Какая полярность применяется при сварке нержавеющей стали
От выбора полярности зависит процесс сварки, качество шва, расход электрода. Рассмотрим, чем отличается прямая и обратная полярность при сварке.
В литературе по методам сварки и инструкциях к сварочным аппаратам нередко встречаются выражения "прямая и обратная полярность". От выбора полярности зависит процесс сварки, качество шва, расход электрода, глубина проплавления. Начинающим сварщикам важно знать, что означает прямая и обратная полярность, чтобы правильно подбирать режимы сварки в конкретных ситуациях.
В этой статье:
Дуговая сварка — режимы полярности
Для горения электрической дуги, которой осуществляется сварка, требуется источник тока и замыкание полюсов с небольшим воздушным зазором 3-5 мм. Источником тока может быть сварочный инвертор, преобразователь, выпрямитель, генератор. Понятие полярности возможно только у источников постоянного тока, поскольку у трансформаторов, вырабатывающих переменный ток, направление движения электронов меняется до 100 раз в секунду.
Соответственно, заряд тоже меняется с положительного на отрицательный многократно за секунды. При такой "скачке" с хаотичным движением, постоянной полярности быть не может. На постоянном токе отрицательно заряженные электроны движутся от минуса к плюсу. Их направление постоянное, что дает определенные свойства:
У сварочного аппарата постоянного тока есть два гнезда для подключения кабелей держателя и массы. В держатель вставляется электрод и сварщик манипулирует им, ведя шов. Кабель массы через зажим "крокодил" крепится к изделию.
Если держатель установить в разъем "-", а кабель массы подключить к "+", получится прямая полярность. При подключении наоборот (держатель к "+", а массу к "-") полярность будет обратная.
Отличия режимов сварки
Рассмотрим, чем отличается прямая и обратная полярность при сварке. По законам физики постоянный ток течет в одном направлении от минуса к плюсу (движение электронов с отрицательным зарядом). При этом тепло всегда концентрируется на плюсе. Соответственно, где "+", там температура будет выше.
При сварке на прямой полярности "+" на изделии. Это обеспечивает больший нагрев поверхности и, в то же время, не перегревает электрод. На его кончике пятно тепла будет анодным. Работа дугой с обратной полярностью означает "плюс" на кончике электрода и образование катодного теплового пятна. За счет этого расходник нагревается больше, а изделие меньше. Разница в температуре составляет около 1000º С.
Влияние полярности на сварку
Теперь обсудим, как полярность, а именно локализация нагрева, сказываются на процессе сварки.
Достоинства и недостатки прямой полярности
Концентрация теплового пучка на изделии дает следующие результаты:
Сварка TIG цветных металлов, например меди, ведется на прямой полярности. Лучше всего применять такой режим при работах с металлами сечением от 4 мм и выше. Но тонкие листовые заготовки на прямой полярности будут прожигаться. Еще стороны может сильно "повести" при сварке и потребуется рихтовка деталей. Не получится использовать электроды для переменного тока при сварке постоянным с "плюсом" на держателе. Разбрызгивание металла при таком режиме тоже повышается.
Достоинства и недостатки обратной полярности
Использование обратной полярности дает следующие особенности при сварке:
Обратную полярность лучше использовать при сварке тонких металлов, чтобы электрод не прилипал, но при этом не было прожогов. В случае ведения прерывистой дугой коротких швов тепловложение уменьшается еще больше.
Соединение толстых заготовок 6-10 мм происходит гораздо хуже, поскольку нет нужной глубины проплавления. При "минусе" на держателе легче добиться качественного шва на нержавейке, алюминии, высокоуглеродистой стали или чугуне. Если требуется наплавить присадочный металл под последующую проточку, то на обратной полярности отделение капли происходит гораздо быстрее.
Источник видео: Территория сварки R
Но кончик электрода от повышенного нагрева укорачивается тоже быстро, поэтому будет перерасход по материалам. Если обмазка электрода чувствительна к перегреву, то от удержания длительной непрерывной дуги покрытие может осыпаться, и голый стержень станет не пригодным для сварки. При снижении силы тока до минимального, дуга начинает "скакать" и управлять сварочной ванной становится сложнее, поэтому при сварке тонколистовой стали пригодятся дополнительные функции в инверторе, о которых упомянем ниже.
Сварка полуавтоматом
При сварке полуавтоматом тоже меняют полярность в зависимости от толщины металла и видах свариваемых материалов. Чаще всего изначально установлено прямое подключение с "минусом" на горелке. Это необходимо для сварки омедненной или нержавеющей проволокой. Поскольку ее сечение маленькое (0.6-1.2 мм), тепло требуется концентрировать на изделии, иначе расходник будет быстро гореть, разбрызгивая металл во все стороны.
Если предстоит варить самозащитной порошковой проволокой без газа, то потребуется обратная полярность. В отличие от инвертора, у которого достаточно поменять местами разъемы кабеля держателя и массы, у полуавтомата горелка крепится к рукаву. В нем проложен канал для проволоки, силовой провод, шланг подачи защитного газа и провода управления. Просто в разъем с массой горелку не вставить — не подойдет по форме.
Для смены полярности полуавтомата есть несколько способов, в зависимости от конфигурации оборудования. У одних моделей нужно поменять местами разъемы в нижней части (силовой кабель горелки имеет отдельный выход с гнездом, как у массы). У других — открыть боковую крышку и переподключить кабеля к клеммам (обычно они разных цветов). Потребуется рожковый ключ.
Сварка инвертором
Сварка инвертором ММА проводится на прямой полярности "классическим" способом, поскольку режим применяется для соединения толстостенных заготовок 4 мм и выше:
Сварка ведется неотрывной дугой с зазором 3-5 мм. Чем быстрее проводить электрод над одним местом стыка, тем меньше глубина проплавления. При замедлении глубина провара увеличивается. Если предстоит подряд сваривать стыки с разной толщиной сторон, можно выставить силу тока на аппарате для самого большого сечения в конструкции, а глубину провара регулировать скоростью ведения электрода. Только дугу при этом всегда держат на более толстом металле, кратковременно перенося на тонкий, чтобы избежать прожогов.
Сварка на обратной полярности чаще всего применяется для соединения тонких листовых материалов сечением 1-3 мм. Но даже концентрирование теплового пучка на кончике электрода не всегда спасает от прожогов. Чтобы предупредить дефекты шва, используют прерывистую дугу. Ее поджигают касанием об изделие и накладывают короткие швы без отступов. Отрыв кончика электрода от изделия на высоту 2 см приводит к затуханию дуги. Затем кончик снова подносят и он загорается без постукивания. Такие паузы дают дополнительное время для остывания шва и исключают прожоги.
Электрододержатель
При работе инвертором с прямым подключением на высоких токах 200-300 А держатель может сильно перегреваться. Такое происходит и при силе тока 140 А, если установлена обратная полярность. Ведь на электроде возрастает нагрев до 1000 градусов. Чтобы не испытывать дискомфорт в руке, важно выбирать держак инвертора с хорошей изоляцией рукоятки. Тогда получится дольше варить без вынужденных перерывов на остывание.
Сварочные электроды
Если Вы новичок и не знаете, на какой полярности будете варить (а может предстоит работать с тонкими и толстыми металлами сразу), выбирайте универсальные электроды. Они рассчитаны на переменный и постоянный ток любой полярности. Среди проверенных универсальных электродов — Lincoln Electric Omnia 46, СпецЭлектрод АНО-21, ESAB ОЗС-12. Для работы с обратной полярностью есть узкоспециализированные электроды ESAB ОК 46.00.
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.
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.
Ответы на вопросы: особенности прямой и обратной полярности при сварке
При обратной. Тепло на кончике электрода выше, быстрее отделение капли, шов получается более чешуйчатым и без наплывов. Такой режим применим для лицевых сторон изделия, если толщину металла можно проплавить на обратной полярности.
На обратной полярности брызг меньше. Если сварка ведется на лицевой стороне изделия и потом предстоит зачистка всех прилипших капель, лучше переключите полуавтомат на обратную полярность.
Скорее всего, у Вас подключена обратная полярность. Поменяйте силовые кабеля в гнездах местами. Работа при прямом подключении ("+" на изделии), экономит расход электрода на 20-40% и снижает его нагрев.
На обратной. Алюминий имеет низкую температуру плавления и при перегреве потечет. Поэтому тепловой пучек концентрируют на электроде. Но для разрушения оксидной пленки нужен полуавтомат с импульсом (Pulse), иначе глубокого провара не получится.
Сварка нержавейки инвертором
В промышленном производстве довольно часто приходится сваривать нержавеющую сталь. Для этого существует специальная аппаратура с применением аргона, а сам процесс осуществляется дорогостоящими электродными материалами. Такое оборудование отсутствует у домашних специалистов, и тогда на помощь приходит сварка нержавейки инвертором. Здесь существуют свои особенности, требующие специальных теоретических познаний и практических навыков. Тем не менее, при желании, научиться соединять заготовки из нержавеющей стали сможет любой, даже начинающий специалист.
Особенности инверторного аппарата
Для того чтобы сгенерировать требуемый сварочный ток на обычной аппаратуре, необходима очень высокая мощность. Этот фактор является серьезным препятствием использованию подобной сварки в бытовых условиях. Прежде всего, ограничения накладываются из-за слабых электрических сетей, рассчитанных на силу тока, не превышающую 30 ампер.
При выполнении сварочных работ платы аппаратуры достаточно сильно нагреваются, что вызывает естественные потери мощности и снижение фактического КПД до 85-90%. Сам инвертор тоже сильно нагревается, поэтому работы проводятся в течение короткого времени. Этот параметр определяется как продолжительность включения, устанавливаемая индивидуально для каждой модели. Допустимый период непрерывной работы того или иного аппарата отражается в технической документации. По этим же показателям рабочие контуры устройства обеспечиваются максимально эффективной вентиляцией.
Чтобы сварка нержавейки инвертором была максимально качественной, прибор должен обязательно иметь установленный набор функций:
- Форсажный режим. Предназначен для кратковременного снижения рабочего напряжения на электрической дуге с одновременным ростом тока, при котором непосредственно выполняется сварка.
- Продолжительность включения составляет не ниже 40-45%.
- Кабельно-проводниковые соединения не должны превышать установленные размеры в 5-6 метров. Чрезмерное превышение этого показателя вызовет к существенные потери мощности непроизводительного характера и как следствие – перегрев кабеля.
- Показатели рабочего напряжения на входе используются в самом широком диапазоне. Благодаря этой функции, обеспечивается стабильная инверторная сварка нержавеющих стальных конструкций.
Еще до покупки оборудования рекомендуется внимательно изучить техническую документацию. Отсутствие нужных функций сделает невозможной качественную сварку, а некоторые модели вообще не способны соединять заготовки из нержавеющей стали.
Какие факторы учитываются при обработке нержавейки
При соединении заготовок из нержавеющей стали необходимо соблюдать определенные правила и быть знакомым с основными приемами работы с данным металлом. Это позволит избежать наиболее часто встречающихся дефектов и обеспечить высокое качество свариваемым соединениям.
Среди множества правил и требований, следует выделить три, которые нужно обязательно учитывать при выполнении работ:
- Физические свойства легированных сталей. Эти материалы активно взаимодействуют с окружающей средой и чутко реагируют на все изменения. Расплавленный металл, соприкасаясь с кислородом, вызывает реакцию с выделением углерода и последующим образованием по шву крупных пор. В связи с этим, жидкий металл требуется защитить от соприкосновения с внешними газами. Поэтому для работы применяются электроды, покрытые обмазкой, создающей в местах сваривания облако газа, выполняющее функции изоляции. Сквозь него сварщик может нормально просматривать шов и состояние сварочной ванны.
- Перегрев участка. Это случается при больших объемах работ или при длительной фиксации дуги в одной точке. Под действием высоких температур легирующие элементы выгорают и на металле, при попадании на него влаги, появляется ржавчина. Коррозия постепенно разрушает этот участок, и через некоторое время здесь может появиться течь. Специальные настройки позволяют снизить ток до 20%, от сварочного тока, используемого для соединения обычных сталей, и защитные качества нержавейки против коррозии остаются без изменений.
- Нержавеющая легированная сталь отличается более высокими показателями линейного расширения по отношению к обыкновенным черным металлам. В случаях нарушения каких-то правил, внутри нержавейки могут активно происходить многие негативные процессы, незаметные со стороны. Температура электрической дуги приводит к образованию расширенных размеров детали в конкретном месте сварки, а в процессе снижения температуры металл постепенно возвращается на свое место. В результате таких движений образуются микроскопические поры и трещины, нарушается герметизация и целостность в сварочном шве. В связи с этим, рекомендуется не только правильно настраивать аппаратуру, но и выбирать электроды с наиболее подходящими параметрами и со всеми необходимыми присадками. Как правило, они органично сочетаются со структурой нержавеющей стали и не дают возможности появиться разрывам при увеличении и сужении материала.
Как варить нержавейку инвертором
Большинство домашних умельцев, впервые столкнувшись с инверторным аппаратом, пытаются понять, можно ли сваривать с его помощью нержавеющую сталь в непроизводственных условиях, и на что, при этом, обратить особое внимание.
Что касается непосредственного соединения деталей, то сам рабочий процесс рекомендуется начинать с зачистки и обработки соединяемой поверхности и подготовки ее к сварке. При использовании рассматриваемого материала, она проводится так же, как и перед операциями с обычными низкоуглеродистыми сталями.
Прежде всего нужно сделать следующее:
- С поверхности детали удаляются все видимые загрязнения.
- Далее с помощью растворителей обрабатываются кромки и поверхности. Таким образом, производится обезжиривание, после которого электрическая дуга становится более стабильной.
- Налипание брызг предотвращается путем обильного нанесения на стальную заготовку специального вещества.
В шовном стыке нужно заранее предусмотреть некоторый зазор, обеспечивающий в дальнейшем максимально приемлемую усадку стального материала. Сварка нержавеющих деталей осуществляется током, подключенным с обратной полярностью. Выполняя операцию по соединению, нужно внимательно следить, чтобы проплавление шва было как можно меньше.
Электроды, применяемые для этой процедуры, выбираются малого или среднего диаметра. Толстые электроды применяются лишь при стыковке массивных заготовок. Неправильный выбор нарушит герметичность сварного шва, приведет к появлению в нем раковин, микроскопических трещины и других дефектов.
Качество соединения напрямую связано с силой тока, величина которого должна быть на 20% меньше показателя, применяемого при сваривании стандартных стальных деталей. Дома будет вполне достаточно диапазона от 60 до 160 ампер. Функция плавной регулировки дает возможность максимально точно выставить наиболее подходящий показатель сварочного тока, в зависимости от толщины соединяемых деталей.
По завершении сварочного шва, рекомендуется дать ему некоторое время для остывания, после которого нержавеющей стали будут не страшны любые коррозийные воздействия. Для охлаждения используются медные прокладки, а отдельные марки металлов допускается охлаждать обыкновенной водой.
Какими инверторами сваривать нержавейку
Выбирая инверторное устройство для сваривания нержавеющих деталей, следует обратить особое внимание на следующие показатели:
- Рабочий температурный диапазон. Имеет большое значение, поскольку некоторые модели не могут в полном объеме выполнять свои функции, и не в состоянии сварить нержавейку при слишком холодной погоде за пределами помещения.
- Сила тока и величина мощности устройства. Для соединений нержавеющих деталей в бытовых условиях, рекомендуется воспользоваться оборудованием с выходным током 180 ампер. Более высокие показатели характерны для моделей сварочной аппаратуры, используемой в профессиональной сфере.
- Качество работ не должно снижаться, если номинальное сетевое напряжение отклоняется в пределах 20%.
- Дополнительные функции присутствуют в максимальном количестве.
Правильный выбор параметров оказывает прямое влияние на качество сварных соединений. Тем не менее, одних технических характеристик будет недостаточно без электродов, наиболее подходящих для выполнения конкретной работы. Здесь также имеется ряд факторов, которые необходимо учитывать при выборе этого расходного материала, перед тем как сварить детали.
Выбор расходных материалов – электродов
Для того чтобы варить нержавейку инвертором в домашних условиях, обыкновенные электроды совершенно не годятся. Для таких случаев предусмотрены специфические электроды с рутиловым покрытием. Они эффективно удерживают жидкий металл от разбрызгивания за пределы зоны, образуемой сварочным швом. Кроме высококачественной работы, эти материалы обеспечивают безопасность специалиста.
Подобные электроды обладают следующими преимуществами:
- Когда выполняется сварка нержавейки электродом с низкой продолжительностью включения, понижается теплоотдача в массив заготовки.
- Происходит снижение мощности, необходимой для выполнения сварки.
- Экономичное расходование материалов, снижение трудоемкости при зачистке сварных швов.
- Снижается глубина и протяженность зоны, подвергшейся термическим изменениям. Это особенно важно при сваривании массивных и толстых деталей и заготовок.
Для выбора наиболее подходящих электродов применяются таблицы, в которых учитывается толщина заготовок.
Полярность при сварке инвертором
Выбираем электроды для сварки инвертором
Как варить инвертором: советы новичкам
Контактная сварка из инвертора
Сварка чугуна электродом в домашних условиях
Сварка медных проводов инвертором с применением угольного и графитового электрода, и точечным методом
Ставим точку в вопросах прямой и обратной полярности в сварке
Чтобы варить качественно, нужно знать многие тонкости сварки постоянным током. Одна из них, это обратная полярность, когда к электроду подсоединён плюс инвертора, а не минус.
Многие почему-то забывают о том, что ток течёт от плюса к минусу. Да, здесь есть множество противоречий, но следует знать, что ток может перетекать сразу в двух направлениях.
При отрицательном заряде ток течёт от минуса к плюсу, а при положительном заряде, наоборот, от плюса к минусу. Что касается ручной дуговой сварки инвертором, то при подключении электрододержателя к плюсу аппарата, мы получим обратную полярность.
Ставим точку в вопросе прямой и обратной полярности в сварке
Поэтому если вы постоянно путаете, где обратная, а где прямая полярность при сварке инвертором, просто запомните, что ток течёт от плюса к минусу. Таким образом, подсоединив к держаку плюс, сварка будет сильнее разогревать электрод, а не свариваемый металл.
Ну и наоборот, если к электроду подвести минус, а к металлу плюс от инвертора, то мы получим прямую полярность. В таком случае метал, будет нагреваться сильнее, и мы сможем больше углубить корневой шов. На самом деле все очень просто, от плюса к минусу.
Когда нужна обратная, а когда нужна прямая полярность
И здесь, как оказывается всё достаточно просто. Выше я уже упоминал о том, какое значение имеет направление движения тока. Если к электроду подсоединён плюс от инвертора, то мы меньше нагреваем металл. Следовательно, не будет прожогов: в металле не образуются дыры от сварки.
Соответственно использовать обратную полярность инвертора целесообразно в том случае, когда нужно варить тонкий металл, почти что жестянку. Также обратную полярность удобно использовать при сварке тех металлов, которые нельзя сильно перегревать, например, нержавейку.
На обратной полярности происходит большее расплавление присадочного материала, то есть электрода. В таком случае удобно варить тонкий металл прихватками — небольшими точками расплавленного металла.
Ну и практически наоборот получается при использовании прямой полярности в сварке. Когда минус подключён к электрододержателю, а плюс к заготовке, то металл прогревается гораздо сильнее. Вследствие этого он плавится лучше, что дает возможность углублять и проваривать сварное соединение.
Итак, подведём итоги. Больше никакой путаницы, и никаких разногласий. Ток течёт от плюса к минусу, поэтому подключая плюс к электроду или металлу, мы тем самым больше разогреваем металл или же электрод. В случае с подключением к электроду плюса, это обратная полярность. При подключении к электроду минуса, получаем прямую полярность.
Подписывайте на мой канал в Дзен. Оставляйте свои комментарии к статье ниже, делитесь советами и не забывайте благодарить лайком автора.
Сварка нержавейки полуавтоматом: что нужно, технология, лайфхаки
Сварка полуавтоматом нержавеющей стали - способы и советы по сварочному процессу.
При больших объемах сварки нержавеющей стали целесообразно использовать полуавтомат. Почему именно такое сварочное оборудование лучше, как его правильно настроить и вести сварку, расскажем в нашей статье.
Суть полуавтоматической сварки нержавейки
Сварка нержавейки полуавтоматом — это процесс соединения металла при помощи плавления кромок электрической дугой в среде защитного газа. В аппарате есть подающий механизм, толкающий сварочную проволоку. Она выступает одновременно электродом для замыкания контакта, возбуждающего электрическую дугу, и присадочным материалом. Ток на нее подается через токосъемный наконечник (мундштук).
Проволока проталкивается непрерывно, пока нажата кнопка на горелке. Это позволяет прокладывать длинные швы без отрыва. Одновременно подается защитный газ, поступающий из баллона через редуктор и газовый клапан. При сварке нержавейки используется смесь аргона и углекислоты. Газовая среда вытесняет окружающий воздух, поэтому сварочная ванна не бурлит, жидкий металл равномерно растекается, сварщик может управлять дугой и формировать красивые швы.
Сварочный ток вырабатывает инвертор полуавтомата. В нем настраивается сила тока, напряжение, индуктивность. Подающий механизм бывает встроенный в единый корпус с инвертором или с раздельным исполнением. В нем предусмотрена настройка скорости подачи проволоки и холостая протяжка без газа, необходимая при установке новой катушки, чтобы довести конец проволоки до сопла горелки.
Сферы использования полуавтомата для сварки нержавейки
Сварка нержавейки полуавтоматом широко применяется на разных производствах, в мастерских и в быту. На предприятиях это может быть сваривание элементов автомобилей (защитные дуги бамперов, подножки, выхлопная система), изготовление крупных емкостей и коллекторов химической промышленности, водоочищающих промышленных фильтров и пр. В пищевой промышленности полуавтоматами соединяют магистрали для подачи жидкостей (молоко, соки и пр.).
В быту сварка нержавейки полуавтоматом пригодится при изготовлении бака, оград, решеток. Имея полуавтомат для сварки нержавеющей стали получится самому заварить прогоревший глушитель, сделать емкость, отремонтировать нержавеющую посуду.
Какие легированные стали можно сваривать полуавтоматом
Под нержавейкой подразумевается металл, способный сопротивляться коррозии. Для этого в его составе присутствуют легирующие добавки в виде хрома, никеля, марганца, молибдена. Различают низколегированные, среднелегированные и высоколегированные металлы. Полуавтоматом можно сваривать все виды, но только с соблюдением определенных условий.
Низколегированные стали (содержание легирующих элементов 3-5%) и среднелегированные стали (5-10%) свариваются "на холодную", т.е. можно приставить заготовки и сразу варить полуавтоматом. Высоколегированные металлы (содержание присадок более 10%) можно сваривать так же, но лучше использовать предварительных подогрев до 300-400º С. Эта категория нержавеющих сталей называется аустенитными (высокое содержание хрома и никеля), отлично сваривается при любой толщине и долго сопротивляются коррозии, если правильно подобрать сварочную проволоку.
Читайте также: