоянного тока проницаемость стали выше.

Отрицательная полярность постоянного тока обеспечивает меньшее проникновение, но более высокую скорость наплавки.

Например, его можно использовать для тонкого листового металла.

Переменный ток наполовину положительный, наполовину отрицательный, поэтому его свойства для сварки находятся в середине отрицательной и положительной полярности постоянного тока.

Если глубокое проплавление не требуется, некоторые сварщики выбирают переменный ток.

Например, для ремонта ржавого металла.

Для правильного выполнения сварочных работ важно понимать сварочные токи и полярность.

При выборе переменного или постоянного тока или полярности отрицательного / положительного электрода необходимо учитывать условия сварки, тип металла, скорость наплавки и уровень проплавления.

Зная это, вы можете упростить свою работу и улучшить качество сварки.

Что такое сварочный ток и полярность? — Сварочные классы Near Me

[thrive_headline_focus title = ”Что такое сварочный ток и полярность? ”Ориентация =” центр ”]

Хотя сварка — это работа, которая обычно требует значительного количества времени, выполняемого руками, это также работа, требующая знания технической информации. Термин, который вы увидите довольно часто, — это сварочный ток, и на машинах он всегда обозначается как AC или DC.Эти буквы представляют собой аббревиатуры, которые указывают, является ли машина полярностью переменного или постоянного тока. Многие задаются вопросом, почему это так важно? Что ж, в этой статье мы подробно рассмотрим причины, по которым стоит понимать, что именно означают эти термины.

Что такое «Полярность»?

Электричество, вырабатываемое вашим сварочным аппаратом, может иметь только положительный или отрицательный полюс. Этот отрицательный или положительный заряд — это то, что сварщики имеют в виду, когда говорят о полярности.Полярность — важная тема, на которую следует обратить внимание, поскольку она влияет как на качество, так и на прочность определенных типов сварных швов. Если вы используете неправильную полярность в определенном процессе сварки, вы, скорее всего, создадите изрядное количество брызг, не сможете достаточно контролировать свою дугу и недостаточно хорошо проникнете в основной материал.

Обратная и прямая полярность

Обратная и прямая полярность относятся к положительной и отрицательной полярности электрода. Токи с положительной или обратной полярностью имеют тенденцию лучше проникать в основной материал.С другой стороны, электродные токи отрицательной или прямой полярности имеют тенденцию к более быстрому плавлению и большей скорости осаждения. Также имейте в виду, что на сварку также могут влиять типы используемого защитного газа.

Что такое «переменный» или «постоянный» ток?

Переменный ток — это ток, который меняет направление своего протекания и меняет свою полярность примерно 120 раз в секунду, используя ток 60 Гц. С другой стороны, постоянный ток — это ток постоянной полярности.Эти термины обозначены как на электродах, так и на машинах буквами «переменного тока» или «постоянного тока» соответственно.

Чем отличаются использование постоянного и переменного тока при сварке?

Для некоторых типов сварки обычно требуется определенный тип тока из-за необходимого уровня проплавления. Например, вы обычно видите, что для дуговой сварки под флюсом используется постоянный ток. Теперь, при сварке под флюсом, мы увидим, что электроды постоянного тока относятся как к категориям DCEP, так и DCEN.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *