10 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как определить полярность электродов?

Praktikum_po_fizike / №21изуч аппарата гальванизации

Лабораторная работа № 21

изучение аппарата гальванизации

Цель работы: изучить назначение и принцип действия отдельных элементов выпрямителя, ознакомиться с работой аппарата для гальванизации.

Приборы и принадлежности: стенд для изучения двухполупериодного выпрямителя (рис.1), осциллограф, аппарат гальванизации, два стеклянных сосуда с растворами NaCl (0,85%) и KI (5%), электроды; проводники со штекерами, вата или марля.

Теория работы

Гальванизация – это метод лечебного воздействия на организм постоянным электрическим током до 50 мА и напряжением до 80 В. В настоящее время для гальванизации пользуются исключительно током, полученным путем выпрямления и сглаживания переменного тока. Амплитуда не должна превышать 0,5%.

В связи с большим удельным сопротивлением сухой кожи – 10 7 Ом∙м (увлажненной — 2∙10 3 Ом∙м) ток на подэлектродных участках проходит в ткани организма главным образом через отверстия потовых и в меньшей степени сальных желез. Здесь тратится большая часть его энергии. Затем, значительно разветвляясь и отклоняясь от прямой, соединяющей два электрода, ток проходит через ткани с меньшим сопротивлением – по кровеносным сосудам, нервным и мышечным волокнам.

На пути тока на обе стороны полупроницаемых мембран, клеточных оболочек, происходит скопление одноименно заряженных ионов. Между такими скоплениями ионов возникает э.д.с. внутритканевой поляризации. Это, с одной стороны, создает дополнительное сопротивление действующему току, а с другой – такие участки являются местами наиболее активного действия тока.

Встречая большое сопротивление эпидермиса, энергия постоянного тока частично превращается в тепло, которое может вызвать слабые биологические эффекты в виде активизации кровообращения и усиления биохимических процессов. Основным же компонентом действия постоянного тока является его влияние на соотношение в тканях различных ионов, которое определяет их функциональное состояние.

Определенное значение в механизме лечебного действия постоянного тока имеет явление электроосмоса, когда под действием тока через мембрану усиливается прохождение воды. В результате чего, под катодом происходит отек и разрыхление тканей, а под анодом – их уплотнение.

Постоянный ток используется в медицинской практике также для введения в ткани организма через кожу или слизистую оболочку лекарственных веществ. Этот метод получил название лекарственного электрофореза.

Ионы лекарственных веществ вводятся с электрода одноименной полярности. Ионы металлов и большинство алкаллоидов вводятся с положительного, а ионы кислотных радикалов, некоторых органических соединений – с отрицательного электрода.

Для подведения тока к поверхности тела применяют либо плоские электроды из листового свинца или станиоля толщиной 0,3 – 0,5 мм, либо электроды специальной формы. Поскольку в тканях содержится большое количество разноименно заряженных ионов, например, NaCl  Na + +Cl — , то при соприкосновении электрода с телом происходит электролиз, ионы превращаются в нейтральные атомы Na и Cl, которые, соединяясь с водой, образуют у анода кислоту, а у катода – щелочь. Для исключения раздражения или ожогов тела кислотами или щелочами между кожей и электродом помещают смоченную в воде и отжатую прокладку из гидрофильного материала.

Для проведения лекарственного электрофореза на ткань накладывается слой фильтрованной бумаги или марли, хорошо пропитанных раствором лекарственного вещества. На нее помещают прокладку и затем электрод.

Описание установки

Для изучения работы выпрямителя используются стенд, схема которого приведена на рис.1. Трансформатор Тр понижает сетевое напряжение до необходимой величины. Диодный мостик Д состоит из 4-х полупроводниковых диодов, обладающих свойством односторонней проводимости.

Два электролитических конденсатора С1 и С2 и дроссель Др образуют фильтр, который сглаживает пульсации тока. Дроссель представляет катушку индуктивности с железным сердечником. При прохождении через него пульсирующего тока возникает э.д.с. индукции, которая препятствует изменению тока. Когда ток нарастает она направлена противоположно току, при уменьшении тока их напряжения совпадают. В результате дроссель будет сглаживать пульсацию тока.

