Зворотна і пряма полярність при зварюванні інвертором, відмінність полярності при зварювальних роботах
Електродугового спосіб зварювання, на відміну від традиційної газовій, відрізняється деякими особливостями. Однією з найголовніших є температура нагріву дуги, яка може досягати 5000С, що значно перевищує температуру плавлення якого-небудь з існуючих металів. Почасти цим пояснюється велика різноманітність технологій і способів цього виду зварювання, які дозволяють вирішити за її допомогою різні завдання.
Види зварювання
Зварювальні апарати мають блок випрямних діодів. Що створює постійний струм, це обов’язкова умова для напівавтоматичних зварювальних апаратів, матеріалом для яких є дріт. Якщо для апарату потрібні електроди, то це означає можливість використання під час роботи всіх їх моделей. А полярність під час зварювання – це запорука її якості.
Використовуючи напівавтомат, треба дотримувати полярність підключення. Зварювання під газовим захистом обмідненої дротом відбувається за допомогою прямої полярності струму. Фактично це означає:
- на деталь йде плюс;
- на держак йде мінус.
Сила струму подається на деталь від дроту, і вона нагрівається, на відміну від зварювального дроту, сильніше. В результаті підвищується площа зварюваного ділянки. Йому необхідний значний нагрів для освіти варильної ванни. Дріт, що має менший розтин, швидше плавиться і потрапляє на необхідну ділянку вже рідкої краплею. Струмом, який проходить від різних полярностей, захоплюється розплавлений матеріал, виходить відповідна ванна для зварювання.
Використовуючи напівавтомат без захисного газового середовища, потрібно використовувати спеціальну порошкову або флюсовую дріт. У цьому випадку змінюється полярність з’єднання держака і «маси». На «масі» знаходиться мінус, а на держаке знаходиться плюс. Температура плавлення флюсового дроту має приблизно таке ж значення, як і температура плавлення металу. Щоб досягти якісного шва, необхідно, щоб згорів флюс. Потім чекають два таких процесу:
- Поява газоподібного хмари;
- У середовищі цієї хмари і відбувається зварювання.
Сила струму переходить від мінуса до плюса, і падіння рідкої краплі металу стає більш низьким. Саме це обумовлює менший нагрів металу для зварювання. Так як його охолодження не відбувається під захисною газу. Тому освіта ванни для зварювання практично не відрізняється від зварки в газовому середовищі. Робота змінним струмом має певні переваги. Вона не розходиться з дугою відносно початкової осі. А на якість з’єднання впливає саме відхилення дуги.
Роблячи зварювання генератором з змінним струмом, легко помітити: його полярність змінюється циклічно. Цикли мають частоту 50 Герц. Вона, підвищившись до плюсового напруги, може знизитися до нуля або впасти до негативного рівня. Напруга змінюється з плюса на мінус і навпаки.
Зварювання нержавіючої сталі і кольорових металів
Під час зварювання кольорових металів, у тому числі і алюміній, використовують спеціальний вольфрамовий електрод. Причому використовують під час інверторної зварювання прямий полярності на електроді знаходиться мінус. Цей вид підключення дозволяє мати необхідну температуру в ділянці нагріву. Це важливо для алюмінію, бо спершу треба подолати оксидну плівку, у якої температура плавлення значно більше, на відміну від самого металу.
Полярність при зварюванні безпосередньо сприяє утворенню:
- більш якісного шва;
- більш кращого проплавлення металу, в тому числі і з нержавіючої сталі;
- більш концентрованою вузької електричної дуги.
У процесу також існує і важлива економічна частина. Використовуючи дорогий вольфрамовий електрод меншого діаметру, попутно домагаються зменшення газових витрат. Якщо ж підключити вольфрамовий електрод при зварюванні в іншій полярності, а саме, на тримачі – з плюсом, то шов буде не таким глибоким. У даного способу є свої переваги. Працюючи з тонкими пластинами, можна не переживати, що ви прожжете наскрізь виріб з нержавіючої сталі і кольорового металу.
Значним недоліком є ефект електромагнітного дуття. Утворюється дуга виходить блукаючої, а шов – не дуже привабливим і герметичним. Використовуючи змінний струм, необхідно використовувати електроди для перерви. Досвідчені зварювальники зазвичай вибирають постійний струм. Завдяки йому зварювання створює односпрямований прохід електронів. Полярність впливає на якість зварювальних робіт, в тому числі матеріалу з нержавіючої сталі.
Зварювання прямої полярності
Зварювання прямої полярності інвертором виходить, якщо з деталлю підключається «плюс» джерела струму. Коли приєднують електрод, то в цьому випадку виходить зворотній полярності. Використовуючи зварювальний інвертор, можна самостійно встановити на ньому полярність. Полярність визначає напрямок пересування потоку електронів. Тобто, визначається приєднанням проводів до позитивної і негативної клем. При роботі зі зварюванням зворотна полярність позначає:
- на електроді – плюс;
- на «землі» – мінус.
