Полярность сварочного тока: что такое, отличия, род тока

Полярность сварочного тока — прямая и обратная

Полярность сварочного тока — один из важных параметров, влияющих на качество сварного шва. Ведь от него зависит направление движения тока, то есть электронов в металле, что влияет на процесс выполнения шва, горение дуги, формирование сварочной ванны и в результате — на качество сварного соединения.

По поводу физического смысла, а также терминов «прямая» и «обратная» я написал отдельную статью ранее. А сейчас я расскажу основные принципы использования прямой и обратной полярностей сварочного тока. И главное, что нужно знать: там, где «+», там греется больше. Соответственно, при сварке на токе при обратной полярности, когда «+» на электроде, он греется больше, чем в случае с прямой. А деталь, наоборот, больше греется при сварке на токе прямой полярности.

Тонкости и особенности

С деталью ситуация несколько более хитрая. Когда «+» на детали, получается шире пятно проплавления, но глубина при этом не больше, а то и меньше, чем когда на детали «-«. С «минусом» на детали пятно сварочной ванны меньше, но его глубина может быть не меньше, а то и больше, чем при сварке на токе прямой полярности. Благодаря этому, когда на детали «минус», получается лучше контролировать перемещение сварочной ванны.

Как это использовать на практике? Вариантов много. Обычно, по умолчанию используется прямая полярность сварочного тока — особенно, когда нужно сильно прогревать и проваривать детали. Обратная полярность используется в тех случаях, когда нужно точнее контролировать перемещение сварочной ванны. Например, это некоторые виды вертикальных швов, особенно сверху вниз. Также сварка на токе обратной полярности может помочь при выполнении потолочных швов и сварке тонкого металла — ведь в этом случае деталь прогревается меньше, а это позволит минимизировать стекание металла при выполнении вертикальных и потолочных швов и сквозное проплавление металла при сварке тонкого листа.

Полярность сварочного тока зависит также от электродов

Ещё один важный момент — это сварочные электроды. Не все электроды позволяют использовать сварочный ток любой полярности. Например, электродами с основным видом покрытия сварку следует вести только с «минусом» на свариваемом металле. К таким электродам относятся, например, электроды УОНИ-13/55. В любом случае, всегда проверяйте соответствие фактически установленной полярности сварочного тока допустимой для конкретных используемых электродов.

Резюме

Итак, важно понимать, что выбор направления сварочного тока зависит от пространственного положения сварного шва, выбранных электродов, толщины металла и личных навыков сварщика. Если все эти условия будут соблюдены, то и швы будут получаться качественными, надёжными и эстетичными.

И главное — экспериментируйте! Я говорю это очень часто, потому что на самом деле, только эксперимент даст вам самые точные и правильные ответы на ваши вопросы!

Возможно, я раскрыл эту тему несколько сумбурно, поэтому, если у вас остались какие-то вопросы, пишите их в комментариях. А также обязательно расскажите о своём опыте использования прямой и обратной полярностей!

Ещё по теме:

Какие электроды лучше для инвертора

Особенности сварки тонкого металла

Тонкий металл, вертикальный шов

 

Видеокурсы:

Как варить электросваркой

Как установить сварочный ток правильно

Как выбрать маску «хамелеон»

Как настроить маску «хамелеон» правильно

Как выбрать сварочный инвертор

Режимы сварки полуавтоматом в среде защитных газов: таблица

Использование сварочного полуавтомата в сочетании с защитным газом — почти всегда выигрышный вариант. Благодаря такому комплекту оборудования вам становится доступна качественная и быстрая сварка сталей, алюминия, меди и прочих металлов. Но есть и особенности, которые сварщик должен учитывать перед тем, как выберет данный метод сварки.

Прежде всего, полный новичок вряд ли сможет выполнить работу качественно. Это связано не только с отсутствием опыта, но и с тем фактом, что полуавтомат нужно правильно настроить и выбрать необходимые расходники. Опытные мастера говорят: «Чтобы настроить режимы сварки полуавтоматом в среде защитных газов нужно потратить несколько лет на изучение литературы, ГОСТов и кропотливую работу. Без практики ничего не получится».

Мы полностью согласны с этим утверждением. Но не спешим сбрасывать со счетов начинающих сварщиков. Специально для них мы подготовили краткую статью, которая поможет разобрать с режимами сварки и начать применять полученную информацию на практике. При составлении этой статьи мы руководствовались не только собственным опытом, но и справочной литературой.

Содержание статьи

Основные параметры

Чтобы правильно подобрать режимы полуавтоматической сварки нужно четко понимать, из чего состоят эти режимы. Далее мы перечислим основные параметры режимов сварки, зная которые вы сможете правильно выбрать настройки полуавтомата.

Диаметр и марка проволоки

Начнем с диаметра проволоки. Он может колебаться в пределах от 0.5 до 3 миллиметров. Обычно, диаметр проволоки подбирается исходя из толщины свариваемого металла. Но в любом случае у каждого диаметра есть свои характерные признаки. Например, при работе с проволокой малого диаметра мастера отмечают более устойчивое горение дуги и меньший коэффициент разбрызгивания металла. А при работе с проволокой большего диаметра всегда требуется увеличивать силу тока.

Не стоит забывать и о марке применяемой проволоки. А точнее, металле, из которого проволока изготовлена и какие вещества входят в ее состав. Например, для сварки низкоуглеродистой или низколегированной стали рекомендуется использовать проволоку с раскислителями, а в составе должен присутствовать марганец и кремний.

Но, справедливости ради, в среде защитного газа зачастую либо легированную, либо высоколегированную сталь. В таких случаях используют проволоку, изготовленную из того же металла, что и деталь, которую нужно сварить. Обратите внимание на выбор проволоки, ведь при неправильном выборе шов может получиться пористым и хрупким.

Читайте также: Технология сварки сталей 

Сила, полярность и род сварочного тока

Помимо выбора комплектующих нам также нужно настроить сам полуавтомат. В типичном полуавтомате даже самого низкого ценового сегмента вы сможете настроить силу, полярность и род сварочного тока. У каждого параметра также есть свои особенности. Например, если увеличить силу тока, то глубина провара увеличиться. Силу тока устанавливают, опираясь на диаметр электрода и особенности металла, с которым собираются работать.

Теперь о полярности и роде тока. Общепринято выполнять полуавтоматическую сварку в среде защитного газа, установив постоянный ток и обратную полярность. Переменный род тока или прямая полярность применяются очень редко, поскольку такие настройки не обеспечивают устойчивое горение дуги и способствуют ухудшению качества сварного соединения. Но есть исключение из правил. Так переменный ток показан при сварке алюминия, например.

Также многие новички забывают о таком параметре, как напряжение сварочной дуги. А вместе с тем именно напряжение дуги влияет на глубину провара металла и размер сварочного соединения. Не стоит устанавливать слишком большое напряжение, иначе металл начнем разбрызгиваться, в шве образуются поры, а газ не сможет в должной мере защитить сварочную зону. Чтобы правильно настроить напряжение дуги ориентируйтесь на силу сварочного тока.

Скорость подачи проволоки

Как вы знаете, в полуавтоматической сварке проволока подается с помощью специального механизма. Он работает очень точно, поэтому необходимо заранее установить оптимальную скорость подачи присадочной проволоки, чтобы она вовремя плавилась и способствовала формированию качественного шва. Настраивайте скорость с учетом силы тока. В идеале проволока должна подаваться так, чтобы дуга сохраняла свою устойчивость, а шов формировался постепенно.

Скорость сварки

Не менее важна и скорость сварки. От нее во многом зависят физические размеры шва. Скорость регулируется ГОСТами, но ее можно выбрать и по своему усмотрению, опираясь на особенности металла и его толщину. Учтите, что толстый металл нужно варить быстрее, а шов должен быть узким. Но не стоит слишком спешить, иначе электрод может просто выйти из зоны защитного газа и окислиться под воздействием кислорода. Ну а слишком медленная скорость способствует формированию непрочного пористого шва.

Наклон электрода

И последний важный параметр, а именно угол наклона электрода при сварке. Наиболее частая ошибка у новичков — держать электрод так, как физически удобно. Это грубейшее нарушение. Ведь угол наклона электрода напрямую влияет на то, какова будет глубина провара и насколько качественным получится шов в конечном итоге.

Существует два типа наклона: углом назад и углом вперед. У каждого положения есть свои достоинства и недостатки. При сварке углом вперед зона сварки видна хуже, зато лучше видны кромки. Также глубина провара меньше. А при сварке углом назад наоборот зона сварки видна намного лучше, но глубина провара увеличивается.

Мы рекомендуем варить углом вперед только тонкий металл, поскольку данное положение наиболее удачно. А вот углом назад можно варить металлы любой другой толщины.

Таблицы

Да, опытные мастера с ходу способны подобрать правильный режим сварки, поскольку их опыт и знания позволяют. Но что делать новичкам? Им поможет специальная таблица для настройки режима. Точнее, таблицы, для каждого типа сварки. Но не стоит злоупотреблять готовыми настройками, экспериментируйте и не бойтесь применять на практике свой опыт.

Таблица №1. Рекомендуемые настройки для формирования стыкового шва в нижнем пространственном положении и сварки низкоуглеродистой и низколегированной стали в среде защитного газа (углекислого газа, смеси углекислоты с кислородом, а также смеси аргона с углекислым газом) током обратной полярности.

Таблица №2. Рекомендуемые настройки для формирования поворотно-стыковых соединений с применением углекислоты, смеси аргона с углекислотой и аргона с углекислотой и кислородом, ток обратной полярности.

Таблица №3. Рекомендуемые настройки для формирования нахлесточного шва с током обратной полярности, с применением углекислого газа или смеси углекислоты с аргоном.

Таблица №4. Рекомендуемые настройки для сварки углеродистой стали, пространственное положение вертикальное, применяется обратная полярность, а также углекислый газ или смесь углекислоты с аргоном.

Таблица №5. Рекомендуемые настройки для формирования горизонтального соединения на обратной полярности, с использованием углекислого защитного газа.

Таблица №6. Рекомендуемые настройки для формирования потолочных швов на обратной полярности с применением углекислого газа.

Таблица №7. Рекомендуемые режимы сварки в углекислом газе методом «точка», работа с углеродистой сталью.

Вместо заключения

Конечно, мы многие темы не затронули. Например, мы не рассказали, каково оптимальное рабочее давление углекислоты при сварке полуавтоматом, как производить расчет режима сварки в углекислом газе (или любом другом защитном газе). Это лишь краткий экскурс в тему выбора режима сварки. На нашем сайте вы найдете много полезного материала о полуавтоматической сварке и не только, обязательно прочтите, чтобы лучше разбираться в теме. И не забывайте практиковаться, ведь без практики теория теряют свою силу. Желаем удачи в работе!

[Всего: 2   Средний:  3/5]

Прямая и обратная полярность при сварке

Если сваривать с постоянным током, то можно работать как с прямой, так и с обратной полярностью сварки. Эти способы имеют свои особенности:

• Нужно применять прижимную струбцину во избежание повреждения свариваемых пластин в месте подсоединения кабеля.
• Получается достаточной ровный сварной шов и не образуется сильных металлических брызг в сравнении со сваркой переменным током.
• Метод подключения напрямую влияет на то, сколько материала переносится с электрода на деталь. Это связано с неравномерным нагревом катода и анода.

Факторы, на которые влияет полярность при сварке

В сварочном аппарате имеется специальное гнездо с «+» и «-». При обратной полярности при сварке заготовка соединяется с минусовой клеммой инвертора. В противоположном случае кабель соединяет металл с плюсовой клеммой.

Значение полярности для сварки

Выбор способа вплотную связан с режимом. При прямой полярности на конце сварочного кабеля появляется анодное пятно с температурой 390. Эта тепловая нагрузка полностью ложится на металл, что делает шов более глубоким. Такая температура подходит для толстых конструкций, сплавов, невосприимчивых к перегреву. Подходит этот способ и для материалов разной толщины.

При обратной на конце сварочного кабеля образуется катодное пятно с температурой 320 (разница с прямой составляет 70, что очень существенно). Такой способ используется в тех случаях, когда сильно разогретый кабель может испортить металлическую заготовку. Обратная полярность при сварке используется при работе с нержавейкой или легированной сталью, тонкими металлами или сплавами, портящимися от перегрева.

Выбор зависит и от типа электрода и флюса. Обратная полярность не используется в работе с угольными электродами из-за возможного перегрева флюса и последующего разрушения элемента. Цветные металлы с вольфрамовым электродом свариваются только при прямой полярности. Для алюминия же она совершенно не подходит из-за сильного увеличения температуры на участке накаливания. Производитель инвертора всегда указывает необходимые настройки для определенного типа электрода.

Характеристика прямой и обратной полярности

Особенности сварки при прямой полярности

Для прямой полярности при сварке характерно следующее:

Схема сварки при прямой полярности

• Небольшой приток тепловой нагрузки к детали, что обеспечивает правильный нагрев.
• Сильная проплавка позволяет сделать сварной шов более глубоким.
• Электрод достаточно быстро выходит из строя, часто приходится заменять.
• Металл сильно разбрызгивается, так как попадает в сварочную ванну большими каплями. В то же время среда, создаваемая внутри ванны, растекается, что позволяет задать направление шва. Таким образом, легко задать его глубину.
• В шве между двумя металлами образуются определенные элементы — кремний и марганец, в то время как углерод отсутствует.
• Можно использовать ток с более высоким значением благодаря не такому сильному нагреву электрода.

Особенности сварки при обратной полярности

Обычно таким способом сваривают тонкие листы заготовки. Самый большой риск в этом процессе — возникновение прожогов. Чтобы снизить эту вероятность, используют следующие методы:

Схема сварки при обратной полярности

• При непрерывистом шве может возникнуть коробление металла (заметно при длине от 20 см). Чтобы этого избежать, рекомендуется варить участок в начале стыковки, затем в центре, после чего переместиться в конец и сделать отрезки.
• При выполнении деликатной работы с тонкими листами, работу электрической дуги периодически приостанавливают.
• При работе с тонкими заготовками с неровными краями, нужно обязательно использовать вспомогательный слой, который бы забирал все тепло от нагрева. В этой роли обычно выступает медная или стальная пластина.
• Для уменьшения нагрева, потенциал тока снижают.
• При сваривании кромок, можно произвести отбортовку под углом 180.
• При сваривании внахлест, нужно герметично прижать друг к другу металлические пластины. В противном случае произойдет прожог верхней заготовки.

Чтобы прилегание деталей было плотным, рекомендуется использовать струбцину.

Используя этот метод впервые, лучше сначала сделать пробную сварку на уже испорченном листе металла. Это поможет избежать возможных ошибок при дальнейшей работе с заготовками.

Достоинства и недостатки способа

К достоинствам этого метода относят следующие:

Характеристика сварки при обратной полярности

• Электрод работает не так быстро, поэтому не подлежит такой частой замене, как при прямой.
• Жидкий материал практически не разбрызгивается.
• Деталь глубоко плавится при помощи этого метода, благодаря усиленному теплообразованию на обоих полюсах.

При таком способе нельзя использовать электроды, восприимчивые к сильному перегреву. Если используется низкий ток, то качества шва резко снижается.

Если сварщик работает с высоколегированной сталью, то нужно полностью выполнить все рекомендации, которые касаются рабочих циклов и остывания.

При прямой и обратной полярности сваривания металлы и электрод требуют разных настроек для работы. Чтобы результат работы не разочаровал, нужно индивидуально настраивать силу тока и циклы работы.

Схема подключения кабелей при прямой и обратной полярности

Расход электрода зависит от правильного подключения к аппарату. Это связано с разной температурой на анодном и катодном пятнах.

Качество сварного шва зависит от скорости перемещения электрода. Если скорость низкая, то заготовка прогревается не так сильно.

Некоторые считают, что у обратной полярности больше преимуществ, чем у прямой полярности при сварке. Но все зависит от конкретной ситуации. Сейчас почти у всех электродов указана рекомендованная полярность, на которую влияет материал расходного элемента и определенная модель сварочного аппарата.

Видео по теме: Прямая и обратная полярность

Что даёт прямая и обратная полярность при сварке инвертором

Прямая и обратная полярность при сварке инвертором

Варить инвертором можно двумя режимами, меняя полярность постоянного тока. При сварке инвертором на прямой полярности, к электроду подводится минусовая клемма, а к заготовке — плюсовая. Когда осуществляется сварка инвертором на обратной полярности, то, наоборот, к электроду подключается плюс, а к свариваемой заготовке, минус.