Конденсаторы, заряжаясь в момент возрастания тока и разряжаясь при его уменьшении, также способствуют сглаживанию пульсаций. В результате одновременного действия дросселя и конденсаторов пульсирующий ток становится постоянным.

С резистора R сигналы поступают на вход «У» электронного осциллографа, на экране которого можно проследить процессы, происходящие во время работы выпрямителя.

Порядок выполнения работы

1. Получение и наблюдение осциллограммы переменного тока.

ACϟDС. Понимание сварочного тока и полярности

Сварка – это ручной труд, но сварщики должны обладать достаточным количеством технических знаний, даже если в школе физика для них была чем-то сверхъестественным.

Одним из обязательных понятий, которые необходимо знать, является «сварочный ток». Сварщик должен хорошо понимать, что такое полярность и какое влияние она оказывает на процесс сварки.

На сварочных аппаратах и электродах можно заметить обозначения AC или DC, которые описывают полярность тока. Почему электрические токи и полярность возникают во время сварки? Давайте рассмотрим эти понятия внимательно.

Что такое переменный (AC) и постоянный (DC) ток?

AC от англ. «alternating current» обозначает переменный ток, а DC «direct current»постоянный ток.

АС чередует направление тока, а DС течет только в одном направлении.

Сварочные машины и электроды с маркировкой DC имеют постоянную полярность, тогда как маркированные AC изменяют полярность 120 раз в секунду с частотой тока 60 герц.

Чем переменный и постоянный ток различаются при сварке?

Сварка при постоянном токе (DC) создает более плавные и более устойчивые дуги, образуется меньше брызг. Легче производится сварка в вертикальном и верхнем положениях.

Тем не менее, переменный ток (AC) может быть предпочтительным выбором начинающих сварщиков, поскольку часто используется в недорогих сварочных аппаратах начального уровня. AC также распространен в судостроительной сварке или в любых условиях, где дуга может плавать из стороны в сторону.

Что такое полярность?

Электрическая цепь, возникающая при включении сварочного аппарата, имеет отрицательный и положительный полюс – это свойство называется полярностью. Полярность имеет большое значение при сварке, потому что выбор правильной полярности влияет на прочность и качество сварного шва. Использование неправильной полярности может привести к большому количеству брызг, плохому проплавлению и потере контроля сварочной дуги.

При сварке переменным током соблюдать полярность не требуется!

— сварка током прямой полярности

— сварка током обратной полярности

Что такое прямая и обратная полярность постоянного тока (DC)?

Полярность
прямаяобратная
отрицательнаяположительная
(–)(+)

Процесс сварки будет различаться в зависимости от направления, полярности тока: положительной (+) или отрицательной (–).

Положительная полярность постоянного тока (DC+) обеспечивает высокий уровень проплавления, в то время как отрицательная полярность постоянного тока (DC–) даст меньшее проплавление, но более высокую скорость осаждения (например, на тонком листовом металле). Различные защитные газы могут дополнительно влиять на процесс сварки.

Сварка током прямой полярности

Под сваркой прямой полярности принято понимать сварку, при проведении которой на свариваемую деталь (изделие) подаётся положительный заряд от сварочного аппарата, т.е. сварочный кабель соединяет свариваемое изделие с клеммой (+) сварочного аппарата. На электрод же подаётся отрицательный заряд через электрододержатель, соединённый кабелем с клеммой (–).

При сварке током прямой полярности основная температурная нагрузка ложится на металлическую свариваемую деталь. То есть, она разогревается сильнее, что позволяет углубить корень сварочного шва.

Ток прямой полярности рекомендуется применять при необходимости резки металлоконструкций и сварке толстостенных деталей, а также в иных случаях, когда требуется добиться большого выделения тепла, что как раз и является характерной особенностью такого типа подключения.