Струм переходить від негативного до позитивного контакту. Саме тому електрони переходять на електрод від металу. В результаті сильно нагрівається закінчення електрода. Для класичної зварювання ефективно використовують плюс на електроді, а мінус – на клемі. При прямій полярності зварювання передбачається мінус на електроді, плюс – на «землі». Струм переміщується від електрода до виробу. Електрод – холодний, а виріб – гаряче. Ця особливість широко використовується в особливих електродах, які призначені для швидкого зварювання листів нержавіючої сталі.
Важливість полярності при зварювальних роботах
Природно, що інверторна зварювання на змінному струмі не залежить, якою встановлено затискач трансформатора для з’єднання виробу і електроду. Але ось постійним струмом за традицією зварюють кількома способами. Електрод, приєднаний до негативного полюса, з прямою полярністю є катодом.
У анод, підключений до позитивного полюса, перетворюється виріб. Зворотна полярність означає, що електрод після приєднання до позитивного полюса стає анодом. Катод у цьому положенні – це виріб, підключений до негативного полюса.
Матеріал виготовлення електрода задає параметр дуги між неплавящимися електродами з вольфраму і плавкими металевими електродами. Зварювальна дуга має ряд фізичних і технологічних властивостей. Від цього практично повністю буде залежати результат роботи дуги. До фізичних властивостей належать:
- кінетичні;
- електромагнітні та температурні;
- електричні та світлові.
Основні технологічні властивості мають три види:
- потужність дуги;
- просторову стійкість;
- саморегулювання.
Для підтримки горіння дуги потрібно створити зворотні електрично заряджені частини в просторі між розташованими електродами. Дані частинки – це електрони, а також позитивні і негативні іони. Їх перетворення називається іонізацією. Газ, що має електрони та іони, що називається іонізованим.
Проміжок дуги іонізується під час запалювання дуги, і весь час підтримується при його горінні. У проміжку дуги, як правило, виділяють наступні області:
- область розряду дуги;
- анодний;
- катодний.
В області анодів відбувається значне зниження напруги, викликана скупченням близько електродів заряджених частинок. На поверхні анода і катода починається поява електродних плям, які представляють якийсь фундамент дугового стовпа. Через них і прокладається маршрут струму до зварювання.
У зварювання є загальний розмір дуги, він складається із сумарних довжин 3-х областей. Загальна напруга дуги – це сума знижень напруги в кожній частині дуги. Залежність напруги від розміру дуги – це сума зниження напруги в прикатодном і прианодном ділянках. Питоме зниження напруги в дузі має один міліметр від стовпа дуги. А основною характеристикою дуги є теплова потужність нагрівального джерела.
Її ефективність розраховується з урахуванням кількості теплоти, що вводиться в метал за одиницю часів. Теплова потужність – це частина загальної дугової теплової потужності, з якою певна частка тепла витрачається непродуктивно:
- на тепловідвід у виробі;
- випромінювання;
- на прогрів разбрызгивающихся крапель.
Технологія зварювальних робіт дугою
Перевага зварювальних робіт дугою явні. Зварювання відрізняється за ознаками:
- у середовищі, де знаходиться дуговий розряд;
- за типом струму;
- по типу електродів.
Для ремонту кузовів автомобілів широко використовується дугове зварювання напівавтоматом в захисному середовищі газу. Для приватного користування найбільш доступною є дугова ручна зварка. Вона робиться плавкими електродами на змінному або постійному струмі. Це хороший шанс зварити в не заводський обстановці більшу частину видів металів.
Розмір між поверхнею основного виробу та дном кратера є глибиною провару або проплавлення. Глибина залежить:
- величини зварювального струму;
- від швидкості пересування дуги.
Якщо розмір дуги зварювання не більше, ніж розмір стрижня електрода, то ця дуга називається нормальною або короткою. Вона гарантує чудову якість шва. Дугу, яка має велику довжину, вважають довгою. Дуже велике нарощування розміру дуги призводить до погіршення якості зварювання. Вплив магнітного поля створює відхилення дуги від заданого напрямку. Це називається електромагнітним дуттям.
Електрод під час процесу пересувається вздовж і поперек зварювального шва в напрямку осі, щоб зберегти заданий розмір дуги. Прискорене переміщення електрода призводить до утворення вузького, нерівного і нещільного шва. При повільному пересуванні є небезпека перепалу матеріалу.
Зварювальні шви за формою бувають:
- таврових;
- нахлесточными;
- стиковими;
- кутовими.
По довжині шви поділяються на суцільні і переривчасті. По просторовому розташуванню мають такі різновиди:
- вертикальні;
- стельові;
- нижні;
- горизонтальні.
Джерела живлення: трансформатор для зварювання, випрямляч, генератор – при зовнішньому показнику мають зв’язок величини навантажувального струму з напругою на затискачах виходу. Вольтамперный показник дуги – це співвідношення між напругою в статичному режимі і струмом дуги. Зовнішні показники зварювальних генераторів вважаються падаючими.
На розміри і форму шва також впливають вид електроструму та його полярність. Тобто, постійний струм зворотної полярності забезпечує набагато більшу глибину плавлення, ніж постійний струм з прямою полярністю, це пояснюється різними кількостями тепла, що з’являються на аноді з катодом. Від підвищення швидкості процесу зварювання глибина і ширина шва провару знижуються.
