Прямая и обратная полярность при сварке — определение, особенности

Чтобы добиться нужных результатов при проведении сварочных работ с помощью инвертора, надо правильно подобрать расходники. Какие электроды лучше использовать для инверторной сварки, можно определить, зная их свойства. Изделия могут отличаться материалом, из которого они изготовлены, диаметром, составом обмазки и другими характеристиками.

Основное отличие в подключении

В случае прямой полярности сварочный кабель подключается к положительной клемме аппарата, так что носители электрических зарядов поступают к нему через обрабатываемое изделие. Отрицательный же полюс притока зарядов образуется в районе основного инструмента сварщика – держателя с электродом.

Описанное различие прямой и обратной полярности подключения к инверторам оказывает существенное влияние на температурный режим в зоне сварки.

Так, прямое подсоединение увеличивает температуру на анодном полюсе дугового разряда (знак «+») в сравнении с катодным контактом (знак «-»). Этим эффектом и обуславливается возможная сфера применения прямой полярности при проведении сварочных работ.

Прямая направленность тока обеспечивает выделение значительных количеств тепловой энергии со стороны заготовки. Вследствие этого прямую полярность можно применяться для резки крупногабаритных металлических конструкций и массивных стальных изделий с толстыми стенками.

Вот почему обратная полярность используется в тех случаях, когда нужно свести к минимуму риски выбраковки заготовок, а также при проведении ювелирно выверенных, точных работ.

Обратную полярность применяют также при сварке тонколистовых материалов и сталей различной степени легирования, чувствительных к перегреву. Наибольшее распространение получило использование тока обратного включения при работе под флюсом, а также в среде инертных газов.

На что влияет полярность сварки

Работа с рутиловыми электродами возможна на обоих видах полярности. Аналогами типа УОНИ производитель рекомендует варить на «минусе». От сварочной полярности зависит прогрев детали.

На прямой подаче заготовка сильнее накаливается, позволяя сделать глубже шовный участок.

На обратной полярности обрабатываемый элемент прогревается слабее, температура концентрируется на окончании электрода. Второй режим ориентирован на обработку тонкого металла и изделий, чувствительных к перегреву.

Особенности прямой и обратной сварки

Прямо-полярный метод рассчитан на:

• прокатный монтаж из спецсталей методом наплавления;
• неплавящуюся вольфрамовую сварку с применением проволоки для наплавки;
• работу с текучими материалами;
• раскрой заготовок с использованием сварочных приспособлений.

Преимущества и недостатки разных методов

Зная, что такое прямая и обратная полярность при сварке, нужно учитывать достоинства и недостатки обоих способов. Это позволит изменить подключение клемм, добиться лучшего результата работ.

Преимущества прямой полярности перед обратным методом:

• получение узкого валика шва;
• глубокая проварка детали;
• наличие стабильной электрической дуги;
• широкий ассортимент расходников с разными видами покрытий.

Недостатки:

• разбрызгивание металла;
• повышенный риск прожога заготовок;
• появление остаточного напряжения в местах термообработки.

К недостаткам причисляют:

• необходимость использования электродов, устойчивых к перегреву;
• малую глубину шовного валика;
• поддерживание короткой дуги.

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.

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.

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.

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.

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.

Что это такое?

Во время работ постоянным электротоком процесс электросварки можно осуществить, используя электрический ток с прямой либо обратной полярностью. При выполнении электросварки термин «прямая полярность» значит то, что электрический ток проходит от выпрямителя сварочного устройства на поверхность заготовки с положительным зарядом. Плюсовая клемма устройства для сварки посредством специального электрокабеля соединяется с заготовкой, а на электрод, который подключен к минусовой клемме, через электродержатель проходит отрицательный электрический заряд.
Особенности процесса электросварки в этом варианте состоят в том, что положительный полюс анода имеет температуру, значительно превышающую показатели катода, который служит отрицательным полюсом. По этой причине использование электрического тока с прямой полярностью широко распространено при выполнении сварочных работ с деталями, имеющими толстые стенки. Кроме того, этот метод применяется и для проведения разрезания металла, а также в случаях, когда для выполнения того или иного процесса необходимо образование большого объема тепловой энергии. Что касается выполнения сварочного процесса с применением электротока обратной полярности, то для осуществления сварочных работ потребуется изменить порядок подключения в противоположном направлении. В этом случае отрицательный заряд клеммы со знаком «-» будет подаваться на рабочую поверхность заготовки, а положительный заряд от клеммы со знаком «+» будет направлен к сварочному электроду.

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

Отличия режимов при сварке

При сварке током постоянного действия, на кончике расходника появляется термопятно, обладающее высокой температурой. В зависимости от полюса, подсоединенного к электроду, выбирается режим сварки. Например, если к электроду подключена положительная клемма, на его конце будет образовываться анодное пятно с температурой 3900 градусов по Цельсию, если отрицательная — пятно будет катодным, а его температура достигнет 3200 градусов по Цельсию. Это основное отличие между двумя методами.

При применении сварки с прямой полярностью основную часть температурной нагрузки получает металлическая деталь. В результате удается легко добиться углубления сварного шва. В случае с обратной полярностью, высокая температура концентрируется на конце электрода. При этом детали в местах соединения нагреваются меньше, что целесообразно для сваривания заготовок небольшой толщины.

Осуществление работ подразумевает прогревание металла до расплавления, то есть образования сварочной ванны, на состояние которой влияет выбор режима сварки с обратной или прямой полярностью:

• при слишком большой силе тока электродуга начнет отталкивать разогретый металл. При этом детали соединить не удастся;
• если напряжение будет недостаточным, металл не разогреется до нужного состояния.

При прямой полярности в ванне создается растекаемая среда, где можно руководить электродом, направляя сварный шов и контролируя его глубину. Конечный результат зависит от скорости движения электрода. Чем она меньше, тем больше тепла поступает в сварочную зону и лучше прогревается металл. От используемого режима зависит глубина и ширина сварного шва.

Интересное: Сварные швы – дефекты и их устранение

Схема подключения полюсов при обратной полярности.

Важно! Чем выше ток и прогонная энергия на дуге, тем глубже провар. Наибольшую глубину проплавки возможно обеспечить посредством режима сварки обратной полярности.

Что касается выбора расходников, то для осуществления сварочных работ в режиме обратной полярности рекомендуется использовать чистые металлические стержни без покрытия, а для прямой — угольные электроды.

Тип электрода

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

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

При использовании электродов необходимо соблюдать следующие правила:

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

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

Особенности сварки при использовании прямой полярности

Работая сварочным аппаратом постоянного тока и применяя способ подключение схемы прямой полярности, следует учитывать такие особенности процесса:

• Шов сварочного соединения — глубоко проникающий, узкий по ширине, более крепкий по качеству;
• Можно варить практически все типы сталей, толщина которых начинается от трех миллиметров и выше;
• При использовании вольфрамового стержня для цветных металлов можно применять только метод прямой полярности при сварке;
• Сварная дуга отличается стабильностью, устойчивостью к срывам, в результате чего легче контролировать процесс работы и получить красивый шов;
• Для работы таким методом не подходят электроды, рассчитанные на использование в сварке переменным током;
• При использовании сварочного аппарата в качестве резака, заготовка легче поддается раскройке.

Выбор электродов по легкости в работе, качеству и экологичности

Стабильность дуги, качество шва и легкость в работе определяется в наибольшей степени покрытием электрода.

Причем важно, что покрытые электроды для ручной дуговой сварки отличаются не только составом, но и толщиной слоя, которая определяет качество шва и выглядит на маркировке упаковки в виде букв: М – тонкое покрытие; С – среднее; Д – толстое; Г – особо толстое покрытие электрода.

Качество же изготовления самого изделия электрода на маркировке выглядит в виде чисел: 1 – высокое качество; 2 – среднее; 3 – низкое.

Покрытие электрода – это также самая уязвимая его часть, которая может отсыреть или растрескаться/отвалиться при небрежной перевозке, хранении в сырости и под давлением; также обратите внимание на срок годности, чтобы успеть использовать покрытые электроды до его окончания. Всего существуют электроды с четырьмя основными видами покрытия, плюс еще два вида: смешанные и прочие.

Электроды с кислотным покрытием в работе образуют очень жидкую сварочную ванну, в которую металл от него переходит в виде капель. Горение дуги неустойчиво, металл во время сварки разбрызгивается, высокая вероятность прожига насквозь изделия в результате очень резкого повышения температуры от дуги. Большая вероятность образование трещин во время затвердевания, шов получается насыщенным кислородом, пористым. Наблюдается выделение токсичных веществ в воздух во время сварки.

Электроды с основным покрытием при сварке формируют короткую дугу; образуют вязкотекучую ванну, в которую металл с электрода переходит в виде средних и крупных капель. На переменном токе, при большом вмещении в составе покрытия CaF2 (плавиковый шпат), наблюдается усложнение процесса сварки.

Шов наиболее качественный среди остальных, лучшие характеристики вязкости, плотности; гораздо меньше вероятность образования трещин, чем при использовании кислотного электрода. Электроды с основным покрытием – это электроды для ручной сварки, применяемые в работе по высоконагруженным конструкциям, которые находятся под давлением.

Из недостатков стоит отметить тщательную подготовку сварного изделия (разделка кромок швов сварных изделий, их зачистка), а также необходимость его прокалки перед сваркой, без которой будет высокое порообразование.

Электроды с органическим, целлюлозным покрытием предназначены для любого положения сварки, но велико разбрызгивание металла и шов, который получается – грубо выглядит, таким образом, не подходит для однопроходных лицевых швов. В них наибольшая доля газообразующих компонентов, которые при горении, обеспечивают хорошую защиту металла в зоне сварной ванны и поддержку дуги от угасания.

Меньшая доля шлакообразователей позволяет беспрепятственно формировать шов. Перегрев при их использовании исключен, металл не стекает и быстро остывает. Наилучшее применение – сварка вертикальных швов сверху вниз; сварка первого корневого шва трубопроводов в положении сверху вниз.

Электроды с рутиловым покрытием самые распространенные и легкие в работе для начинающих сварщиков типы электродов для ручной дуговой сварки, которые также чаще всего применяют в хозяйственной практике. Они хороши легким возбуждением дуги, ее стабильным горением (в т. ч. при изменении ее длины) и хорошим видом шва с минимумом брызг, качество прочности которого также на высоте.

Причем те, что содержат большую часть TiO2, позволяют варить по второму разу по шлаку предыдущего слоя шва, не удаляя его. Низкое выделение токсичных веществ в воздух, стойкость к порообразованию, хорошая отделяемость шлака. Лучше всего в сварке прихватками, угловых и финальных лицевых швов.

Особенности обратной полярности при сварке

Сварка металла при таком способе подключения оборудования имеет следующие характеристики:

• Шов сварочного соединения менее глубок по проникновению в металл, с более выраженной шириной;
• Метод наиболее подходит для соединения средних по толщине заготовок либо тонких листов металла;
• При операциях с толстыми заготовками наблюдается хрупкость шва под воздействием нагрузок;
• Для работы не подходят электроды, структура которых разрушается при перегреве;
• Электрическая дуга отличается меньшей стабильностью, особенно в режиме работы на низких токах, что ведет к неравномерности соединения;
• Осуществляя сварку высоколегированных сталей, необходимо строго выполнять технологический процесс рабочего цикла.

Хорошие, самые лучшие, наилучшие электроды для инверторной сварки: рейтинг

Печатные и электронные издания периодически проводят опросы среди сварщиков, которые помогают определить, какой фирмы электроды лучше.

Рейтинг сварочных электродов включает следующих производителей: УОНИ, Ресанта, “ЛЭЗ”. Лучшие импортные материалы, по мнению исполнителей: ESAB, Kobe Steel, Lincoln Electric.

Топ электродов сформирован благодаря мнению как профессиональных, так и начинающих сварщиков.

Каждый из Вас также может выразить свое мнение, приняв участие в опросе.

Лучшие (популярные) марки электродов

Материалы по чугуну и нержавейки не включены, по причине своей специфичности.

Лучшие (популярные) производители электродов

Если вы видите, что в рейтингах не хватает заслуженной марки или производителя, напишите в комментариях, они будут добавлены в опрос.

Плюсы и минусы двух методик

Оба способа сваривания металла имеют свои плюсы и минусы. Используя схему подключения прямой полярности можно выделить следующие особенности при работе:

• получается глубокий крепкий сварочный шов, более узкий;
• отмечается стабильность сварной дуги, что позволяет полностью контролировать весь процесс;
• возможность варить любой металл, толщиной от 3 мм и более;
• при использовании сварочного аппарата заготовка хорошо поддается раскройке;
• требуется индивидуальный подбор электродов. Для данного метода не подходят расходники для осуществления сварки переменным током. Можно использовать вольфрамовые стержни для соединения цветных металлов.

Сварка металла методом обратной полярности, характеризуется:

• получением менее углубленного, но более широкого сварочного шва;
• менее стабильной электродугой, особенно при низком напряжении, из-за чего соединение может получиться неравномерным;
• возможностью сваривания заготовок средней толщины и тонких металлических листов:
• необходимостью выбирать электроды со структурой, не разрушающейся при перегреве.

При использовании метода обратной полярности сварку высоколегированных сталей необходимо осуществлять в строгом соответствии с технологическим процессом.

Как выбрать электроды для сварки меди

• изделие нужно очистить;
• при толщине стенок от 6 до 18 мм. необходима разделка кромок;
• сварочная ванна во время работы должна быть защищена от взаимодействия с кислородом. Для этого рекомендуется использовать электродную проволоку, легированную алюминием или фосфором. Если не принять соответствующие меры, произойдет окисление меди;
• высокий коэффициент расширения может привести к образованию горячих трещин;
• из-за большой теплопроводности меди сварку следует проводить источником повышенной мощности и с большой концентрацией тепла в зоне шва;
• воздействие температур 240-450°C приводит к тому, показатели пластичности меди достигают своего минимума; большая жидкотекучесть металла.

Для сварки меди и ее сплавов следует применять специальные электроды:

Комсомолец-100 (на картинке) – одна из наиболее популярных марок, выпускается многими производителями.

ОЗБ-2М используются для выполнения широкого спектра работ: наплавка, сварка, исправление дефектов.

Иностранные электроды какой марки следует применять для меди и ее сплавов:

Соединение, сваренное электродами ОК 94.35, характеризуется высокой прочностью и коррозионной стойкостью, не боится воздействия морской воды.

ZELLER 390 используется для создания соединения, которое должно отвечать следующим требованиям: высокая стойкость к коррозии, тепло- и электропроводности.

Что означает полярность при сварочных работах

В инверторных сварочных аппаратах для обозначения полярности используются надписи
Рассматривая вопрос полярности, понятно, что сварка в этом случае осуществляется током постоянного напряжения. Клеммы сварочного инвертора, куда подсоединяются силовые кабели держателя электрода и массы, обозначены значками «+» и «-». Обычно, подключая такой прибор и начиная его эксплуатировать, многие, руководствуясь инструкцией или рекомендациями знакомого специалиста, не задумываются, почему на конкретную клемму вешают именно этот, а не другой провод.

А разница все-таки есть, и здесь сокрыт недвусмысленный физический закон движения заряженных частиц – электронов. Электроны, обладая отрицательным зарядом, всегда движутся от минуса к плюсу в любой схеме, включая инвертор. При сварке можно подключить электрод как к плюсовой клемме, так и к минусовой – все будет работать. Но электроны в том и другом случае будут двигаться в разных направлениях по цепи, это отразится на процессе и конечном результате.

Подключение по схеме прямой полярности

Если схему собрать так, что плюс от инвертора идет на стальную заготовку (свариваемая деталь), потом через дуговой промежуток, сварочный электрод к минусу инвертора, то такое соединение получило название прямой полярности при сварке. В этом случае анодом выступает деталь, а катодом — электрод. Место соединения на детали будет греться сильнее, чем кончик электрода, приблизительно на 700 градусов по Цельсию.

Подключение по схеме обратной полярности

Схема подключения кабелей аппарата для сварки, когда плюс от инвертора приходит на сварной электрод, потом через дуговой промежуток попадает на рабочую деталь и минус инвертора, получила название обратной полярности при сварке. Здесь уже электрод будет греться сильнее, так как анодное пятно будет на нем, катодное – в области соединения стальных заготовок.

Как правильно подключить сварочный инвертор

Многие из начинающих сварщиков не знают, что инвертором можно варить по-разному. Они так до сих пор и используют, стандартное подключение — плюс на электрод, а минус на металл.

Однако если подключить инвертор по-другому, к минусу электрод, а к плюсу металл, то можно добиться лучшего углубления сварочного шва. Простыми словами, при таком подключении инвертора, основная температура будет приходиться на металл, в результате чего заготовка прогреется лучше.

Ну и, наоборот, при «стандартном» подключении инвертора, когда электрод подсоединяется к плюсу, а металл к минусу, удастся не прожечь тонкую заготовку. Как это работает и в чем смысл? Как правильно подключить инвертор, плюсом на электрод или минусом? Читайте в этом обзоре.

По каким критериям нужно выбирать полярность

Выбирая тип подключения сварочного аппарата, необходимо обращать внимание на ряд важных критериев. Это позволит не допустить брака или чрезмерного расхода материалов, обеспечить требуемую прочность соединения.

Толщина металлического листа

Детали, толщина которых не превышает 3 мм, часто прожигают. Для сварки подобных заготовок используют обратно-полярную схему, обеспечивая анодное термопятно на краю электрода. Такой подход уместен при обработке цветных, легированных материалов.

Типы металлов

За окончательный нагрев изделий и держателя отвечает плюсовая клемма. На катоде выделяется меньше тепла, чем на аноде. При обработке тугоплавких сталей лучше использовать прямое подсоединение, когда температура достигает 4000 °C. Для металлов, меняющих характеристики при перегреве, подключают минусовую клемму. При прямо-полярной обработке шов углубляется, при «обратке» – сосредотачивается на поверхности.

Разновидности электродов

Выбирая марку электродов, учитывают род тока. Для переменного напряжения подходят любые разновидности, поскольку полярность в этом случае не играет никакой роли. Для разновидностей ОК, ОЗС, МР рекомендуют обратное подсоединение. УОНИИ и подобные модификации рассчитаны на прямую схему. Рекомендации производителей указаны на упаковках. Многие сварщики предпочитают универсальные аналоги другим вариантам.

Присадки и прочие расходники

Тугоплавкие электроды, применяемые для создания дуги, чаще используют с прямой полярностью. Работа с наплавочной проволокой предусматривает применение только вольфрамовых элементов. Угольные аналоги неустойчивы к высокой температуре, становятся хрупкими и крошатся.

Какую использовать?

Одним из важных критериев, на котором основывается выбор полярности электросварки, является состав покрытия сварочного электрода. В зависимости от материала электрода подбирается режим электросварки. Например, черные угольные стержни, которые имеют свойство быстро нагреваться, выбирать для сварки методом обратной полярности нецелесообразно. Такие электроды быстро разрушатся, и процесс электросварки будет постоянно прерываться, кроме того, они не подходят для тонкого металла.

Правильная подборка электрода в этом случае зависит от состава материала заготовки. Если взять электрод без покрытия, то при электросварке в условиях прямой полярности он будет хорошо плавиться и гореть, а если работать с такой проволокой в условиях переменного электротока, электрод без покрытия гореть не будет. Прочность и внешний вид сварного шва зависит от полярности расположения полюсов. Чтобы получить максимально глубокую проварку металла, потребуется применить технологию использования постоянного тока с обратной направленностью. При таком расположении полюсов максимальный набор тепловой энергии будет в области анода.

Применение электросварки с обратной направленностью тока считается наиболее востребованным. Сварочный аппарат может осуществлять подачу сварочной проволоки с определенной скоростью, от этого будет зависеть выбор определенных вариантов технологий сварки. Электрический ток обратной полярности применяется для работы в среде защитных газов, а сварка с прямой направленностью используется при работе с флюсовой порошковой сварочной проволокой.

Прямая направленность электротока применяется для работы с цветными металлами, когда для сварки металла используют электрод из вольфрама.

Прямая и обратная направленность электротока выбирается исходя из ряда факторов, главными из которых являются состав расходных материалов, применяемое оборудование, вид металла заготовки и ее толщина. Вне зависимости от того, какая полярность подачи электротока будет выбрана, имеются определенные нюансы, которые важно учитывать.

Известно, что используя постоянный электроток, можно получить сварочное соединение без наличия большого образования окалины из-за брызг. Остывший шов получается аккуратным и прочным. Такие характеристики шва объясняются тем, что при работе постоянным током не происходит частой смены полярностей, в отличие от работы переменным видом подачи электротока.

В случае, когда для сварочного процесса используются электроды плавящегося типа, то ввиду разницы нагрева между катодом и анодом возможны прожоги поверхностей заготовок. Чтобы избежать прожога заготовки в участке подсоединения ее к электрокабелю, используют прижимную струбцину.

Заряд, который несет кабель, не играет роли – в том и другом случае струбцина выступает в качестве дополнительной защиты заготовки.

Полярность аккумулятора

Полярностью называют схему расположения токовыводящих элементов на верхней крышке или лицевой стороне аккумулятора. Другими словами, это положение плюса и минуса. Токовыводы также выполнены из свинца, как и пластины внутри.

Прямая и обратная полярности

Существуют две распространенные схемы расположения:

• прямая полярность;
• обратная полярность.

Прямая

В советский период все аккумуляторы отечественного производства были с прямой полярностью. Полюсные выводы располагаются по схеме – плюс (+) слева и минус (-) справа. Аккумуляторы с такой же схемой выпускаются и сейчас в России и на постсоветском пространстве. АКБ иностранного производства, которые сделаны в России, также имеют данную схему расположения выводов.

Обратная

На таких аккумуляторах слева расположен минус, а справа плюс. Данное расположение характерно для АКБ европейского производства и поэтому такую полярность часто называют «европолярностью».

Аккумуляторная батарея

Каких-то особых преимуществ разная схема положения не дает. Она не влияет на конструкцию и эксплуатационные особенности. Проблемы могут возникнуть при установке нового аккумулятора. Другая полярность заставит поменять положение батареи и длины провода может не хватить. Также водитель может просто перепутать контакты, что приведет к замыканию. Поэтому важно уже при покупке определиться с типом АКБ для своего автомобиля.

Как определить?

Узнать это не так сложно. Для начала нужно повернуть батарею лицевой стороной к себе. Она находится со стороны расположения наклеек с характеристиками и логотипом. Также и полюсные выводы находятся ближе к лицевой стороне.

На многих аккумуляторах можно сразу увидеть знаки «+» и «−», которые точно указывают полярность контактов. Другие производители указывают информацию в маркировке или выделяют токовыводы цветом. Обычно плюс имеет красный цвет, а минус синий или черный.

В маркировке обратная полярность обозначается литерой «R» или «0», а прямая литерой – «L» или «1».

Можно ли установить аккумулятор другой полярности?

Такой вопрос часто возникает у тех, кто по невнимательности купил аккумулятор другого типа. Теоретически, это возможно, но потребует затрат и лишней волокиты с установкой. Дело в том, что если купить АКБ с обратной полярностью на отечественный автомобиль, то может банально не хватить длины проводов. Просто так удлинить провод не получится. Нужно учитывать сечение и диаметр клемм. Также это может сказаться на качестве передачи тока от батареи.

Оптимальным вариантом станет замена аккумулятора на другой с подходящим расположением контактов. Можно попытаться продать купленный АКБ, чтобы не быть в убытке.

Что может произойти, если перепутать при установке?

Если перепутать полярность, то может произойти следующее:

• перегорание предохранителей, реле и проводов;
• выход из строя диодного моста генератора;
• перегорание электронного блока управления двигателем, сигнализации.

Самой простой и дешевой проблемой может стать перегорание предохранителей. Впрочем, это их главная функция. Найти сгоревший предохранитель можно мультиметром путем «прозвона».

Если перепутать контакты, то генератор, наоборот, потребляет энергию от аккумулятора, а не дает ее. Обмотка генератора не рассчитана на входящее напряжение. АКБ также может пострадать и выйти из строя. Самым простым вариантом станет сгорание нужного предохранителя или реле.

Большой проблемой может быть выход из строя электронного блока управления двигателем (ЭБУ). Это устройство требует соблюдения полярности, несмотря на встроенную защиту. Если предохранитель или реле не успеет перегореть, то с большой вероятностью ЭБУ выйдет из строя. Это значит, что автовладельца гарантированно ждет дорогостоящая диагностика и ремонт.

Большинство устройств в электросети автомобиля, такие как автомагнитола или усилитель, имеют защиту от смены полюсов. В их микросхемах предусмотрены специальные защитные элементы.

При «прикуривании» от другого аккумулятора также важно соблюдать полярность и последовательность соединения клемм. Неправильное подключение вызовет замыкание в 24 вольта. Если провода имеют достаточное сечение, то они могут оплавиться или водитель сам получит ожог.

При покупке нового аккумулятора внимательно читайте маркировку и узнайте у продавца все характеристики батареи. Если уж так случилось, что вы приобрели АКБ с неподходящей полярностью, то лучше всего заменить его или приобрести новый. Наращивать провода и менять положение батареи следует только в крайнем случае. Лучше использовать подходящее устройство, чем потом тратиться на дорогостоящий ремонт.

Выбор инвертора и его эксплуатация

Чтобы быстро переключать полярность при работе с тонкими и толстыми металлами, у инвертора должны быть надежные разъемы силовых кабелей. Хлипкие тонкие штырьки в разъеме и невысокий бортик для фиксации быстро износятся от частых перестановок. Тогда возникнет люфт, в гнездах кабеля будут болтаться, образуется повышенное сопротивление и перегрев. Сила сварочного тока будет падать, а между разъемом и гнездом даже возможно образование электрической дуги.

Подбирайте надежные инверторы ММА с прочными гнездами, чтобы при смене полярности ничего не изнашивалось и не болталось. Если у Вас уже есть инвертор и его разъемы изношены, их можно заменить на более крепкие, выбрав из каталога соединительных кабельных разъемов.

Сварка тонкого металла 1.0-1.5 мм покрытым электродом — это сложная задача для новичка. Справиться с ней без прожогов помогут инверторы РДС с функцией “Антиприлипание”. Когда кончик электрода погружается в сварочную ванну, аппарат “чувствует” это и выключает сварочный ток. В результате нет удерживающей силы, Вам не требуется наклонять держатель влево-вправо, чтобы оторвать электрод от поверхности. Обмазка расходника не осыпается при этом.

Функция “Форсаж дуги” тоже помогает при сварке тонкого металла на обратной полярности. Когда электрод вот-вот прилипнет, инвертор автоматически повышает силу тока на 10 А, сохраняя электрическую дугу. Как только Вы восстановили воздушный зазор, аппарат сам понижает силу тока до прежнего значения, исключая прожоги.

Инструменты

0 votes

+

Голос за!

—

Голос против!

Все больше людей предпочитают загородную жизнь городским квартирам. Своей хозяйство требует много работы и обслуживания. Очень часто возникают моменты, когда надо сварить металл, например, починить забор. И здесь, чтобы сэкономить на вызове сварщиков, многие стараются самостоятельно освоить дуговую сварку. В статье речь пойдет о выборе сварочных электродов для различных металлов и сплавов.

Виды сварочных аппаратов

Чтобы понять, какие именно электроды понадобятся для сварочного аппарата при тех или иных работах, вначале надо разобраться с основными видами сварки.

Все сварочные аппараты разделяют на две группы:

• бытовые сварочники могут работать без перерыва непродолжительное время. Они предназначены для использования от обычной сети в 220 В с частотой 50 Гц, а показатель силы тока находится в пределах 200 Ампер. Таких характеристик сполна хватит, чтобы сварить забор, ворота, армированные каркасы или трубы. А это значит, что они оптимальны для домашнего хозяйства;

• профессиональные сварочники более универсальны и могут работать не только от 220 В, но и от 380 В. Они уже могут при работе выдавать силу тока свыше 200 Ампер. Внешне их нетрудно отличить от бытовых аналогов более крупными габаритами. В связи с чем, для удобства работы и передвижения, их оборудуют колесиками. Их применяют на стройках, на монтаже нефтяных и газопроводов и в других профессиональных отраслях, где требуется надежная сварка.

Принцип работы всех сварочных аппаратов, независимо от стоимости, основывается на применение постоянного или переменного тока. Этот параметр зависит от того, какого качества нужен получаемый шов, разновидность металла и пр.

На сегодняшний день первенство по популярности удерживают сварочники, работа с которыми осуществляется обычным электродом. Это надежные проверенные годами приборы, благодаря простой конструкции обладают высокой ремонтопригодностью.

Трансформатор

• Один из первых примитивных по конструкции моделей сварочного аппарата. Смысл его работы состоит в преобразовании переменного тока большого напряжения в меньшее, в итоге получается сваривание.
• По способу регулировки их делят на несколько основных видов: со стандартным магнитным рассеиванием, с увеличенным и тиристорные, оборудованные фазой регулировки. Основным их недостатком считается невозможность поддерживать постоянность дуги при сварке. К тому же, на качество шва в худшую сторону сказывается присутствие шлаковых образований и газовых выделений.
• Еще их недостатки – большие габариты и вес. Чувствительны к скачкам напряжения при большом ее расходе. Для работы с ним требуется опыт и сноровка, тогда получится сварить качественный шов. Их используют и по сей день, но только для черновой работы с дешевыми металлами.

Выпрямители

• Они уже совершеннее трансформаторов, с их появлением получилось исключить недостатки использования переменного тока. Их конструкция оборудована блоком полупроводников-диодов, который и позволяет преобразовывать переменный скачущий ток от сети в постоянный линейный. Данный аппарат удобен и понятен в использовании даже новичку, что делают его популярным.
• Все это позволило получать швы высокого качества и равномерной глубины на всем их продолжении. При сварке образовывается стабильная дуга высокой защищенности, которая защищает металл от разбрызгивания расплава.

Важно: для данного сварочного аппарата подойдут все виды электродов.

• Еще одно отличие от трансформатора – возможность варить алюминий, низколегированную и нержавеющую сталь.

Получается, что выпрямители удобны для использования в домашних условиях и подходят для работы с широким спектром материалов.

Инвертор

• На рынке они появились сравнительно недавно и сразу завоевали широкую популярность. На сегодня – это самый часто используемый сварочный аппарат. Имея небольшой вес и компактные размеры, инверторы обладают высокой мощностью и функциональностью. Новички выбирают их в первую очередь потому, что система настройки режимов работы полностью автоматизирована. Профессионалам такой инструмент позволяет существенно увеличить производительность труда.

• Первые модели инверторов способны работать только при стабильном напряжении, который может гарантировать электрогенератор. Современные аналоги уже имеют более модернизированную систему. Так, в нем присутствует специальный выпрямитель, который сглаживает синусоидный ток из сети в постоянный. Далее, он направляется в инверторный блок, где образовываясь обратно в переменный, получает большую частоту. После чего в трансформаторном блоке происходит понижение напряжения и, пройдя через силовой выпрямитель, получается мощный постоянный ток, создающий стабильную сварочную дугу.

К основным преимуществам инвертора относят:

• точные настройки для разных видов работ;
• независят от скачков напряжения в сети;
• создают высококачественные сварные швы;
• допускается работать даже с тонкостенными металлами;
• целый ряд дополнительных функций, которые удобны в работе: горячий старт, импульсная сварка, стабилизатор мощности, который предотвращает перегрев аппарата и опция предотвращение залипания электрода.

Важно: работать с инвертором можно электродами всех видов.

Полуавтоматы

• Для работы с ним электроды не потребуются, он работает газом. Это позволяет существенно ускорить работу, сделать шов сплошным и с глубоким проваром.
• Вместо электродов в полуавтомате используется проволока и разные виды газа, которые подбираются в соответствии с металлом.

Как выбрать электроды для сварки

На качество шва влияет не только сварочный аппарат, но и правильно выбранные электроды. На сегодняшний день рынок представляет широкий ассортимент электродов для сварки инвертором. Друг от друга их отличает не только материал покрытия, но и диаметр и ряд других характеристик, которые будут рассмотрены в данной статье.

Классификация сварочных электродов

Электроды, как правило, делят на две основные группы: плавящиеся и неплавящиеся. Первые изготавливаются из проволоки со специальным наружным покрытием, обеспечивающим стабильную сварочную дугу. Также способствуют защите обрабатываемого металла от газовых выделений и шлаковых брызг. Для работы с нержавейкой или медью их производят из специальных сплавов. А вот для аргоновой сварки рекомендуется использовать неплавящиеся электроды.

Более подробная классификация электродов выглядит следующим образом:

• проведение ремонта или наплавки;
• сварка углеродистой или низколегированной стали;
• сварка меди или любых медных сплавов;
• сварка чугуна и чугунных сплавов;
• сварка алюминия и алюминиевых сплавов;
• работа с металлами трудноподдающихся сварке;
• сварка высоколегированной стали;
• сварка сплавов с теплоустойчивыми свойствами.

Как выбрать электроды по типу покрытия стержневой проволоки электрода:

• основные электроды. Этот вид представлен наиболее популярной моделью УОНИ 13/155. С его помощью добиваются высококачественных сварных швов, отличающихся механической прочностью и устойчивостью к образованию кристаллизационных трещин. Основные электроды подходят для создания ответственных швов на конструкциях, которым предназначена эксплуатация в суровых условиях. Но они имеют и свои недостатки: неправильно выставленная дуга при работе, либо влажное покрытие могут привести к образованию пористой структуры. К тому же, работать с ними можно только на постоянном обратном токе;
• электроды с рутиловым покрытием. Наиболее популярный вид электрода этой группы МР-3. Они предназначены для сварки малоуглеродистого метала. Их достоинство заключается в устойчивой сварочной дуге не только на постоянном, но и на переменном токе. Независимо от пространственного месторасположения работы шов получается качественный с практически полным отсутствием брызг. Допускается варить ржавый или испачканный металл.

Диаметры сварочных электродов

Как уже писалось выше, электроды имеют различные диаметры. Этот параметр важен и оказывает наибольшее влияние на процесс сварки.

• Смысл заключается в том, при большем диаметре электрода, удастся сварить большую толщину металла, но при этом и потребуется добавить больше тока.
• Самый часто используемый размер – это 2,5 мм, этого вполне хватит для домашних работ, так как позволяет варить металл толщиной до 4 мм.
• На самом деле существует огромный выбор диаметров, но в широкой продаже, как правило, представлены только самые востребованные — от 1,5 мм до 6,0 мм. Шаг между размерами 0,5 или 1 мм. При необходимости приобретения электрода большего диаметра, не составит труда заказать его в магазине.

Совет: не всегда толщина металла служит единственным критерием при выборе электрода. Опытные сварщики знают, что важны еще и его свойства. К сожалению, узнать это можно только опытным путем, так как четких инструкций на это счет нет. Или попытаться узнать эту информацию на специализированных форумах или блогах.

Определившись с выбором толщины электрода надо понять, как к нему правильно подобрать ток, ведь эти два параметра напрямую взаимосвязаны. Так, при слишком сильном сварочном токе метал просто прожжется насквозь, а при слишком низком – не получится образовать дугу. Эти рекомендации даются производителем на коробке с электродами.

Как выбрать сварочные электроды с учетом режима работы и особенности металла

• В первую очередь выбор зависит от вида тока, которым будет производиться работа. В большинстве случаев инверторы создают постоянный ток, а при варке им электрод получится подключить двумя способами: при прямой полярности электрод присоединяют к «минусу», а свариваемый металл к «плюсу», при обратной полярности подключение меняют на противоположное.

• В первом случае выработка тепла будет выше, что особенно хорошо для толстостенной стали или крупных деталей, но это не всегда целесообразно. Например, обратная полярность выбирается при варке тонколистового металла, что позволяет снизить риск прожога. А при работе с высоколегированной сталью уменьшает перегрев.

Три кита, на которых держится принцип варки электродами – это диаметр изделия, толщина свариваемого металла и сила тока. Как уже писалось выше, чем толще металл, тем больший диаметр электрода потребуется. Но здесь существует один нюанс. При работе инвертором, толщина электрода будет влиять на рабочую плотность тока, снижая ее. Это приводит к нестабильности и колебанию дуги, что в свою очередь скажется на качестве шва – он станет более широким, а провар менее глубоким. Хорошо, если производитель сварочного аппарата указал все необходимые параметры сварочного тока, если таковых данных нет, то можно опираться на усредненные показатели:

• электрод диаметром 2 мм потребует силу тока 50-60 А;
• для электрода размером 2,5 мм этот показатель составит 60-90 А;
• изделие размером 3 мм варят током 80 -140 А;
• если диаметр электрода 4 мм , то ток должен находиться в пределах 130-160 А;
• при диаметре 5 мм потребуется уже профессиональный сварочник, который выдает ток 200 А;
• электрод 6 мм варят током не менее 220-240 А.

Марки импортных сварочных электродов

Зарубежные электроды довольно широко представлены на российском рынке. Они имеют свою маркировку, разобраться с которой несложно. Самый популярный бренд, который у нас представлен, называется ESAB. Он маркирует свои электроды буквенно-численными значениями. Вначале всегда идет OK, после которых прописываются 4 цифры.

Ниже расшифруем, какие электроды выбрать:

• ОК 46.00. Это электрод с рутиловым покрытием, аналог российского МР-3. Создаст шов с высокими характеристиками на переменном или постоянном токе. Подходит сварки углеродистых и низколегированных металлов.
• ОК 48.00. Способен работать исключительно на постоянном токе, при этом создает надежные швы. Что делает его популярным при работе с ответственными конструкциями.
• ОК 53.70. Идеален для варки труб, данные электроды относят к разновидностям специализированных.
• ОК 61.30 и ОК 63.20. Ими варят нержавейку.
• ОК 68.81. Рекомендуются для варки трудносвариваемых металлов;
• ОК 92.60. Предназначены для чугунных сплавов или при соединении чугуна с другим металлом;
• ОК 96.20. Потребуются для работы с алюминием.

Общие советы, как правильно выбрать электроды

Подведя итоги вышесказанного, для себя можно четко сформулировать основные критерии выбора электродов для работы инвертором.

• Выбор зависит от вида металла, его толщины и свойств. Если требуется сделать ответственный шов, лучше остановиться на продукции известных производителей, которые годами подтверждают качество своих электродов.
• При работе с углеродистой сталью ее поверхность должна быть абсолютно чистой. Если присутствуют следы ржавчины или загрязнений, которые нет возможности очистить, то выбрать нужно изделия с рутиловой обмазкой.

• При сварочных работах на ответственных объектах лучшим выбором станут основные электроды.

Закономерности выбора

Почему для одних работ выбирается обратная, а для других — прямая полярность при сварке? Ответим на сей вопрос, рассмотрев термические особенности процесса с использованием обратной направленности.

При горении сварочной дуги на заготовке на конце электрода появляется пара участков, именуемых анодным и катодным пятнами. Разность их температур порой доходит до 800 градусов Цельсия (в пользу анодного). То есть количество тепла, выделяемое на заготовке во время работы, достаточно велико, а способ больше подходит для качественного провара швов.

Примечательно, что при работе постоянным током прямой полярности скорость сгорания металла электрода ниже на 20-40%. А для переменного тока соблюдение полярности не актуально вовсе — его особенность в том, что направление тока меняется по 100 раз за единицу времени.

Правила выбора полярности

Главный критерий выбора прямой или обратной полярности при сварке — материал покрытия электродов. Например, угольные расходные элементы очень быстро разогреваются при подключении элементов обратным способом и, как следствие, разрушаются. Проволока же, не имеющая какого-либо покрытия, хорошо горит при прямой полярности, а при использовании переменного тока вовсе не горит.

Габариты и форма получаемого шва также зависят от расположения полюсов. Например, более глубокая проплавка возможна при постоянном токе обратной направленности, что обусловлено увеличенным теплообразованием на аноде и катоде.

Немаловажно помнить — чем быстрее осуществляется сварочный процесс, тем ширина шва и глубина провара становятся меньше.

Какое оборудование использовать

Обратное направление востребовано в работе особыми установками. Специфика в том, что машина подает проволоку с некоторой скоростью на заготовку, поэтому возможен выбор нескольких типов сварки.

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

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

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

В работе с переменным током задача пользователя — своевременно менять расходные элементы. Профессионалы же или продвинутые любители предпочитают постоянный ток как надежный залог качественной сварки. Работа с инвертором позволяет выбирать один из двух известных вариантов действий. Прямая и обратная полярность при сварке выступают способами, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Выбор направления диктуется рядом факторов, главные из которых — материал расходников и используемое оборудование.