Сварка током обратной полярности

Под сваркой обратной полярности принято понимать сварку, при проведении которой на свариваемую деталь (изделие) подаётся отрицательный заряд от сварочного аппарата, т.е. сварочный кабель соединяет свариваемое изделие с клеммой (–) сварочного аппарата. На электрод же подаётся положительный заряд через электрододержатель, соединённый кабелем с клеммой (+).

При сварке током обратной полярности больше тепла выделяется на электроде, а нагрев детали сравнительно уменьшается. Это позволяет производить более «деликатную» сварку и уменьшает вероятность прожига детали.

Сварку током обратной полярности рекомендуется применять при необходимости сваривания тонких листов металла, нержавеющей, легированной стали, иных сталей и сплавов, чувствительных к перегреву.

Так как переменный ток (AC) наполовину положительный и наполовину отрицательный, его сварочные свойства находятся прямо в середине положительной и отрицательной полярности постоянного тока (DC). Некоторые сварщики выбирают переменный ток (AC), если они хотят избежать глубокого проплавления. Например, при ремонтных работах на ржавых металлах.

Читать еще:  Сварка рельсовых стыков электродами

Хотя переменный ток сам по себе не имеет полярности, если электроды для сварки на переменном токе использовать с постоянным, они покажут более низкие результаты. Поэтому производители электродов обычно указывают наиболее подходящую полярность на покрытии и упаковке электродов.

Понимание направления и полярности сварочного тока важно для правильного выполнения сварочных работ. Знание того, как эти факторы влияют на ваш сварной шов, облегчит вашу работу.

Сварочные материалы и оборудование Вы можете приобрести на нашем сайте — сварочные электроды и сварочное оборудование.

Обратная и прямая полярность сварки — сварка металлов постоянным током

Сварку с применением силы постоянного тока различают двух основных видов:

процесс сварки с прямой полярностью; процесс сварки с обратной полярностью.

В первом случае к электроду подведён минус, в то время как к изделию плюс. Сварка постоянным током обратной полярности подразумевает ситуацию, когда изделие получает минус, а электрод – плюс.

Влияние полярности при сварке

На что оказывает влияние полярность постоянного тока?

Сварка прямой и обратной полярностью образует на кончике электрода катодное и анодное пятно. В процессе сварки катодное пятно образуется на минусе, в то время как анодное – на плюсе.

В районе анодного пятна температура намного больше (до 3900 о С), нежели в районе катодного пятна (до 3200 о С). Во время сварки прямой полярности большая часть тепла концентрируется на самом изделии, из-за чего происходит углубление корня шва.

Именно поэтому сварка обратной полярностью применяется в основном на изделиях из тонколистовой стали или при необходимости сварки легкоплавких металлов. Сварку с обратной полярностью практикуют также при работе с нержавеющими, легированными и высокоуглеродистыми сталями, которые очень чувствительны к перегреву.

ВАЖНО: во время сварки с переменным током, полярность может изменяться очень резко (до 100 раз за секунду), поэтому правило соблюдения полярности при таком процессе отсутствует.

Особенности сварки постоянным током (общие положения)

Независимо от того, какая полярность сварочных электродов применяется в работе, сварка прямой и обратной полярностью имеет некоторые особенности:

  • рекомендуется применять прижимную струбцину (она не позволит повредить свариваемую деталь в том месте, где подсоединяется кабель с отрицательным или положительным зарядом из-за появления микрозарядов);
  • в сравнении с процессом с применением переменного тока сварка с использованием постоянного тока признана более «аккуратной», то есть при работе не образуется такого количества брызг металла, а сам сварочный шов более ровный;
  • из-за того, что катод и анод всегда нагреваются не одинаково, от метода подключения будет зависеть, сколько с плавящегося электрода будет переноситься металла на обрабатываемую деталь.

Сварка током прямой полярности

Прямая полярность сварки – это сварка деталей, к которой сварочный кабель подключён с клеммой «+» сварочного аппарата. На электрод в это время поступает отрицательный заряд через электродный держатель.

Так как на аноде, который является положительным полюсом, температура намного выше, ток прямой полярности лучше всего использовать в работе с деталями из толстостенной стали. Характерной особенностью полярного типа подключения принято считать тот факт, что наиболее эффективная сфера его применения та, где требуется как можно выше температура.

