Полярность сварки: прямая и обратная

При сварке на постоянном токе плюсовой кабель от аппарата присоединяют либо к держателю электродов или горелке, либо к разъему массы, которая закрепляется на свариваемой детали. Если «+» на держателе, то полярность обратная. Если на держателе «-», то полярность прямая. От выбора режима сварки зависят особенности формирования шва, его качество, расход металла электрода, а также глубина проплавления деталей.

Понятие о полярности тока при выполнении сварочных работ

Для горения дуги нужен сварочный аппарат, выдающий постоянный или переменный ток. Источником может служить инвертор, трансформатор-преобразователь, выпрямитель, генераторная установка. Понятие полярности применимо лишь для постоянного тока, так как у трансформаторов, дающих переменный ток, направление движения электронов постоянно изменяется.

При сварке на постоянном токе отрицательно заряженные частицы движутся от клеммы «–» к клемме «+». Направление сохраняется на протяжении всего процесса сварки. Вследствие этого величина тока изменяется слабо, дуга горит более ровно, ее проще контролировать, частицы металла меньше разбрызгиваются из сварочной ванны.

В зависимости от рода тока и полярности на кончиках электродов выделяется разное количество теплоты. При сварке на прямой полярности (анод на детали) глубина проплавления металла будет меньше, чем во время сварки на обратной (катод на детали). Это можно объяснить формой столба дуги: анодное пятно занимает больше места, чем катодное. Поэтому ширина сварочной ванны и ширина шва при работе на прямой полярности увеличивается.

На современных аппаратах гнезда для подключения кабелей одинаковые. Поэтому сварщик может менять местами провод с держателем электродов и кабель массы. На некоторых моделях аппаратов для аргонодуговой и полуавтоматической сварки смена режимов тока выполняется при переключении тумблера на передней панели устройства.

Покрытые электроды и полярность сварочного тока

Производители всегда указывают на упаковке, для какой каких режимов предназначена присадка. Если сварочные электроды созданы для работы с углеродистой и низколегированной сталью, то чаще всего следует использовать прямую полярность. Тонкие листы нужно сваривать электродами 1,5-2 мм.

Присадку с рутиловым покрытием можно применять при любых режимах. Тонкие листы лучше варить, установив «+» на держатель электродов.

Присадку с основным покрытием рекомендуется использовать на обратной полярности, включая сварку тонких металлов. Единственное исключение – работа с чугунными изделиями, когда отсутствуют специальные электроды.

Электродами по нержавеющим сталям допускается варить заготовки постоянным током обратной полярности во всех пространственных положениях, кроме вертикального сверху-вниз. Если толщина прутка более 4 мм, работать можно только в нижнем положении.

Для сварки чугуна специальными покрытыми электродами часто выбирают обратную полярность. Это позволяет не перегревать сплав, который склонен к образованию горячих трещин. Сварку ведут на малых токах – до 110-120 А. Швы делают короткими, по 20-30 мм, электрод ведут прямо или с минимальными колебаниями в стороны. Перед формированием следующего стежка следует подождать, пока предыдущий остынет хотя бы до 100-120 градусов. Уменьшить риск появления горячих трещин поможет проковка каждого шва, пока он не остыл.

Электроды по алюминию используют также на обратной полярности. При таком режиме образуется катодное распыление, оно разрушает оксидную пленку на поверхности сплава. Если варить на прямой полярности, пленка останется на детали и будет препятствовать расплавлению кромок.

Сварка полуавтоматом при разной полярности

При сварке полуавтоматом необходимо менять режимы в зависимости от типа материала, толщины заготовок. По умолчанию на аппарате установлено прямое подключение с «–» на горелке. Этот режим используется для сварки стальных изделий омедненной или нержавеющей проволокой. Диаметр присадки не превышает 1-1,2 мм, ее тепло нужно концентрировать на заготовках, иначе проволока будет быстро сгорать, разбрызгивая частицы металла в разные стороны.

Если требуется работать порошковой проволокой без газа, то следует переключить аппарат на обратный режим. В отличие от обычного аппарата, у которого достаточно поменять местами разъемы кабеля держателя и массы, у полуавтомата горелка с кнопкой крепится к евроразъему. В шлейфе проложен канал для подачи присадки, силовой кабель, тонкий шланг для подачи углекислого газа. Для смены полярности полуавтомата есть три способа, это зависит от модели аппарата. На некоторых устройствах достаточно переключить соответствующий тумблер на передней панели. У ряда моделей нужно поменять местами разъемы в нижней части аппарата – силовой кабель горелки имеет отдельный выход с разъемом, как у провода массы, его нужно вставить в другую розетку. У остальных аппаратов придется снять боковую панель и переподключить плюсовой и минусовой кабели к соответствующим клеммам.

Работа аргонодуговой сваркой, изменение полярности

При работе на аппаратах TIG чаще всего «минус» подходит к горелке с вольфрамовым электродом. Так варят медные сплавы, нержавеющую сталь, титан толщиной от 3-4 мм.

Если работы выполняются с тонколистовым металлом, то на прямой полярности заготовки можно легко прожечь. Также металлоконструкция будет деформироваться из-за сильного нагрева. Поэтому для соединения тонких листов переключают режим на «обратный», на держатель идет «плюс».

Преимущества обратной полярности при сварке TIG:

• минимальный нагрев свариваемых изделий;
• уменьшение выгорания легирующих элементов;
• снижение вероятности деформаций из-за нагрева;
• присадка с кончика вольфрама поступает в сварочную ванну в виде больших капель;
• допускается работа с листовыми металлами сечением 1-3 мм без прожогов;
• формируется широкий шов, но не глубокий.

При выборе сварочного аппарата для ручной, полуавтоматической или аргонодуговой сварки нужно обращать внимание на удобство переключения разных режимов работы устройства. У современных инверторов на передней панели есть дисплей, на который выводится текущее подключение кабелей: «DC+» – (прямая полярность), «DC-» – обратная. Переключение режимов производится перемещением тумблера в соответствующее положение.