Что даёт прямая и обратная полярность при сварке инвертором? Когда лучше варить на обратной полярности, а когда, только на прямой? Именно об этом и будет посвящена данная статья сайта mmasvarka.ru про ручную дуговую сварку (ММА).

Что даёт прямая и обратная полярность при сварке инвертором

При сварке металла постоянным током температура на конце электрода всецело зависит от того, какой именно к нему будет подключён полюс. При обратной полярности, когда к электроду подведён плюс, температура на конце электрода достигает 4000 градусов. При переключении инвертора на прямую полярность, когда на электрод подается минус, эта температура значительно ниже, почти на 1000 градусов.

Таким образом, меняя прямую и обратную полярность инвертора, можно более тонко контролировать сварочный процесс.

В первую очередь, это касается сварки тонких и толстых металлов, когда нужно либо не прожечь металл, либо наоборот, добиться качественного и надежного соединения.

Что даёт смена полярности на инверторе

Из всего вышесказанного становиться понятно, что даёт сварка на прямой и обратной последовательности:

1. Когда нужно углубить корень сварочного шва, то лучше всего применять именно прямую полярность при подключении инвертора. В таком случае, большая температурная нагрузка будет приходиться на металл.
2. В том случае, если нужно варить тонкий металл, то сварочный инвертор лучше всего переключать в режим обратной последовательности. Таким образом, на конце электрода будет возникать максимальная температура, а тонкий металл при сварке будет нагреваться гораздо меньше, чем при сварке инвертором на прямой полярности.

Вообще, варить на обратной полярности инвертором как раз и рекомендуется при сварке тонких металлов и нержавейки. Другими словами, тех видов металла, которые очень чувствительны к перегреву.

При этом стоит учитывать один важнейший нюанс, который связан с расходом электродов. При сварке инвертором на прямой и обратной полярности, скорость сгорания электрода будет разной. При сварке инвертором на обратной полярности, из-за сильного нагревания, расход электродов будет куда выше, чем на прямой полярности.

Поделиться в соцсетях

Влияние рода полярности тока на плавление электродного и основного металла при сварке под флюсом

Подробности

Подробности

Опубликовано 22.11.2013 06:51

Просмотров: 15453

В большинстве случаев сварку под флюсом выполняли с применением источников питания, рассчитанных только на постоянный (ОС) или переменный (АС) ток.

При дуговой сварке под флюсом постоянным током основным преимуществом является стабильность процесса, недостатком — усложнение оборудования для сварки и необходимость применения сварочных выпрямителей.

При сварке переменным током отрицательным фактором всегда является время, затрачиваемое на переход с прямой полярности на обратную. В определенных случаях при переходе через ноль возникают проблемы с обеспечением стабильности горения дуги, проплавлением и наплавкой валика.

Кроме того, авторы работ отмечают изменение коэффициента наплавки и глубины проплавления при изменении полярности, подчеркивая, что род и полярность тока влияют на форму и размеры шва. При сварке постоянным током обратной полярности глубина провара примерно на 40—50 % больше, чем при сварке постоянным током прямой полярности. При сварке переменным током глубина провара на 15—20 % меньше, чем при сварке постоянным током обратной полярности. Такое влияние рода и полярности тока объясняется выделением различного количества теплоты на аноде и катоде.

Однако известно, что в анодной области дуги энергии выделяется значительно больше, чем в катодной. На катоде не вся выделяемая энергия переходит в теплоту, часть ее уносится электронами в плазму. На аноде, наоборот, потенциальная энергия и термическая энергия электронов прибавляются к энергии, определяемой анодным падением, и, следовательно, при прямой полярности глубина проплавления должна быть больше.

Появление нового поколения сварочных источников питания позволяет выполнять сварку как переменным, так и постоянным током, при этом появляется возможность регулировать баланс тока, сдвиг фаз и частоту. Функция баланса позволяет изменять время, в течение которого дуга горит на обратной/прямой полярности. Величина баланса определяется как доля положительного полупериода (обратная полярность) по отношению к длительности периода волны. Изменяя соотношение положительного и отрицательного полупериодов волны, возможно изменять соотношение между фазами наплавки и проплавления. Таким образом, с помощью данной функции можно исключать прожоги и изменять коэффициент наплавки.

До настоящего времени влияние баланса тока на формирование сварного шва при сварке плавящимся электродом является малоизученным, поэтому исследование возможностей управления формой шва и проплавления за счет изменения формы эпюры переменного тока при сварке под флюсом, является актуальным.

Методика проведения исследований. Для определения влияния баланса на проплавление провели экспериментальные исследования с применением сварочного оборудования фирмы «Линкольн Электрик» (США), в состав которого входит инверторный источник питания АС/С 1000. Этот источник питания оснащен цифровой системой управления, позволяющей строить различные эпюры переменного и для качественного расплавления электрода. На остальных режимах получены качественные валики. Значения геометрических параметров наплавленных валиков (средние значения по трем измерениям) и скорости подачи проволоки приведены в таблице.

Влияние величины и полярности тока на скорость плавления проволоки. График зависимости скорости подачи проволоки от величины и баланса сварочного тока приведен на рис. 3. Видно, что с ростом сварочного тока скорость подачи проволоки во всех случаях увеличивается, что связанно с увеличением скорости плавления электрода, но при прямой полярности скорость подачи (плавления) превышает скорость подачи, полученную при всех исследуемых вариантах параметров режима и во всем диапазоне значений тока. Так, например, увеличение тока на 150А (от 500 до 650 А) при прямой полярности ведет к увеличению скорости подачи проволоки на 0,014 м/мин (от 0,043 до 0,057 м/мин), а при переходе с обратной полярности постоянного сварочного тока без изменения аппаратной конфигурации и регистрировать сварочный ток, напряжение дуги и скорость подачи проволоки в режиме реального времени.

Сварку выполняли при падающей вольт-амперной характеристике и прямоугольной форме эпюры переменного тока с частотой 60 Гц. При такой характеристике устанавливали предварительные значения тока и напряжения, а в процессе сварки цифровая система синергетического управления регулировала скорость подачи проволоки таким образом, чтобы обеспечить установленное значение сварочного напряжения. Эго позволило при регистрации скорости подачи проволоки судить об изменении скорости плавления электрода в зависимости от режимов сварки.

Исследования проводили при наплавке валиков на составной образец, представлявший собой две пластины размером 250 х 170 х 12 мм из стали Ст3, которые собирали встык с помощью прихваток. На один образец при различном балансе тока наплавляли несколько валиков поперек стыка пластин (рис. 1). Перед наплавкой каждого последующего валика для соблюдения постоянства условий эксперимента проводили контроль температуры образца. Валики наплавляли постоянным током прямой (р) и обратной (100 %) полярности и переменным током с изменением баланса от 25 до 75 % (рис. 2) низкоуглеродистой проволокой (0,05—0,15 % С; 0,80—1,25%Мп; 0,10—0,35 % $1) диаметром 4 мм под флюсом 761 на следующих режимах: сварочный ток 400—650 А; напряжение дуги 29 В; скорость сварки 30 м/ч. На каждом режиме выполняли наплавку трех валиков. После выполнения наплавки составной образец разрушали вдоль линии стыка двух пластин для проведения измерений геометрических размеров проплавления и наплавленного валика.

Результаты проведенных исследований. Установлено, что при сварочном токе 400 А процесс сварки электродом диаметром 4 мм нестабильный, что связано с недостатком энергии на прямую при токе 650А она увеличивается на 0,023 м/мин (от 0,034 до 0,057 м/мин), т. е. в 2 раза больше.

 

Баланс фаз       

Ток сварки 1А 

Геометрические параметры наплавленных валиков

Ширина валика, мм    

Выпуклость, мм            

Глубина проплавления мм     

Скорость подачи проволоки V,, п, м/мин

 

0С+ (100%)         400         14,70     4,40       3,50       —

                500         13,55     3,40       4,20       0,025

                550         16,90     2,45       5,85       0,028

                600         17,00     2,70       6,70       0,031

                650         15,53     3,50       8,80       0,034

АС (75 %)            400         14,40     2,10       3,30       —

                500         15,25     4,75       2,50       0,026

                550         16,70     3,10       5,50       0,031

                600         15,10     3,70       6,40       0,036

                650         15,80     3,90       7,20       0,041

АС (50 %)            400         13,20     2,40       3,20       —

                500         14,90     3,15       3,40       0,029

                550         16,90     4,10       5,50       0,035

                600         15,60     4,50       6,10       0,041

                650         15,10     4,40       7,00       0,047

АС (25%)             400         13,80     2,50       2,90       —

                500         14,70     4,25       3,15       0,033

                550         16,70     3,20       4,70       0,039

                600         15,30     4,40       5,00       0,044

                650         15,60     4,60       6,50       0,050

ОС- (0) 400         14,28     1,90       3,00       —

                500         15,05     4,65       2,50       0,043

                550         14,58     4,80       4,30       0,048

                600         15,30     5,20       5,50       0,052

                650         14,88     5,30       5,80       0,057

 

 

Для определения причин изменения скорости плавления электрода необходимо рассмотреть процессы плавления и переноса электродного металла.

В работах с помощью скоростной рентгено-киносъемки показано влияние величины и полярности тока при сварке у> м/мин под флюсом АН-20 на кинетику плавления электрода и перенос металла. Установлено, что с увеличением силы тока при любой полярности число переходящих капель электродного металла N растет, а время между их переходами снижается, но масса капель т зависит от полярности сварочного тока.

При сварке током прямой полярности капли на конце электрода значительно деформируются и иногда вытесняются на его боковую поверхность. Плотность тока в активном пятне на электроде повышается, и в значительно большей степени проявляется действие реактивного давления паров, способствующего удерживанию капли на конце электрода. Перенос металла происходит крупными каплями и их существенного измельчения с ростом тока не происходит. Поэтому можно предположить, что теплота, полученная каплей из дугового промежутка, в значительной степени расходуется на плавление электрода и скорость его подачи, а количество расплавленного металла увеличивается.

При сварке током обратной полярности капли металла на торце электрода хорошо контактируют со шлаком и, достигая определенных размеров, стекают с электрода в сварочную ванну, причем с увеличением силы тока масса капель уменьшается. Наблюдается мелкокапельный перенос металла с заострением конца электрода. Перетекание капель часто происходит в потоке шлака без непосредственного контакта со столбом дуги. Иногда капли переходят в ванну, не контактируя со шлаком, или жидкий электродный металл перетекает в ванну без образования отдельных капель.

Кроме того, согласно исследованиям переноса металла в защитных газах, теплосодержание металла капель при дуговой сварке плавящимся электродом током обратной полярности выше, чем прямой. Из этого можно сделать предположение, что количество теплоты, переданное капле из дугового промежутка на торце электрода, в меньшей степени участвует в расплавлении электродного металла, а в основном уносится с расплавленным электродным металлом в сварочную ванну. Поэтому скорость расплавления электрода уп п, по данным экспериментальных исследований, при обратной полярности ниже, чем при прямой, что согласуется с данными работы.

На скорость плавления электрода также существенно влияет изменение баланса тока. С увеличением доли времени существования положительной полуволны на электроде (обратная полярность) скорость плавления электродной проволоки снижается, а значит, уменьшается количество наплавленного металла. Таким образом, без изменения погонной энергии можно плавно регулировать количество наплавляемого металла, изменяя только баланс тока.

Влияние величины и полярности тока на глубину проплавления. На рис. 5 приведен график зависимости глубины проплавления от величины сварочного тока и его баланса. Видно, что наибольшая глубина проплавления во всем диапазоне исследованных режимов наблюдается при сварке на обратной полярности и с ростом сварочного тока глубина проплавления .увеличивается от4,2 (при 500 А) до 8,8 мм (при 650 А), что связано с увеличением погонной энергии и давления дуги. Однако прямая, величины тока, на глубину проплавления значительно влияет и баланс сварочного тока. С ростом величины баланса глубина проплавления увеличивается, а смена полярности с прямой на обратную при сварочном токе 650А ведет увеличению глубины проплавления от 5,8 до 8,8 мм.

Такое изменение глубины проплавления, по мнению авторов, связано с уменьшением количества наплавленного металла ври смене полярности тока с прямой на обратную. Известно, что на форму шва и, в особенности, на глубину проплавления существенно влияет глубина жидкой прослойки под дугой. Теплота, выделяемая в активных пятнах на изделии, вишь частично используется для проплавления основного металла, что объясняется демпфирующим действием на тепловой поток жидкой прослойки расплавленного металла, находящейся под дугой. Очевидно, что уменьшение количества наплавленного металла при смене полярности без изменения величины сварочного тока ведет к уменьшению глубины жидкой прослойки, а следовательно, к увеличению глубины проплавления. Уменьшение толщины данной прослойки положительно влияет на процесс использования теплоты, выделяющейся неактивных пятнах на поверхности сварочной ванны, и, кроме того, на увеличение глубины проплавления может влиять дополнительное количество теплоты, поступающей в сварочную ванну с каплями электродного металла, имеющими при обратной полярности более высокую температуру.

 

Вывод

При сварке под флюсом на формирование шва значительно влияет не только величина сварочного тока, но его род и полярность. Смена полярности с прямой на обратную ведет к увеличению глубины проплавления на 50 % (при сварочном токе 650 А). Баланс тока также существенно влияет на скорость плавления электрода, а соответственно, на количество наплавленного металла и глубину проплавления.

Таблица 1

Компонент покрытия электродов	Содержание компонентов, %, в покрытии электродов
	ЦУ-А1	ЦУ-А2	ЦУ-АЗ	ЦУ-А4
Мрамор	52,0	52,0	52,0	52,0
Плавиковый шпат	25,5	25,0	24,5	24,0
Алюминиевый порошок	0,5	1,0	1,5	2,0
Ферросилиций	4,0	4,0	4,0	4,0
Ферромарганец	4,0	4,0	4,0	4,0
Ферротитан	13,0	13,0	13,0	13,0
КМЦ	1,0	1,0	1,0	1,0

 

 

Таблица 2

Электрод	Свойства и количество жидкого стекла, вводимого в покрытие	Плотность, г/см3	Вязкость, Па/с	Количество, % масс
ЦУ-5(1)	1,30	0,005	19
ЦУ-5(2)	1,40	0,100	25
ЦУ-5(3)	1,46	1,200	31
ЦУ-А4(1)	1,30	0,005	19
ЦУ-А4(2)	1,40	0,100	25
ЦУ-А4(3)	1,46	1,200	31

 

На основании результатов газового анализа металла, наплавленного электродами ЦУ-А1—ЦУ-А4, сделано предположение о том, что содержание кислорода увеличивается за счет взаимодействия алюминия с жидким стеклом покрытия. Для его проверки изготовили две серии электродов ЦУ-5 и ЦУ-А4 с различным содержанием жидкого стекла в покрытии. Количество жидкого стекла, вводимого в шихту, регулировали изменением его плотности. Для этого натриево-калиевое жидкое стекло плотностью 1,46 г/см3 разбавляли дистиллированной водой и получали стекло плотностью 1,4 и 1,3 г/см3. В табл. 2 приведены параметры и количество жидкого стекла, вводимого в покрытие электродов ЦУ-5 и ЦУ-А4.

На рисунке приведены результаты газового анализа металла, наплавленного экспериментальными электродами. Видно, что с уменьшением количества жидкого стекла, вводимого в покрытие, содержание кислорода и диффузионного водорода в наплавленном металле снижается, а азота — растет. Последнее свидетельствует о том, что увеличение содержания кислорода и снижение количества азота в наплавленном металле при введении алюминия в покрытие, по сравнению с наплавкой электродами ЦУ-5, обусловлено его взаимодействием с жидким стеклом. Механизм этого явления заключается, вероятно, в следующем: во время сварки при плавлении покрытия алюминий, имеющий температуру плавления 923К и большое сродство к кислороду, вступает во взаимодействие с жидким стеклом. Это подтверждается повышенным содержанием кремния в наплавленном металле. Поскольку жидкое стекло имеет в своем составе воду, то при прокалке до 673К часть воды теряется, остальная — прочно удерживается, и ее полное удаление происходит только при нагреве до температуры свыше 973К.

В результате взаимодействия алюминия с жидким стеклом, вероятно, происходит образование радикала ОН-, превосходящего по окислительной способности свободный кислород. Его наличие на периферии растущей капли приводит к насыщению капли кислородом. В дальнейшем при переходе насыщенной кислородом капли через дуговой промежуток наличие в ней кислорода замедляет процесс поглощения азота.

При сварке электродами металлургическое взаимодействие характеризуется реакциями, протекающими на стадии капли и на стадии ванны. Физико-химические условия при этом различаются величиной поверхности контакта, температурой, продолжительностью взаимодействия и равновесной концентрацией реагентов. Данные условия изменяются в широких пределах, однако некоторые из них, характерные для стадии капли и стадии ванны, можно выделить. Развитая поверхность контакта на стадии капли по сравнению со сварочной ванной и более высокая температура создают более благоприятные условия для протекания реакций. Основным различием указанных стадий процесса является значительное расхождение в содержании.

При введении алюминия в покрытие электродов ЦУ-5 насыщение металла кислородом происходит на стадии капли и дуговой промежуток капля проходит под защитой кислорода. Это, по-видимому, и определяет пониженное содержание азота в наплавленном металле при сварке электродами ЦУ-5 с алюминием в покрытии.

Кроме кислорода и азота, на процесс порообразования при сварке фтористо-кальциевыми электродами, как уже отмечалось, влияет водород. Основным источником водорода является сухой остаток жидкого стекла. Поэтому для снижения содержания водорода в металле швов при дуговой сварке с использованием фтористо-кальциевых покрытий применяют прокалку электродов при 623—673 К. Дальнейшее повышение температуры прокалки нецелесообразно, так как оно приводит к снижению прочности покрытия.

Таким образом, введение в состав покрытия электродов фтористо-кальциевого вида алюминиевого порошка в количестве до 1 % способствует, с одной стороны, увеличению содержания кислорода в металле шва, с другой — снижению содержания азота, преимущественно ответственного за образование пор в зоне неустановившегося режима. При этом кислород находится в металле, главным образом, в виде эндогенных неметаллических включений и, следовательно, не влияет на процесс порообразования в наплавленном металле.

Выводы

1. Эффективным средством снижения количества «стартовых пор» в металле, наплавленном электродами с фтористо-кальциевым покрытием, является сокращение времени не установившегося дугового разряда.

2. Введение в состав покрытия электродов фтористо-кальциевого вида алюминиевого порошка в количестве до 1 % снижает содержание азота в наплавленном металле и повышав его стойкость против образования «стартовых пор».

Читайте также

Добавить комментарий

Обратная полярность при сварке

В отличие от традиционной газовой сварки электродуговой способ отличается рядом особенностей. Одной изсамых значимых из них считается температура дуги, способная достигать 5000 ºС, что намного превышает температуру плавления любого из существующих металлов. Этим отчасти объясняется широкое разнообразие методов и технологий данного способа сварки, позволяющих решение с ее помощью самых разных задач и целей применения.

В электродуговой сварке возможно использование нескольких типов дуги, электродов с различными свойствами и разных степеней механизации. При этом процесс может вестись электродугой, питаемой токами разного рода (постоянным либо переменным), на прямой и обратной полярности в сварке швов различных пространственных положений. Помимо указанных факторов, для режима сварки имеют большое значение скорость ее проведения, диаметр, тип с маркой электрода и напряжение дуги с силой сварочного электротока. Каждый из этих параметров способен существенно влиять на ход процесса и требует тщательного учета в режиме сварки.

 

 

В подборе диаметра электрода, кроме толщин обрабатываемых металлов, имеет значение расположение шва в пространстве, а также число слоев сварки. Из различных вариантов пространственных положений предпочтительнее нижнее как самое удобное. Исходя из выбранного диаметра электрода, учитывая расположение шва, устанавливают силу сварочного электротока. В определении его рода с полярностью, помимо толщины обрабатываемого металла, оказывает влияние его вид с физико-химическими свойствами.

В ходе сварки постоянным током обратной полярности образуется большой объем тепла на электроде. Поэтому она используется для тонких металлов, помогая избежать их прожогов. Также необходима обратная полярность при сварке инвертором для обработки высоколегированных сталей, чтобы не перегревать их. Во всех остальных случаях обычно применяется переменный ток как более дешевый в сравнении с постоянным.

 

Сварка током прямой и обратной полярности

 

Сварка с прямой полярностью означает, что в ее процессе ток подается от сварочного выпрямителя на обрабатываемую заготовку положительным зарядом. При этом клемма «плюс» аппарата соединяется при помощи кабеля с изделием. На электрод, подключенный к клемме «минус», соответственно, подается посредством электрододержателя отрицательный заряд. Анод, являющийся положительным полюсом, обладает температурой выше, чем служащий отрицательным полюсом катод. Поэтому применение электротоков прямой полярности целесообразно в сварке заготовок с толстыми стенками. Также оно оправдано для резки металлических изделий и в других ситуациях, требующих выделения значительного количества тепла, чем и характеризуется данный тип подключения.

При производстве сварки током обратной полярности необходим противоположный порядок подключения. Отрицательный заряд от минусовой клеммы подается на свариваемую конструкцию, а положительный заряд от плюсовой клеммы направляется на электрод. При данной полярности сварочного электротока, в сравнении с прямым подключением, больший объем теплоты образуется на электродном конце при относительно меньшем нагревании заготовки, что способствует проведению «деликатной» сварки.

 

 

Ею пользуются при наличии вероятности прожога заготовок. Поэтому сварка электродами обратной полярностью тока целесообразна для работ с нержавеющими и легированными сталями, прочими сплавами, реагирующими на перегревание, а также для соединения тонколистовых металлических конструкций. Не менее эффективно подключение обратной полярности в сварочном процессе с помощью электродуги, газовой защиты и при флюсовой сварке.

 

 

 

Независимо от используемой полярности питающего электротока существует ряд общих факторов, на которые следует обращать внимание. Если применяется постоянный ток, то получаемый шов будет более аккуратным, без большого количества металлических брызг. Это объясняется отсутствием при ведении работ с постоянным электротоком частого изменения полярности, что выгодно отличает его от переменного.

 

 

Если для сварки применяются плавящиеся электроды, то из-за различно нагревающихся анода с катодом метод подключения электротока может отразиться на объеме переносимого на изделие расплавленного электродного металла. Для предупреждения возможных прожогов свариваемых заготовок в участке присоединения питающего кабеля, неважно с каким зарядом (положительным или отрицательным), необходимо воспользоваться прижимной струбциной.

 

Чем обусловлен выбор полярности?

 

На выбор полярности электрического тока налагает ограничения используемый для сварки материал покрытия электродов. Примером этого может служить сварочный процесс с применением угольных электродов, сильнее разогревающихся при сварке обратной полярностью и быстрее разрушающихся. А проволока без покрытия, к примеру, лучше горит при прямой полярности, чем при обратной, и совсем не горит при питании переменным электротоком.

 

 

От показателей режима сварки во многом зависят глубина провара с шириной образующегося шва. Так, с увеличением силы сварочного электротока даже при постоянстве скорости сварки происходит усиление провара, то есть увеличение глубины проплавления металла. Это объясняется ростом погонной энергии дуги, зависящей от количества теплоты, проходящей через единицу длины свариваемого шва. С возрастанием сварочных токов увеличивается и давление, оказываемое дугой на поверхность расплава ванной. Под его воздействием расплавленный металл может быть вытеснен из-под дуги, это чревато сквозным проплавлением детали.

На форму с размерами образуемого шва также способны влиять род электротока с его полярностью. Так, постоянный ток обратной полярности может обеспечить намного большую глубину проплавления, нежели постоянный ток с прямой полярностью, это обусловлено неодинаковыми объемами тепла, образующимися на аноде с катодом. От увеличения скорости сварочного процесса ширина шва с глубиной провара уменьшаются.

AC / DC Общие сведения о полярности

Вы знаете, что означает переменный ток (переменный ток) и постоянный ток на вашем сварочном аппарате и электродах? Ну, в основном эти термины описывают полярность электрического тока, который создается сварщиком и проходит через электрод. Выбор электрода с правильной полярностью реально влияет на прочность и качество сварного шва — поэтому читайте дальше и убедитесь, что вы знаете разницу! Для дополнительной уверенности попробуйте два теста в конце статьи, которые помогут вам определить полярность.

В магазине используются термины «прямая» и «обратная» полярность. Они также могут быть выражены как «электрод-отрицательная» и «электрод-положительная» полярность. Последние термины более описательны и будут использоваться в этой статье.

Полярность возникает из-за того, что электрическая цепь имеет отрицательный и положительный полюсы. Постоянный ток (DC) течет в одном направлении, что обеспечивает постоянную полярность. Переменный ток (AC) течет половину времени в одном направлении и половину времени в другом, меняя свою полярность 120 раз в секунду с током 60 Гц.

Сварщик должен знать значение полярности и понимать, какое влияние она оказывает на процесс сварки. За некоторыми исключениями, положительный электрод (обратная полярность) приводит к более глубокому проникновению. Отрицательный электрод (прямая полярность) приводит к более быстрому плавлению электрода и, следовательно, более высокой скорости осаждения. Воздействие различных химикатов на покрытие может изменить это состояние. Пруток из низкоуглеродистой стали с высоким содержанием целлюлозы, такой как Fleetweld 5P или Fleetweld 5P +, рекомендуется использовать при положительной полярности для обычной сварки.Некоторые типы экранированных электродов работают с любой полярностью, хотя некоторые работают только с одной полярностью.

Использование сварочного аппарата трансформаторного типа переменного тока потребовало разработки электрода, который работал бы с любой полярностью из-за постоянного изменения полярности в цепи переменного тока. Хотя сам по себе переменный ток не имеет полярности, когда электроды переменного тока используются на постоянном токе, они обычно лучше всего работают с одной определенной полярностью. Покрытие на электроде указывает, какая полярность лучше всего, и все производители указывают на контейнере электрода, какая полярность рекомендуется.

Для правильного проплавления, равномерного внешнего вида валика и хороших результатов сварки при сварке любым металлическим электродом необходимо соблюдать правильную полярность. Неправильная полярность приведет к плохому проплавлению, неправильной форме валика, чрезмерному разбрызгиванию, затруднениям в управлении дугой, перегреву и быстрому горению электрода.

На большинстве машин имеется четкая маркировка клемм или способов их настройки на любую полярность. На некоторых машинах есть переключатель для изменения полярности, тогда как на других необходимо изменить клеммы кабеля.Если есть какие-либо вопросы относительно того, используется ли правильная полярность или какая полярность установлена ​​на машине постоянного тока, есть два легко выполняемых эксперимента, которые вам ответят. Первый — использовать угольный электрод постоянного тока, который будет правильно работать только при отрицательной полярности. Во-вторых, использовать электрод Fleetweld 5P, который работает намного лучше при положительной полярности, чем при отрицательной.

Проверка полярности:

A. Определите полярность с помощью угольного электрода

1.Очистите основной металл и установите плоскую поверхность
2. Сформируйте концы двух угольных электродов на шлифовальном круге так, чтобы они были идентичны с постепенным сужением, отходящим на 2 или 3 дюйма от наконечника дуги.
3. Зажмите один электрод в электроде. Держатель рядом с конусом
4. Установите силу тока от 135 до 150
5. Отрегулируйте любую полярность
6. Зажгите дугу (используйте экран) и удерживайте в течение короткого времени. Измените длину дуги с короткой на длинную, наблюдая за действием дуги.
7. Наблюдайте за действием дуги.Если полярность отрицательная (прямая), дуга будет стабильной, простой в обслуживании, однородной и конической формы. Если полярность положительная
(обратная), дугу будет трудно поддерживать, и на поверхности основного металла
останется черный нагар. 8. Измените полярность. Зажгите дугу другим электродом и держите такое же время. Наблюдайте за действием дуги, как и перед
9. Осмотрите концы двух электродов и сравните их. Тот, что используется на отрицательной полярности, будет равномерно гореть, сохраняя свою форму.Электрод положительной полярности быстро выгорит тупой

B. Определите полярность с помощью металлического электрода (E6010)

1. Очистите основной металл и расположите его ровно
2. Установите силу тока от 130 до 145 для 5/32 «электрода
3. Отрегулируйте любую полярность
4. Зажигайте дугу. Удерживая нормальную длину дуги и стандартный угол электрода, проведите валик
5. Прислушайтесь к звуку дуги: правильная полярность, нормальная длина дуги и сила тока, будут производить регулярный «потрескивающий» звук.Неправильная полярность при нормальной длине
и настройке силы тока приведет к неравномерному «потрескиванию» и «тресканию» нестабильной дуги.
6. См. Выше характеристики дуги и валика при использовании металлического электрода с правильной и неправильной полярностью
7. Отрегулируйте до другая полярность и запустить другую бусину
8. Очистить бусинки и изучить. С неправильной полярностью, отрицательной полярностью, вы получите многие из плохих характеристик валика, показанных в Уроке 1.6.
9. Повторите несколько раз, пока не сможете быстро распознать правильную полярность

Полярность сварки TIG — Руководство для начинающих

Полярность сварки TIG довольно проста.После того, как вы настроите машину, вам больше не придется менять клеммные соединения, если только вы не хотите выполнять сварку приварным швом.

Органы управления сварочным аппаратом: Wikimedia Commons

Новые инверторные аппараты позволяют изменять полярность сварки TIG, когда аппарат включен. Эти новые машины часто имеют цифровые считывающие устройства, которые позволяют быстро изменять силу тока и полярность сварки TIG. Однако старые трансформаторные машины могут быть серьезно повреждены, если вы измените полярность во время работы машины.Вы можете узнать больше о сварочных машинах в нашем руководстве здесь.

Отрицательный электрод наиболее распространен при сварке TIG: Wikimedia Commons

Электрод отрицательный TIG (DC-)

Для сварки стали

TIG, нержавеющей стали, титана и хрома требуется DCEN. В отличие от большинства электродов с положительным стержнем, DCEN — это отрицательный ток или «отрицательный электрод постоянного тока». Это означает, что шланг резака подсоединяется к отрицательному выводу машины, а провод зажима заземления подсоединяется к положительной клемме машины.

Разъемы

Dinse Style наиболее распространены в современных машинах и позволяют при необходимости быстро заменять их. Машины более высокого уровня, такие как Miller Dynasty, позволят изменять полярность одним нажатием кнопки. Это означает, что вам не нужно физически переключать клеммные соединения.

TIG на переменном токе (AC)

Для сварки TIG алюминия требуется переменный ток или переменный ток, при котором аппарат постоянно меняет положительный и отрицательный токи.Машины более низкого уровня обычно не имеют этой функции. Это необходимо для сварки алюминия методом TIG, но не так часто для любителей или обычных домашних применений. Однако, если вы планируете сварку алюминия методом TIG, убедитесь, что в вашем аппарате есть переменный ток. Здесь можно посмотреть хороший видеоролик о сварке алюминия TIG из советов и рекомендаций.

Боковое примечание

Во всем, что касается сварки TIG, эта книга очень помогла нам в школе и на ранних этапах нашей карьеры. Подробные иллюстрации и подробные главы помогают объяснить практически все, что связано с TIG.Для школьной работы от нас требовалось читать главы, но мы сохранили книгу, чтобы использовать ее в качестве долгосрочного справочника.

Справочник GTAW — проверьте цену на Amazon

Электрод положительный TIG? (DC +)

Использование положительной полярности (DCEP) для сварки TIG бывает редко. Это сожжет вольфрам и испортит сварной шов. Однако вы можете использовать положительную полярность в своих интересах в одной ключевой ситуации. Если вам нужно скрутить вольфрамовый шар для сварки алюминия TIG, вы можете зажечь быструю дугу на положительном токе.Обычно просто делайте это на долю секунды, а затем останавливайтесь. Это сформирует красивый шарик на конце вашего вольфрама. Затем вы можете переключиться на переменный ток и начать сварку алюминия.

В более новых машинах вольфрам автоматически подается на переменный ток, но описанный выше трюк с положительной полярностью может быть полезен на старых трансформаторных машинах. Округлый вольфрам лучше работает с алюминием, чем заостренный вольфрам.

Сварка алюминия TIG с переменным током: Pixabay

Переключение аппарата для ручной сварки TIG

Если вы хотите запустить настройку TIG с нуля на имеющемся сварочном аппарате или приводе двигателя, просто переключите настройку DCEP (положительную) на настройку DCEN (отрицательную).Переключите ваши выводы на противоположные клеммы — так что ваш провод стингера теперь отрицательный, а заземляющий зажим — положительный. Затем прикрепите стержень к адаптеру блока питания для шлангов и закрепите заземление на заготовке. Вы можете узнать больше о расходных материалах Scratch Start TIG здесь.

Некоторые аппараты нижнего уровня имеют кабели / шланги для сварки TIG без возможности регулировки. Это означает, что вы можете сразу приступить к сварке TIG. Однако, если вы хотите выполнить сварку приварным швом, вам потребуются некоторые модификации машины.

Для получения дополнительной информации о сварке TIG щелкните здесь.

Детали сварочного аппарата для стержневой сварки, электрод, параметры и наконечники

Сварка палкой — один из наиболее широко используемых процессов сварки. Это ручной процесс сварки, в котором используется электрическая дуга, которая образуется, когда электрод поддерживает контакт с основным металлом в качестве источника тепла для плавления расходуемого электрода и его защитного флюса, экранирующего вместе с основным металлом.

Известно, что у него много названий, например, сварка штучной сваркой, ручная дуговая сварка металлическим электродом (MMA) и дуговая сварка под защитным флюсом.Он также считается наиболее универсальным процессом сварки и требует наименее сложной настройки по сравнению с другим процессом.

Детали аппаратов для ручной сварки

SMAW считается универсальным из-за его способности сваривать широкий спектр материалов, таких как низколегированная сталь, нержавеющая сталь, чугун и обычная углеродистая сталь. Хотя в основном он применяется к стали, где он лучше всего соответствует характеристикам материала. SMAW также имеет простую настройку, что делает его дешевым и портативным, где ограничение ограничивается только навыками сварщика.В этой статье мы поговорим обо всех аспектах процесса сварки SMAW.

Детали сварочного аппарата для палочек:

Базовая установка для сварки штангой включает простую схему. От источника питания работает трансформатор, который выдает электрический ток, необходимый для образования электрической дуги. Продолжением основного трансформатора будут два кабеля, которые работают как анод и катод.

Один конец полярности соединен с основным металлом, а другой конец удлинен как электрод из расходуемого присадочного металла, который в конце концов расплавится и соединит разделенное соединение.В этом разделе мы разберем и обсудим каждую часть схемы машины.

Схема сварочного аппарата для стержневой сварки:

1. Источник питания.

Поскольку большая часть электросети обеспечивает переменный ток 220 В и 50 ампер, она просто сожжет материал и электрод, прежде чем мы сможем управлять им. Таким образом, источником питания SMAW является понижающий трансформатор, преобразующий переменный ток высокого напряжения в 17-45 В с током до 600 Ампер.

Старый и традиционный сварочный аппарат SMAW использует катушки для преобразования входа, в то время как современный сварочный аппарат также использует инвертор для обеспечения необходимого тока.Блок питания регулируется таким образом, чтобы производить относительно постоянный ток с изменяющимся напряжением. Он нужен для управления дугой, чтобы она генерировала постоянное тепловложение.

Поскольку SMAW включает использование расходуемого электрода, поддержание постоянной стабильной длины дуги крайне невозможно, и если не из-за настройки постоянного тока, подвод тепла будет резко меняться, что затрудняет управление дугой.

2. Удлинители.

В аппарате для ручной сварки есть 2 основных кабеля, которые выполняют разные функции. Хотя на самом деле роль анода и катода может быть взаимозаменяема, по умолчанию будет использоваться прямая полярность, когда электродный кабель является анодом, а зажим заземления — катодом. Полярность и ее влияние будут подробнее обсуждаться в разделе параметров. Кабели не имеют другой функции, кроме передачи электрического заряда от источника питания.

3. Держатель электрода / горелка.

В то время как положительно заряженный полюс подключается просто через зажим, отрицательно заряженный полюс подключается к держателю электрода.Держатель — это эргономичный манипулятор для электродов, который можно модифицировать для удержания электрода под другим углом.

Некоторые модели держателей ограничены, в частности, модификациями на 90, 45 и 0 градусов, но в современных и особенно дорогих держателях уже используется вращающийся зажим, позволяющий сварщику использовать более различные углы сварки.

Хотя это обычно не является распространенным явлением, некоторые электрододержатели также имеют внутреннюю систему охлаждения. По сравнению с другими, сварочная горелка SMAW настолько универсальна, что может дотянуться практически до любого труднодоступного угла.

4. Электрод.

Плавильный электрод для процесса электродной сварки

Электрод, который используется в этом процессе, является уникальным и специально изготовлен только для этого процесса, и он бывает разного диаметра. Если присадочный металл, изготовленный из того же состава, что и основной металл, защищен слоем флюса. Этот слой флюса позже сгорит вместе с дугой и расплавленным металлом.

Образует слой газа, который защитит расплавленный металл от опасной среды.В дополнение к этому защитный флюс также помогает стабилизировать дугу для облегчения сварки, выступая в качестве раскислителя, поскольку он затвердевает и превращается в шлак, который является верхним слоем сварки, который может быть отслоен, а также может вводить легирующий элемент в сварной шов. металл.

Американское сварочное общество (AWS) классифицировало различные электроды SMAW и систематизировало их. Кодификация основана на прочности сердечника проволоки на разрыв, рекомендуемом положении сварки и нанесенном защитном слое флюса.См. Рисунок 4 для кодификации.

Кодификация электродной сварки электродом Кодификация AWS

очень важна. Помимо упрощения идентификации, кодификация также используется в качестве непосредственного ориентира для выбора присадочного металла, который лучше всего подходит для вашего основного металла.

• Большинство людей сначала сопоставляют прочность на разрыв присадочного металла с прочностью на разрыв основного металла. Основное практическое правило заключается в том, что присадочный металл должен иметь более высокий предел прочности на разрыв, чем основной металл, чтобы добиться более прочного сварного шва между ними.После того, как они найдут соответствующий параметр прочности на разрыв, они продолжат оценку того, какое положение сварки используется.
• Цифра 1 означает, что электрод применим во всех положениях, цифра 2 означает, что он только для плоской и горизонтальной сварки, цифра 3 означает, что только для плоской сварки, а цифра 4 — для сварки вертикально вниз.
• Наконец, они будут относиться к защитному слою флюса, используемому в электроде. Потому что флюс может сильно повлиять на качество сварки, а некоторые флюсы даже требуют специальной обработки.Например, как флюс с низким содержанием водорода, эффективный водородоотталкивающий флюс, который необходимо запечь внутри электрической печи, чтобы его можно было максимально использовать. Таблица 1 даст вам достаточное объяснение различий в каждом коде потока.

Обозначение кода для каждого флюса, его состава и эффективного тока

Параметр для сварки штангой:

• Сварочный ток и напряжение.
• Полярность при сварке стержнем
• Скорость хода и техника сварки стержнем

Параметры сварки — это переменные, которыми можно управлять для достижения желаемого результата сварки.Даже в процессе дуговой сварки переменные могут различаться в зависимости от процесса. В следующем списке представлены важные переменные в процессе сварки штангой и краткое объяснение эффекта изменения параметра.

1. Сварочный ток и напряжение.

Как упоминалось выше, в процессе сварки штангой используется электричество постоянного тока, поэтому изменяемым параметром является только электрический ток. Напряжение может колебаться, чтобы компенсировать длину дуги, поэтому в конце, когда длина дуги изменится, напряжение также изменится, чтобы тепловложение было как можно более постоянным.

Разница находится в диапазоне от 17 до 45 вольт, где вне этого диапазона дуга просто исчезнет. В этом случае изменение сварочного тока более гибкое. Факторы, которые принимаются во внимание при принятии решения о величине силы тока, которую будет использовать сварщик: диаметр электрода, толщина основного металла и положение сварки.

Некоторые сварщики также рекомендуют использовать немного более высокий сварочный ток, чем предполагалось, чтобы обеспечить дополнительное проплавление и более быструю сварку для более быстрого выполнения работы.Неправильная установка сварочного тока может иметь катастрофические последствия, будь то слишком низкий или слишком высокий ток. Если сварщик не может предвидеть компенсации неконтролируемой дуги, может произойти прерывание или даже дефект.

Относительно низкий сварочный ток приведет к меньшему тепловложению, хотя дугу будет легче контролировать, но также существует риск возникновения неоднородностей, таких как включения шлака, пористость, неполное проплавление и отсутствие плавления.

Эти неоднородности в большинстве случаев неприемлемы, поэтому их необходимо переделать, удалив сварной шов, а затем повторно сварив, что является еще одним дополнительным усилием, которого действительно нужно избегать.Использование более высокого сварочного тока наверняка поможет вам избежать этих разрывов. Однако это не обязательно избавляет вас от дефектов, потому что при более высоком сварочном токе электрический ток будет более нестабильным, что затрудняет управление.

Также доказано, что чрезмерное тепловложение также является проблемой. Неоправданно высокий параметр сварки приведет к неоднородностям, таким как поднутрение, чрезмерное разбрызгивание, прожог и деформация. Ключ к определению оптимального сварочного тока — умеренность и знание своих ограничений.

2. Полярность при сварке стержнем.

Электрическая полярность влияет на место концентрации тепла. Поскольку электрон перетекает с отрицательной полярности на положительную, тепло будет концентрироваться в той части, которая подвергается положительной полярности.

Изменение полярности может быть очень полезным в некоторых случаях сварки, особенно при сварке алюминия. В SMAW и большинстве сварочных процессов существует 3 вида полярности: переменный ток (AC), положительный электрод (DCEP) и отрицательный электрод (DCEN).Давайте сначала поговорим о полярности постоянного тока, здесь мы можем выбрать DCEP или DCEN.

DCEP или положительный электрод постоянного тока, также известный как DCRP или обратная полярность постоянного тока, это когда вы устанавливаете положительную полярность на свой электрод, так что 2/3 тепла будет сосредоточено в вашем электроде. При таких условиях тепло позволит большему проникновению при обмене более узкого валика.

DCEN или отрицательный электрод постоянного тока также известен как DCSP или прямая полярность постоянного тока, это когда вы помещаете отрицательную полярность в электрод, так что 2/3 тепла сосредоточено в основном металле.Он не обеспечивает большого проплавления, но сварной шов будет шире.

Между тем, переменный или переменный ток представляет собой смесь двух полярностей постоянного тока. Потому что полярность переменного тока постоянно меняется примерно 50–100 раз в секунду. Обеспечивает умеренное проникновение в сочетании с умеренной шириной расплавленного металла.

Хотя изменение полярности не так важно при сварке палкой, в другом типе сварки, например, GTAW-сварке алюминия, различная полярность может помочь процессу сварки.

3. Скорость хода и техника сварки стержнем.

Скорость перемещения и метод сварки — это параметр, который не нужно изменять, он зависит исключительно от производительности сварщика. Однако об этом все же стоит упомянуть, поскольку это также может повлиять на результат сварки.

Неправильный сварочный ток в сочетании с неправильной техникой сварки приведет к катастрофическим визуальным последствиям при сварке и, несомненно, станет причиной увольнения из сварочной мастерской.

Плохая визуализация в трубе Результат сварки SMAW

Заключение

Подводя итог, можно сказать, что сварка палкой — ваш лучший друг, когда вам нужно завершить сварку с наименьшими усилиями. У него относительно простая схема, поэтому он точно не помешает вам, если вам нужна высокая мобильность при сварке на месте. Вам просто нужно отсоединить кабель, переместить аппарат, переустановить кабель, и тогда вы сможете сваривать, как устройство для электрозаклепки.

Параметры также относительно легко освоить: через минуту после прочтения руководства к машине вы получите всю информацию, необходимую для работы с машиной.Несмотря на все это, SMAW — это не сварочный аппарат вашей мечты из-за его недостатков. Подобно тому, как все испорчено, так и сделайте этот процесс сварки.

Сварка палкой — это полностью ручной процесс, поэтому вам потребуется определенная практика, прежде чем вы сможете произвести качественный сварной шов. Длина одиночного сварного шва также ограничена длиной электрода. Когда у вас кончился электрод, вам нужно остановиться, чтобы «наполнить» сгоревший электрод. Не говоря уже о том, что это довольно грязный процесс, когда весь затвердевший шлак находится на поверхности сварочного металла.

Вы действительно хотите удалить этот шлак, прежде чем начинать еще один проход выше указанного сварного шва, иначе вам будет плохо с включениями шлака. Еще один недостаток — чрезмерное разбрызгивание в этом процессе. Поэтому вам нужно пересмотреть свое решение, когда вы собираетесь использовать высокий параметр, потому что это вызовет больше брызг.

См .: Сварочное оборудование TIG и параметр

Тем не менее, сварка штучной сваркой не перестает быть самым классным сварочным процессом. У него хорошее соотношение цены и качества и универсальность.Готов поспорить, что от этого процесса не откажутся в обозримом будущем, а разработки повысят живучесть этого надежного метода сварки.

Сварка TIG | Дуговая сварка | Основы автоматизированной сварки

На этой странице представлены различные аспекты сварки TIG, включая используемый защитный газ, импульсы и характеристики аппаратов для сварки TIG. Здесь сварка TIG объясняется с помощью подкатегорий формы кривой выходного тока и того, используется ли сварочная проволока.

Обязательно к прочтению всем, кто занимается сваркой! Это руководство включает в себя базовые знания в области сварки, такие как типы и механизмы сварки, а также подробные сведения об автоматизации сварки и устранении неисправностей.Скачать

Для сварки TIG (вольфрамовый инертный газ) используется инертный газ. Этот тип дуговой сварки не создает искр и может использоваться для сварки различных металлов, включая нержавеющую сталь, алюминий и железо.
В качестве разрядного электрода используется нерасходуемый вольфрам, а в качестве защитного газа используется инертный газ, такой как аргон или гелий. В процессе зажигания дуги в инертном газе используется тепло дуги для плавления и сварки основного материала. Несмотря на то, что используется присадочный материал, разбрызгивание происходит редко, поскольку зона сварки покрыта инертным газом и дуга стабильна.

1. Защитный газ
2. Вольфрамовый электрод
3. Газ аргон
4. Арка
5. Металлический шов
6. Сварочная ванна
7. Запорный стержень

Полуавтоматический сварочный аппарат TIG в основном состоит из следующих компонентов:

• Источник сварочного тока
• Горелка сварочная
• Газовый баллон и регулятор расхода газа

Некоторые другие инструменты добавляются, если горелка имеет водяное охлаждение или наполнитель представляет собой проволоку.Полярность электрического тока (положительная или отрицательная) следует выбирать в зависимости от материала основы. Следовательно, для источника питания сварки требуется контроллер для выбора полярности в соответствии с основным материалом.

1. Баллон газовый
2. Источник питания для сварки
3. Блок дистанционного управления
4. Горелка

Существуют различные типы сварки TIG, которые можно классифицировать в зависимости от использования переменного или постоянного тока, использования импульсного или неимпульсного тока, а также от того, используется ли присадочная проволока или нет.

AC или DC выбирается в зависимости от основного материала. Можно выбрать импульсный или неимпульсный ток. Метод с использованием импульсного тока называется импульсной сваркой TIG. При импульсной сварке TIG сварочный ток попеременно изменяется с постоянной частотой между импульсным током и базовым током. Материал основы плавится при протекании импульсного тока и охлаждается при протекании основного тока. Это периодически создает точки сварки, в результате чего валик выглядит как нить.

Существует два типа сварки TIG с использованием присадочной проволоки: сварка холодной проволокой и сварка горячей проволокой.При сварке холодной проволокой используется обычная присадочная проволока. Сварка горячей проволокой предварительно нагревает проволоку, пропуская через нее ток. Это может увеличить количество осаждения в единицу времени. Поскольку можно расплавить примерно в три раза больше присадочного материала по сравнению со сваркой холодной проволокой, сварку можно выполнить быстрее. Сварка горячей проволокой компенсирует слабость сварки TIG, поскольку она может обеспечить высококачественную сварку, но требует времени, чтобы расплавить необходимое количество присадочного материала.

Классификация по форме выходного тока

Выходной ток	Импульс	Частота
Постоянный ток (DC)	Есть	Низкая частота (0.От 5 Гц до 20 Гц)
		Средняя частота (от 20 Гц до 500 Гц)
		Высокая частота (20 кГц или выше)
	Нет	–
Переменный ток (AC)	Есть	Низкая частота (от 0,5 Гц до 20 Гц)
		Средняя частота (от 20 Гц до 500 Гц)
	Нет	–

Классификация по использованию присадочной проволоки

Провод	Метод
№
Есть	Холодная проволока
	Горячий провод

Приведенные выше классификации являются лишь примером.Существуют различные способы классификации типов, и некоторые из них могут отличаться от приведенной выше таблицы.