Сварка током обратной полярности

Сварка постоянным током обратной полярности подразумевает подключение к свариваемой детали отрицательного заряда клеммы с «–». На электрод в это время поступает положительный заряд через электродный держатель.

Сварка обратной полярностью обеспечивает выделение большего количества тепла на электроде, в то время, когда нагрев детали, наоборот, уменьшается. Благодаря этому производится более «деликатная» сварка, которая существенно снижается вероятность образования прожига в детали.

Именно поэтому такой тип сварки рекомендуется применять в случаях необходимости сварки тонких листов стали, легированной или нержавеющей стали, других сплавов, которые чувствительны к перегреву.

Управление процессом сварки

Сварка постоянным током (полярность) – это задача прогреть как можно лучше основной металл до расплавления, чтобы образовалась сварочная ванна. Если, к примеру, ток будет слишком мал, то сварочная поверхность металла не будет прогрета надлежащим образом. Если же ток будет слишком высок, то металл прогреется настолько хорошо, что дуга будет проникать внутрь, отталкивая металл назад.

Прямая полярность сварки помогает организовать такую среду, в которой сварочная ванна будет растекаться, движением электрода можно будет легко руководить всем сварочным процессом.

Чем быстрее будет передвигаться электрод, тем меньше тепла будет поступать на поверхность основного металла, поэтому он будет не так хорошо прогреваться. Если перемещать электрод медленнее, то тепла будет поступать больше, следовательно, металл будет прогреваться значительно лучше.

ВАЖНО: профессиональные сварщики сразу ставят чуть больше ток сразу, а скорость сварки просто регулируют электродом (скоростью его перемещения по поверхности свариваемого изделия). Во время окончания шва рекомендуется наплавлять немного больше металла, чтобы не образовывался кратер.

Еще по этой теме на нашем сайте:

  1. Что такое журнал сварочных работ – пример заполнения сварщиком
    Этот вид журналов относится к технической документации. В этом документе отражается полный объем всех работ, выполняемых сварщиком. Кроме этого, здесь отражено качество, время выполнения той.

Сварочные швы и соединения — виды сварочных швов и обозначения
Сварочные соединения используются во многих отраслях промышленности. Такое соединение применяется для неразъемного скрепления различных металлических элементов с помощью расплавления. В результате этого образуются сварочные швы.

Дефекты сварочных швов — проверка и контроль сварочных швов
Все встречающиеся дефекты швов можно разделить на три группы. В статье для большей наглядности представлены сварочные швы (фото) и их изъяны.

Где можно купить сварочную проволоку для полуавтомата
Чтобы купить сварочную проволоку для полуавтомата, надо хорошо разбираться в этом изделии и знать его среднюю стоимость. Для каждого конкретного случая требуется материал с такими.

Вопросы и ответы, часть 4

Вопрос: Недавно услышал, что при аргонодуговой сварке есть режим MIX TIG. Что это такое?

Ответ: В 2005 г. на международной выставке в г. Эссен, Германия, впервые был показан новый однофазный сварочный аппарат MasterTig MLS-2300 AC/DC, который вышел на рынок в 2006 г. А в 2008 г. появился на рынке 3-х фазный сварочный аппарат MasterTig MLS-3000 AC/DC с обновлённой панелью управления ACX. Эти источники питания могут комплектоваться двумя разными панелями управления: – панель ACX с базовыми регулировками, и панель управления АСХ, которая имеет целый ряд регулировок, в том числе и таких, которых ещё не было на предыдущих моделях для сварки методами AC/DC и DC. Эти аппараты были разработаны в первую очередь для сварки алюминия и его сплавов, хотя возможности источников питания позволяют работать со всеми известными металлами, способными свариваться методом TIG.

MIX TIG – означает смешанный переменный ток (АС) и постоянный ток прямой полярности (DC-). Другими словами это определённое сочетание циклов АС и DC-.

Как видно из рисунка, переменный ток осуществляет очистку алюминия от окисной плёнки, а постоянный ток гарантирует большую глубину провара. Регулируя соотношение времени действия переменного и постоянного токов получаем великолепную сварочную дугу, предоставляющую лёгкую сварку заготовок.

Достоинства сварки методом MIX TIG:

— Более лёгкая сварка алюминия и его сплавов;

— Возможность регулировки сочетания чистки и проплавления;

— Удобная сварка разнотолщинных заготовок;

— Сварка заготовок из материала одного класса, но разного химического состава, что требует разного тепловложения;

— Наплавка разного количества металла на разные заготовки одного соединения;

— Сварка заготовок с разной степенью загрязнения;

— Шум горящей дуги ниже по сравнению с АС TIG дугой;

— Более узкая дуга, что удобно при сварке глубокой V-образной разделки и узких угловых соединений;

— Хороший контроль сварочной ванны при сварке тонкого и толстого листов;

Вопрос: Объясните, что понимается под прямой и обратной полярностью. Какая полярность и где применяется?

Ответ: ГОСТ 2601-84 даёт следующие определение полярности.

Прямая полярность – Полярность, при которой электрод присоединяется к отрицательному полюсу (DC-) источника питания дуги, а объект сварки присоединяется к положительному полюсу.

Обратная полярность – Полярность, при которой электрод присоединяется к положительному полюсу источника питания дуги, а объект сварки – к отрицательному полюсу.

Теперь рассмотрим, какая полярность применяется при различных методах сварки.

Читать еще:  Электрод ионизации принцип работы

Сварка методом ММА – Manual Metal Arc – ручная дуговая сварка штучными (покрытыми) электродами. Электрододержатель подключается обычно к положительному полюсу, т.е. DC+. Это обратная полярность. Перед началом сварочных работ убедитесь, что выбрана правильная полярность. На пачке с электродами всегда указана требуемая полярность. Некоторые типы электродов, однако, требуют прямой полярности (DC-) или переменного тока. При сварке алюминия на электрод подаётся DC+, это обратная полярность.

Сварка методом TIG — Tungsten Inert Gas – ручная дуговая сварка неплавящимся электродом в среде инертного газа. Обычно в качестве неплавящегося электрода используют вольфрам. В немецкоязычной литературе в этом случае используют сокращение WIG – Wolfram Inert Gas – ручная дуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертного газа. Сварочная горелка должна быть подключена к минусовому полюсу (DC-), т.е. прямая полярность.

При сварке алюминия методом TIG на сварочную горелку следует подать переменный ток (АС) или DC-, т.е прямая полярность при сварке в гелии.

Сварка методом MIG/MAG – Metal Inert / Active Gas – дуговая сварка плавящимся электродом (сварочной проволокой) в среде инертного/активного газа. При сварке применяется обычно обратная полярность DC+. Но для некоторых типов сварочной проволоки, например для порошковой проволоки, требуется прямая полярность DC-. Всегда перед началом сварки проверти нужную полярность на упаковке со сварочной проволокой.

Вопрос: Какие технические решения предлагает фирма Kemppi для увеличения расстояния от проволокоподающего устройства /источника питания до места сварки методом MIG/MAG?

Ответ: Да, в ряде случаев, от места расположения сварочного оборудования сварщику требуется значительно отойти со сварочной горелкой для сварки каких-либо специальных изделий.

Технических решений фирма Kemppi OY предлагает для этого несколько, а именно:

  1. Самое простое решение, это применять сварочную горелку с более длинным кабелем. Фирма предлагает сварочные горелки серий ММТ, РМТ и Fe с длиной жгута 3 м, 3,5 м, 4,5 и 5 метров для сварки любых материалов. Для сварки алюминиевых и нержавеющих сталей предлагаются c 2004 г. горелки серии WS с жидкостным охлаждением длиной 6 и 8 метров и максимальной силой сварочного тока 300 А или 420 А, собранные под проволоку 1,0 и 1,2 мм для нержавеющей проволоки, и 1,2 мм для алюминиевой проволоки.
  2. Следующее решение это использовать моторные горелки, которые позволяют отойти от основного подающего устройства на расстояние от 4 до 12 метров, выпускаемые различными фирмами, и имеющие возможность стыковаться с подающими устройствами производства фирмы Kemppi.
  3. В период с 2003 г. по 2006 г. фирма Kemppi также выпускала сама моторные горелки KMP-300 на максимальный ток 300 ампер с воздушным охлаждением и KMP-400W на максимальный ток 400 ампер с жидкостным охлаждением. Эти горелки работали только с аппаратами Kemppi Pro Evolution и подающими устройствами Promig-300, -501, -501L, -530, дополнительным блоком RMP-10 и синхронизатором Prosync-50.
  4. Если позволяют окружающие условия работы, то можно проволокоподающее устройство удалить от источника питания на длину кабель-жгута. В настоящее время фирма выпускает промежуточные кабель-жгуты длиной 1.8 м, 5 м, 10 м, 20 м, 25 м и 30 м, в газовом и жидкостном варианте. Более длинные жгуты фирма прекратила выпускать.
  5. Более сложное техническое решение по увеличению расстояния от подающего устройства до места сварки заключается в использовании промежуточного проволокоподающего устройства. Так, проволокоподающее устройство FU-20, выпускаемое в период с 1970 г. по 2004 г., могло работать с промежуточными проволокоподающими устройствами FU-01 и Fu-02 при условии установки синхронизирующей платы F2S2. Устройство FU-01 комплектовалось промежуточными жгутами длиной 10 м, 15 м и 20 метров. Устройство FU-02 комплектовалось промежуточными жгутами длиной 10 м и 15 метров. Жгуты выпускались в газовом и жидкостной вариантах.
  6. Сварочные аппараты Kemppi Pro Evolution и проволокоподающие устройства ProMig-300, -501, -501L, -530, выпускаемые в период с 1993 г. по 2012 г., могли комплектоваться дополнительным проволокоподающим устройством ProMig-100 c промежуточными кабель-жгутами длиной 10 м, 15 м, 20 м и 25 м в газовом или жидкостным вариантах исполнения. Требовалась установка синхронизирующей платы Prosync-50.
  7. В настоящее время серия аппаратов FastMig начиная с FastMig Synergic может комплектоваться дополнительным проволокоподающим устройством SuperSnake GT02 S – c газовым охлаждением или SuperSnake GT02 SW – с жидкостным охлаждением. Для работы с SuperSnake GT02 необходимо установить синхронизирующее устройство W004030. Длины промежуточных кабелей в обоих случаях имеют ряд: 10 м, 15 м, 20 м и 25 м.

Прямая и обратная полярность

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

Зачем все это нужно

При сварке постоянным током на кончике электрода образуется термическое пятно, которое обладает высокой температурой. В зависимости от того, какой полюс подключен к электроду, будет зависеть и температура на его кончике, а соответственно будет зависеть режим сварочного процесса. К примеру, если подключен к расходнику плюс, то на его конце образуется анодное пятно, температура которого равна 3900С. Если минус, то получается катодное пятно с температурой 3200С. Разница существенная.

  • При сварке током прямой полярности основная температурная нагрузка ложится на металлическую заготовку. То есть, она разогревается сильнее, что позволяет углубить корень сварочного шва.
  • При сварке током обратной полярности концентрация температуры происходит на кончике электрода. То есть, основной металл при этом нагревается меньше. Поэтому этот режим в основном используют при соединении заготовок с небольшой толщиной.

Необходимо добавить, что режим обратной полярности применяют также при стыковке высокоуглеродистых и легированных сталей, нержавейки. То есть, тех видов металлов, которые чувствительны к перегреву.

Внимание! Так как на анодном и катодном пятне температура разная, то от правильного подключения сварочного аппарата будет зависеть расход самого электрода. То есть, обратная полярность при сварке инвертором – это перерасход электродов.

В процессе сварки постоянным током необходимо добиться того, чтобы металл заготовок прогрелся хорошо, практически до состояния расплавленного. То есть, должна образоваться сварочная ванна. Именно прямая и обратная полярность режима сваривания влияет на качественное состояние ванны.

