Аппараты для сварки обладают блоком выпрямительных диодов. Это обеспечивает постоянную силу тока, что является непременным условием для , материалом для которых служит проволока. Если для аппарата нужны электроды, то это обозначает опцию и возможность применения в процессе работы всех их марок. А полярность при сварке – основа ее качества.
Дуговая сварка электродами с покрытием - это ручной процесс, когда источник тепла состоит из электрической дуги. Когда дуга ударяется между электродом с покрытием и свариваемой деталью, он генерирует тепло, которое вызывает быстрое плавление как основного материала, так и электрода.
Целью источника питания является подача электрической дуги, которая присутствует между основным материалом и электродом, через выход тока, достаточного по количеству, чтобы удерживать дугу. Электродная сварка основана на принципе постоянного тока, то есть ток, подаваемый источником питания, не должен меняться, когда оператор перемещает электрод по направлению к куску. Поэтому основным конструктивным свойством источника является сохранение тока без изменений при наличии изменений длины дуги по мере приближения электрода к куску или от него: чем более постоянный ток, тем стабильнее получается дуга и тем проще Внутри источника питания обычно имеется устройство регулировки сварочного тока, механического или электронного типа.
Применяя полуавтомат, надо соблюсти полярность подключения. Сварка под защитой газа омедненной проволокой осуществляется при помощи тока прямой полярности. Фактически это означает:
- на держак подается минус;
- на само изделие – плюс.
Сила тока идет на него от проволоки. Изделие нагревается по сравнению со сильнее. В результате площадь свариваемого участка увеличивается. Он нуждается в значительном нагреве с целью формирования ванны для сварки. Проволока, которая обладает меньшей площадью, быстро расплавляется. Она попадает в нужное место уже расплавленной каплей. Током, протекающим от минуса к плюсу, увлекается расплавленный материал, образуется подходящая сварочная ванна.
Это различие можно использовать для классификации электродных сварочных аппаратов в трех семьях в зависимости от их технологии строительства: электромеханических сварочных аппаратов, Электронные сварочные аппараты, инверторные сварочные аппараты. Полярность выходного тока источника питания различает две другие категории.
Он получается с помощью трансформатора, который преобразует ток сети в подходящий ток для сварки. Это для электромеханических сварочных аппаратов. Если сварочная цепь имеет источник питания постоянного тока, ее можно дополнительно классифицировать в соответствии со способом подключения полюсов источника питания к сварочному материалу.
Работая полуавтоматом вне защитной газовой среды, необходимо применять особую флюсовую ( . В таком случае меняется полярность подсоединения «массы» и держака. На последнем – плюс, а на «массе» - минус. Температура плавления флюса приблизительно соответствует температуре плавления металла. Чтобы добиться образования качественного шва, нужно, чтоб сгорел флюс. После чего ожидаются два следующих этапа:
Электрическая дуга концентрирует тепло, выделяемое на куске, и вызывает его плавление. Таким образом, когда сердцевина электрода расплавляется, он осаждается и проникает в сварочное соединение. Тепло электрической дуги в основном сосредоточено на кончике электрода. Неправильное использование вызовет проблемы устойчивости дуги и, следовательно, проблемы с качеством сварки.
Основная функция зажима держателя электрода - поддерживать электрод, гарантируя хороший электрический контакт для прохода тока; он также должен гарантировать достаточную электрическую изоляцию для оператора сварки. Покрытый электрод состоит из сердечника и покрытия, которые имеют разные, но взаимодополняющие функции: сердечник действует в основном как проводник для электропитания дуги и как поставщик материала, который заполняет соединение; с другой стороны, покрытие имеет основную функцию для защиты сварочной ванны и стабилизации дуги.
- Должно появиться газообразное облачко.
- В его среде будет осуществляться процесс сварки.
Сила тока направляется к плюсу от минуса, и падение капли металла оказывается более низким. Как раз это обусловит меньший прогрев металла для сварки. Ведь его охлаждение не производится защитной газовой средой. По этой причине образование сварочной ванны почти не отличается от процесса сварки в среде газа. Сварка переменным током несет с собой свои преимущества. Она не имеет расхождения с дугой относительно первоначальной оси. А на качество шва как раз воздействует отклонение дуги.
Применение разного подключения
Зажим заземления - это инструмент, который через заземляющий кабель обеспечивает замыкание электрической цепи между источником сварочной энергии и сварочной деталью. Зажимные и заземляющие кабели, подключенные к зажиму держателя электрода и заземляющему зажиму, соответственно, обеспечивают электрическое соединение между источником питания и основным материалом, подлежащим сварке. Выбор сечения и длины кабеля должен основываться на максимальном сварочном токе в усилителях.
Источники сварки могут содержать специальные устройства, функции которых облегчают их использование. Эти устройства описываются следующим образом: сила дуги, горячий старт и антипригарные устройства. Устройство дуговой силы облегчает передачу капель расплавленного материала от электрода к основному материалу, предотвращая тушение дуги, когда капли вызывают контакт между электродом и сварочным пулом. Устройство горячего пуска облегчает удар электрической дуги путем подачи перегрузки по току каждый раз, когда сварка перезапускается.
Работая с генератором на переменном токе, несложно заметить: полярность его циклически меняется. Циклам присуща частота 50 Гц. Она, поднявшись до плюсового напряжения, может упасть до нуля либо опуститься до отрицательного показателя. Напряжение изменяется от плюса к минусу и наоборот.
Сваривая цветной металл и нержавейку
При сварке цветных металлов, включая алюминий, пользуются особым вольфрамовым электродом. При этом применяют в процессе сварки прямую полярность, минус на электроде. Данный тип подключения дает шанс иметь нужную температуру в зоне нагрева. Это важно для алюминия, так как сначала надо одолеть оксидную пленку.
У нее температура плавления существенно выше в сравнении с самим металлом.
Полярность напрямую при сварке способствует получению:
Антипригарное устройство автоматически отключает источник питания, если электрод прилипает к основному материалу, что позволяет его удалять вручную, не разрушая зажим держателя электрода. Покрытый электрод состоит из сердечника и покрытия:. сердечник состоит из металлического проводника, единственной целью которого является поставка сварочного материала на деталь. Используемый материал зависит от основного материала: для углеродистых сталей, для которых наиболее распространена сварка электродов, ядро находится в мягкой стали.
Во время сварки сердечник слегка плавится перед нанесением покрытия. Покрытие является самой важной частью электрода и имеет множество функций. Он в первую очередь служит для защиты сварного шва от загрязнения воздуха, и он достигает этого по-разному.
- узкой электрической, более концентрированной дуги;
- более основательного проплавления металла, а также стали из нержавейки;
- более качественного шва.
Есть также у процесса и немаловажная экономическая составляющая. Применяя дорогостоящий электрод из вольфрама меньшего диаметра, можно попутно добиться снижения затрат на газ. Если же подсоединить электрод из вольфрама при сварке в обратной полярности, то есть на держателе – с плюсом, то шов окажется менее глубоким. У этого метода имеются свои преимущества. Сваривая тонкие пластины, можно не бояться прожечь насквозь материал из цветного металла и нержавейки.
Путем улетучивания, а затем изменения атмосферы вокруг сварочной ванны; путем задержки плавления и, следовательно, путем защиты сердечника с естественно образованным кратером; И путем сжижения и плавания на вершине бассейна. Он также содержит материал, способный очищать базовый материал и элементы, которые могут способствовать созданию сплавов в расплаве. Поэтому выбор покрытия очень важен и зависит от характеристик, которые должны быть приданы сварному шву. Покрытие также может содержать сварочный материал в виде порошка, чтобы увеличить количество осажденного материала и, следовательно, скорость сварки.
Существенным недостатком становится только эффект магнитного дутья. Получающаяся дуга выходит блуждающей, а шов – не очень герметичным и привлекательным. Пользуясь переменным током, нужно применять электроды для переменки. Сварщики, мастера своего дела, применяют постоянный ток. С его помощью сварка образует однонаправленный поток электронов. Полярность обеспечивает качество сварки материала, в том числе нержавейки.
В этом случае мы говорим о высокопроизводительных электродах. В соответствии с типом покрытия основными типами электродов являются. Они обеспечивают хорошую стабильность дуги, что делает их пригодными как для переменного тока, так и для постоянного тока. Они имеют очень плавный сварочный бассейн, что делает невозможным сварку; кроме того, они не обладают большой способностью чистить базовый материал, и это может вызвать трещины. Они не выдерживают высоких температур сушки с последующим риском остаточной влажности и, следовательно, включениями водорода в сварном шве.
Прямая полярность получается, когда с изделием соединяют «плюс» источника тока. Если соединяют электрод, то тогда налицо обратная полярность. Пользуясь , можно самому выбрать на нем полярность. Она определит для сварки направление маршрута для потока электронов. Фактически определяется подключением проводов к отрицательной и положительной клеммам. При сваривании полярность обратная означает:
Это состоит из 95% диоксида титана, очень стабильного соединения, которое обеспечивает оптимальную стабильность дуги и высокую текучесть сварного шва, что заметно влияет на внешний вид сварного шва. Однако функция рутилового покрытия обеспечивает мягкий расплав, который легко реализовать, и облегчает образование обильного вязкого шлака, который обеспечивает хорошую текучесть в сварном шве, особенно в горизонтальном положении. В этом случае шов имеет приятный, регулярный вид. К сожалению, как и выше, эти покрытия не являются очень эффективными чистящими средствами, поэтому рекомендуется, когда основной материал не содержит много примесей; кроме того, они не могут быть полностью высушены, поэтому в сварном шве образуется большое количество водорода.
- на клемме земля – минус;
- на электроде – плюс.
Ток направляется к положительному от отрицательного контакта. По данной причине электроны идут на электрод от металла. В итоге сильно нагревается конец электрода. Для традиционной сварки эффективно применяют минус на клемме, а плюс – на электроде. При сваривании полярность прямая предполагает плюс на клемме земля, минус – на электроде. Ток движется к металлу от электрода. Металл – горячий, а электрод – холодный. Такая особенность нашла применение в особых электродах, предназначенных для ускоренной .
В некоторых применениях рутил сочетается с другим компонентом, который характерен для других покрытий, таких как целлюлоза или флюорит. Их обычной целью является получение электрода с устойчивой дугой, который дает более высокую производительность сварки. Устойчивость дуги является свойством, позволяющим использовать этот электрод с переменным током и постоянным током в прямой полярности. Он в основном используется на низких толщинах.
Общий порядок использования инвертора
Покрытие газифицирует почти полностью, что позволяет сваривать в нисходящем вертикальном положении, чего нельзя достичь с помощью других типов электродов; высокий уровень газификации целлюлозы уменьшает количество шлака, присутствующего в сварном шве. Генерация большого количества водорода обеспечивает «горячую» сварочную ванну с расплавом значительного количества основного материала; таким образом, можно получить высокопрочные сварные швы с небольшим количеством шлака в бассейне. Механические свойства сварного шва оптимальны; внешний вид довольно низок, поскольку почти полное отсутствие защиты от жидкости, получаемое покрытием, не позволяет формировать бассейн во время затвердевания.
Особая важность полярности при сварке
Ясно, что сварка на переменном токе не зависит от того, какой выбран зажим трансформатора для присоединения электрода и изделия. А вот постоянным током по давней традиции сваривают одним из двух способов. С прямой полярностью электрод, подключенный к отрицательному полюсу, становится катодом.
Учитывая низкую стабильность дуги, сварочный ток обычно является прямым с обратной полярностью. Они обладают высокой способностью очистки основного материала, так что высококачественные сварные швы получают с большой механической прочностью. Эти электроды также выдерживают высокие температуры сушки, так что они не загрязняют бассейн водородом. Флюорит делает дугу очень неустойчивой: пул менее жидкий, часто происходят короткие замыкания из-за переноса больших капель материала сварного шва; дуга должна быть очень короткой из-за низкой летучести покрытия; Все эти свойства нуждаются в наличии опытного сварщика.
В анод превращается изделие, подключенное к положительному полюсу. Обратная полярность означает, что электрод после подключения к положительному полюсу является анодом. Катод в данном случае – это изделие, подключенное к отрицательному полюсу.
В сварных швах имеется твердый шлак, который трудно удалить, но он должен быть полностью удален для повторных проходов. Эти электроды подходят для горизонтальной, вертикальной и надземной сварки. Что касается используемого тока, рекомендуется использовать источники постоянного тока с прямой полярностью. Основные электроды отличаются очень большим количеством осажденного материала и хорошо адаптированы для сварки соединений с высокой толщиной. Они очень гигроскопичны и должны храниться в сухом месте в герметично закрытом контейнере; Если это невозможно, мы рекомендуем высушить электрод перед его использованием.
Материал электрода определяет характер дуги между плавящимися электродами из металла и неплавящимися либо угольными). Сварочной дуге присущ ряд как технологических, так и физических свойств. От них почти полностью зависит результат применения при сварке дуги. К свойствам физическим относят:
- световые и электрические;
- температурные и электромагнитные;
- кинетические.
Главные технологические свойства включают три разновидности:
Значение полярности для сварки
Смысл этого приведен ниже. Когда стальная композиция легко идентифицируется, можно использовать рутиловые электроды, поскольку их легче ударить и сварить и дать красивый внешний шов. На практике сварка средних, высокоуглеродистых сталей может привести к образованию структурных дефектов; применение электродной процедуры рекомендуется, главным образом, для сварных сред и толстых соединений с использованием основных электродов: в этих случаях получается высококачественный шов с хорошей устойчивостью к разрушению.
- Саморегулирование.
- Пространственную устойчивость.
- Мощность дуги.
Для поддержки горения дуги надо получить электрически заряженные частицы в пространстве между имеющимися электродами. Эти частицы представляют собой электроны, отрицательные и положительные ионы. Процесс их образования называют ионизацией. Газ, который содержит ионы и электроны, называют ионизированным.
Дуговой промежуток ионизируется при зажигании дуги, постоянно поддерживается во время ее горения. В дуговом промежутке обычно выделяют такие области:
Сварка стальных труб осуществляется с использованием целлюлозных электродов, где требуется высокая проникаемость и хорошая работоспособность электродов. Рекомендуется всегда проверять на изгиб, с углом скоса, достаточным для обеспечения почти полного ввода электрода в зазор сварки. Машина должна быть оснащена довольно высокой динамикой удара для обеспечения удара электрода. Используются специальные электроды, и материал основания должен быть достаточно нагрет перед использованием.
Помогает устранить прилипание электрода при начале дуги. Углеродистая дуговая резка: процесс резания, при котором металлы расплавляются теплом дуги с использованием угольного электрода. Расплавленный металл удаляется от разреза струей принудительного воздуха.
- катодную;
- анодную;
- область дугового разряда (столб дуги).
В анодной области имеет место существенное падение напряжения, которое вызвано скоплением возле электродов заряженных частиц (пространственных зарядов). На поверхности катода и анода происходит образование электродных пятен. Они представляют собой своеобразный фундамент столба дуги. Через них проходит путь тока к сварке. Электронные пятна отличаются яркостью свечения.
Сварка имеет общую длину дуги, которая состоит из суммы длин трех областей. Общее напряжение сварочной дуги образует сумма падений напряжения в каждой из областей дуги. Зависимость напряжения от длины дуги представляет сумму падения напряжения в прианодной и прикатодной областях. Удельное падение в дуге напряжения соотносится с 1 миллиметром столба дуги. А главной характеристикой дуги при сварке считается тепловая мощность источника нагрева.
Ее эффективность определяется количеством теплоты, которое вводится в металл (не исключая нержавейки) за определенную единицу времени и расходуется на его нагрев. Тепловая мощность – часть совокупной тепловой мощности дуги, из которой небольшая доля теплоты тратится непроизводительно:
- на нагрев разбрызгивающихся капель;
- излучение;
- на теплоотвод в металле.
Отношение результативной тепловой мощности источника теплоты к полной является в процессе нагрева коэффициентом полезного действия.
Технология дуговой сварки
Популярность дуговой сварки неоспорима. Она различается по признакам:
- по виду электродов;
- по виду применяемого тока;
- по среде, где имеет место дуговой разряд.
Для ремонта кузовов авто широко применяется дуговая сварка полуавтоматом в газовой защитной среде. Для индивидуального использования самой доступной считается ручная дуговая сварка. Она осуществляется плавящимися электродами на постоянном либо переменном токах. Предоставляет отличный шанс сварить в непроизводственной обстановке большую часть разновидностей сталей, не исключая нержавейки.
Расстояние между дном кратера и поверхностью главного металла считается глубиной его проплавления или глубиной провара. Она зависит:
- от скорости перемещения дуги;
- величины тока сварки.
Если длина сварочной дуги не больше, чем диаметр стержня электрода, то дугу называют короткой или нормальной. Она способна гарантировать превосходное качество сварного шва. Дугу, имеющую большую протяженность, считают длинной. Чересчур значительное наращивание длины дуги приводит к снижению качества сварки. Влияние электромагнитного поля приводит к отклонению дуги от намеченного направления. Это явление назвали магнитным дутьем.
Электрод в ходе процесса перемещается поперек и вдоль сварного шва в направлении оси, чтобы сохранить намеченную длину дуги. Ускоренное движение электрода приводит к появлению неплотного, неровного и узкого шва. При замедлении движения появляется опасность пережога металла, в том числе нержавейки. Ширина большого шва не должна превышать 15 миллиметров, ниточного – на два-три миллиметра больше в сравнении с диаметром электрода.
Сварные швы по своей форме могут быть:
- нахлесточными,
- тавровыми,
- угловыми,
- стыковыми.
По протяженности швы делятся на прерывистые и сплошные. По пространственному положению они имеют четыре разновидности:
- Потолочные.
- Вертикальные.
- Горизонтальные.
- Нижние.
Источники питания: генератор, выпрямитель, сварочный трансформатор – при внешней характеристике представляют связь величины тока нагрузки с напряжением на выходных зажимах. Вольтамперная характеристика дуги – это зависимость между током дуги и напряжением в статическом режиме. Внешние характеристики генераторов для сварки считаются падающими.
Длина дуги определяется напряжением. Напряжение будет выше, если сварочная дуга длинней. Равное изменение длины дуги (падение напряжения) означает, что при различной внешней характеристике источника изменение тока при сварке неодинаково. Лучше характеристика – значит, длина сварочной дуги оказывает меньшее влияние на ток для сварки.
В зависимости от ряда факторов, сварочная дуга, подаваемая при сварке постоянным током, может иметь прямую или обратную полярность. В первом случае к обрабатываемым элементам подводится заряд «плюс», а к электроду - «минус». Обратная полярность при сварке отличается подачей к электроду «плюса» и «минуса» к детали. Подробнее о специфике методов - далее.
Особенности процессов
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.
Если вы знаете другие специфические особенности выбора параметров сварки, поделитесь информацией в комментариях к статье.