  • Если сила тока будут большой, а значит, и температура нагрева также будет высокой, то металл разогреется до такого состояния, что электрическая дуга будут просто его отталкивать. Ни о каком соединении здесь уже говорить не придется.
  • Если ток будут, наоборот, слишком мал, то металл не разогреется до необходимого состояния. И это тоже минус.

При прямой полярности внутри ванны будет создана среда, которой легко руководить электродом. Она растекается, поэтому одно движение стержня создает направленность сварного шва. При этом легко контролируется глубина сваривания.

Кстати, скорость движения электрода напрямую влияет на качество конечного результата. Чем скорость выше, тем меньше тепла поступает в зону сварки, тем меньше прогревается основной металл заготовок. Уменьшая скорость, увеличивается температура внутри сварочной ванны. То есть, металл хорошо прогревается. Поэтому опытные сварщики выставляют на инверторе ток больше необходимого. А вот качество сварного шва контролируют именно скоростью перемещения электрода.

Что касается самих электродов, то выбор полярности обусловлен материалом, из которого он изготовлен, или видом обмазки. К примеру, использование обратной полярности при сварке постоянным током, в которой применяется угольный электрод, приводит к быстрому расходу сварных стержней. Потому что при высоких температурах угольный электрод начинает разрушаться. Поэтому этот вид используется только при режиме прямой полярности. Чистый металлический стержень без покрытия, наоборот, хорошо заполняет сварочный шов при обратной полярности.

Глубина и ширина сварочного шва также зависит от используемого режима. Чем выше ток, тем происходит увеличение провара. То есть, увеличивается глубина сварного шва. Все дело в погонной энергии на дуге. По сути, это количество тепловой энергии, проходящей через единицу длины сварочного шва. Но увеличивать ток до бесконечности нельзя, даже в независимости от толщины свариваемых металлических заготовок. Потому что тепловая энергия создает давление на расплавленный металл, что вызывает его вытеснение. Конечный результат такой электросварки при повышенном токе – прожог сварочной ванны. Если говорить о влиянии прямой и обратной полярности при сварке инвертором, то большую глубину проплавки может обеспечить режим обратной полярности.

Читать еще:  Как выбрать диаметр электрода для сварки?

Некоторые особенности сваривания при прямой полярности

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

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

Особенности сварки током обратной полярности

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

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

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

Прямая и обратная полярность при сварке инверторным аппаратом

Качественное сварное соединение, при работе с аппаратами постоянного тока, во многом зависит от их настроек. Даже самый простой инвертор имеет не только настройки силы тока, но и полярности. Чаще всего, по умолчанию установлена прямая полярность при сварке и вы можете годами работать со своим инвертором, не зная всех его возможностей. Если у вас возникла необходимость сварить высоколегированную сталь или не получается добиться качественного шва, то знание всех тонкостей настроек вам просто необходимы. О том, какая бывает полярность и как она влияет на сварочные работы мы и поговорим.

Что такое прямая и обратная полярность

Сварка постоянным током подразумевает наличие гнезда, для подключения к “+” и “–” сварочного аппарата. В зависимости от того, куда подключена масса, а куда электрод и различают полярность.

  • Прямая полярность – схема подключения, при которой к плюсовому гнезду присоединяется масса, а к минусу – электрод. При этом род и полярность тока обуславливает существование анодного и катодного пятен. При таком подключении анодное(более горячее) образуется на стороне заготовки.
  • Обратная полярность – масса присоединена к минусу, а электрод к плюсу. На обратной полярности при сварке постоянным током анодное пятно с более высокой температурой, образуется на противоположной стороне, то есть – электроде.

Обратите внимание! Сварка переменным током подразумевает самостоятельное изменение полярности до сотни раз в секунду, поэтому в таких случаях соблюдать схему подключения не имеет смысла.

Чем обусловлен выбор полярности

Изменяя тип подключения, можно сконцентрировать нагрев или на свариваемой детали или на электроде (перемещая анодное пятно). За нагрев отвечает плюсовое гнездо, поэтому при прямом подключении, когда плюс присоединен к металлу наблюдается больший нагрев сварного соединения, а при обратной полярности больше греется электрод.

Благодаря этой особенности мы можем выбирать схему подключения исходя из:

  • Толщины металла. Если мы свариваем толстые детали или средней толщины, то подойдет прямое подключение, при котором тепло, сконцентрированное на изделии поможет получить более глубокий шов и качественный провар. Также этот вид подключения подходит для отрезания металлов различной толщины. Тонкие металлы лучше всего сваривать при обратной полярности, концентрируя большую часть тепла на электроде. Таким образом деталь не будет поддаваться перегреву, а сам электрод будет плавиться быстрей.
  • Типа металла. Возможность изменять локализацию теплового пятна помогает подобрать наиболее эффективные схемы работы для различных металлов. К примеру, если мы варим нержавеющие стали или чугун, то необходимо обратное подключение, помогающее избежать перегрева сплава и формирования тугоплавких соединений. Для алюминия необходимо прямое подключение иначе пробиться через окислы будет очень сложно. Перед началом работ внимательно изучите рекомендации по настройки аппарата к конкретному сплаву.
  • Типа электрода или проволоки. Как и металлы, электроды имеют свои особенности температурных режимов, в большей степени связанных с типом флюса. К примеру, для работы с угольными электродами нельзя использовать обратную полярность иначе флюс перегреется и электрод придет в негодность. Чтобы подобрать настройку, подходящую для вашего электрода смотрите на тип проволоки и флюса или воспользуйтесь рекомендациями производителя. Говоря о проволоках для полуавтоматов, то они тоже имеют рекомендации, относительно подключения минуса и плюса аппарата.


Теперь вы знаете, что может повлиять на настройки подключения. Бывают случаи, когда металл требует одних, а электрод совсем других настроек. В таких случаях следует искать компромиссы, подстраивая силу тока и рабочие циклы.

Запомните! Тип подключения не зависит от пространственного положения.

Особенности сварки током прямой полярности

Прямая полярность при работе с постоянным током имеет ряд особенностей. Некоторые из них, мы уже перечислили, на остальные стоит обратить особое внимание:

  • сварной шов получается глубоким, но достаточно узким.
  • подходит для большинства сталей, толщиной от 3-х мм.
  • цветные металлы с применением вольфрамового стержня варятся только прямой полярностью.
  • характеризуется стабильной дугой и как следствие – более качественным швом.
  • запрещено использовать электроды для сварочных аппаратов переменного тока.
  • лучше подходит для резки металла.

Особенности сварки током обратной полярности

Как и прямая, обратная полярность при сварке инвертором имеет ряд особенностей, зная которые вы сможете избежать ряда ошибок, свойственных новичкам. Стоит выделить такие особенности:

  • при сварке постоянным током на обратной полярности шов получается менее глубоким, но более широким
  • отлично подходит для сваривания тонких металлов и средней толщины. При работе с толстыми заготовками качество шва резко снижается.
  • запрещено работать обратной полярностью с электродами, чувствительными к перегреву.
  • при низких токах наблюдается значительное снижение качества сварного шва из-за скачущей дуги.
  • помимо обратного подключения, для работы с высоколегированными сталями следует строго придерживаться рекомендаций о рабочем цикле и остывании заготовки.

Заключение

Сварочные аппараты постоянного тока, такие как инверторы или полуавтоматы – достаточно просты, чтобы использовать в быту. Именно поэтому спрос и предложение этих устройств на рынке постоянно растет. Этому способствует их доступность, дешевизна и постоянным током варить проще, чем переменным. Однако чтобы получить качественное, красивое и долговечное сварное соединение нужно знать ряд технологических особенностей, в том числе предназначение и виды полярности. Благодаря знаниям из этой статьи и источнику постоянного тока своими руками вы сможете выполнить любые сварочные работы. Главное – тщательный подход к работе и соблюдение всех защитных мер.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector