Přímá a obrácená polarita při svařování

V literatuře o metodách svařování a návodech pro svářecí stroje se často vyskytují výrazy „dopředná a obrácená polarita“. Volba polarity určuje proces svařování, kvalitu svaru, spotřebu elektrody a hloubku průvaru. Pro začínající svářeče je důležité vědět, co znamená přímá a obrácená polarita, aby správně zvolili režimy svařování v konkrétních situacích.

V tomto článku:

• Obloukové svařování – režimy polarity
• Rozdíly v režimech svařování
• Vliv polarity na svařování
• Poloautomatické svařování
• Invertorové svařování
• Držák elektrody
• Svařovací elektrody
• Výběr měniče a jeho provoz

Obloukové svařování – režimy polarity

Pro vypálení elektrického oblouku používaného pro svařování je nutný zdroj proudu a pólový uzávěr s malou vzduchovou mezerou 3-5 mm. Zdrojem proudu může být svařovací invertor, měnič, usměrňovač nebo generátor. Koncept polarity je možný pouze u zdrojů stejnosměrného proudu, protože u transformátorů, které produkují střídavý proud, se směr pohybu elektronů mění až 100krát za sekundu.

V souladu s tím se také náboj mnohokrát během sekund změní z kladného na záporný. Při takovém „skoku“ s chaotickým pohybem nemůže existovat konstantní polarita. Při stejnosměrném proudu se záporně nabité elektrony pohybují z mínusu do plusu. Jejich směr je konstantní, což dává určité vlastnosti:

DC svářečka má dvě zásuvky pro připojení držáku a zemnících kabelů. Do držáku je vložena elektroda a svářeč s ní manipuluje a vytváří šev. Zemnící kabel je k produktu připevněn pomocí krokosvorky.

Pokud je držák nainstalován v konektoru „-“ a zemnící kabel je připojen k „+“, získáte rovnou polaritu. Při obráceném připojení (držák na „+“ a kostra na „-“) se polarita přehodí.

Rozdíly v režimech svařování

Podívejme se na rozdíl mezi přímou a obrácenou polaritou při svařování. Podle fyzikálních zákonů teče stejnosměrný proud jedním směrem od mínus do plus (pohyb elektronů se záporným nábojem). V tomto případě se teplo vždy soustředí na plus. Proto tam, kde je „+“, bude teplota vyšší.

Při svařování s přímou polaritou „+“ na výrobku. To zajišťuje větší ohřev povrchu a zároveň nedochází k přehřívání elektrody. Na špičce bude topný bod anodický. Práce s obloukem s obrácenou polaritou znamená „plus“ na špičce elektrody a vytvoření tepelné skvrny katody. Díky tomu se spotřební materiál zahřívá více a produkt se zahřívá méně. Rozdíl teplot je asi 1000°C.

Vliv polarity na svařování

Nyní pojďme diskutovat o tom, jak polarita, konkrétně lokalizace ohřevu, ovlivňuje proces svařování.

Výhody a nevýhody přímé polarity

Koncentrace tepelného paprsku na produktu dává následující výsledky:

TIG svařování neželezných kovů, jako je měď, se provádí s přímou polaritou. Tento režim je nejlepší použít při práci s kovy o průřezu 4 mm a větším. Ale tenké plechové polotovary budou vypáleny s rovnou polaritou. Strany mohou také při svařování značně „vést“ a bude nutné rovnání dílů. Při svařování konstantním proudem s „plus“ na držáku nebude možné použít elektrody na střídavý proud. V tomto režimu se také zvyšuje rozstřik kovu.

Výhody a nevýhody obrácené polarity

Použití obrácené polarity poskytuje následující vlastnosti svařování:

Při svařování tenkých kovů je lepší použít obrácenou polaritu, aby se elektroda nepřilepila, ale nedošlo k popálení. Při provádění krátkých svarů přerušovaným obloukem se příkon tepla ještě sníží.

Spojení silných obrobků 6-10 mm je mnohem horší, protože není vyžadována hloubka průniku. Se značkou mínus na držáku je snazší dosáhnout kvalitního švu na nerezové oceli, hliníku, oceli s vysokým obsahem uhlíku nebo litině. Pokud je nutné nanést přídavný kov pro následné drážkování, pak s obrácenou polaritou dochází k oddělení kapky mnohem rychleji.

Zdroj videa: Welding Territory R

Hrot elektrody se ale také vlivem zvýšeného zahřívání rychle zkracuje, takže dojde k nadměrné spotřebě materiálů. Pokud je povlak elektrody citlivý na přehřátí, pak držení dlouhého souvislého oblouku může způsobit rozpadání povlaku a holá tyč se stane nevhodnou pro svařování. Když proud klesne na minimum, oblouk začne „přeskakovat“ a ztíží se ovládání svarové lázně, takže při svařování tenkých ocelových plechů se budou hodit doplňkové funkce ve střídači, o kterých se zmíníme níže.

Poloautomatické svařování

Při poloautomatickém svařování se polarita také mění v závislosti na tloušťce kovu a druhu svařovaných materiálů. Nejčastěji je zpočátku nainstalováno přímé spojení s „mínus“ na hořáku. To je nutné pro svařování poměděným nebo nerezovým drátem. Vzhledem k tomu, že jeho průřez je malý (0.6-1.2 mm), teplo se musí soustředit na výrobek, jinak se spotřební materiál rychle spálí a rozstřikuje kov ve všech směrech.

Pokud budete svařovat se samostíněným plněným drátem bez plynu, bude vyžadována obrácená polarita. Na rozdíl od invertoru, u kterého stačí prohodit konektory kabelu držáku a zem, u poloautomatického zařízení je hořák připevněn k objímce. Obsahuje drátěný kanál, napájecí drát, přívodní hadici ochranného plynu a ovládací dráty. Hořák prostě nemůžete zasunout do zemnícího konektoru – nepasuje do tvaru.

Existuje několik způsobů, jak změnit polaritu poloautomatického zařízení v závislosti na konfiguraci zařízení. U některých modelů je potřeba prohodit konektory ve spodní části (napájecí kabel hořáku má samostatný výstup se zásuvkou, jako je zem). U ostatních otevřete boční kryt a znovu připojte kabely ke svorkám (obvykle mají různé barvy). Budete potřebovat vidlicový klíč.

Invertorové svařování

Svařování s MMA invertorem se provádí s přímou polaritou „klasickým“ způsobem, protože režim se používá pro spojování silnostěnných obrobků 4 mm a více:

Svařování se provádí nepřetržitým obloukem s mezerou 3-5 mm. Čím rychleji pohybujete elektrodou přes jeden kloub, tím menší je hloubka průniku. Při zpomalování se hloubka průniku zvyšuje. Pokud potřebujete svařovat spoje s různou tloušťkou stran za sebou, můžete si na stroji nastavit proud pro největší průřez v konstrukci a hloubku průvaru regulovat rychlostí elektrody. Na silnějším kovu se vždy udržuje pouze oblouk, který se krátce přenese na tenký kov, aby nedošlo k popálení.

Svařování s obrácenou polaritou se nejčastěji používá pro spojování tenkých plechových materiálů o průřezu 1-3 mm. Ale ani koncentrace tepelného paprsku na špičce elektrody vždy nezabrání popálení. Abyste předešli defektům švu, použijte přerušovaný oblouk. Dotykem produktu se zapálí a aplikují se krátké stehy bez vroubků. Odříznutí hrotu elektrody od obrobku do výšky 2 cm vede k útlumu oblouku. Poté se hrot opět zvedne a rozsvítí se bez klepání. Takové pauzy poskytují dodatečný čas na ochlazení švu a zabraňují popálení.

Držák elektrody

Při provozu přímo připojeného měniče při vysokých proudech 200-300 A může dojít k velkému přehřátí držáku. To se také děje při proudu 140 A, pokud je polarita obrácena. Koneckonců, ohřev na elektrodě se zvýší na 1000 stupňů. Abyste se vyhnuli nepohodlí v ruce, je důležité vybrat držák měniče s dobrou izolací rukojeti. Pak můžete vařit déle, aniž byste museli dělat přestávky na vychladnutí.

Svařovací elektrody

Pokud jste začátečník a nevíte, s jakou polaritou budete vařit (nebo možná budete muset pracovat s tenkými a silnými kovy najednou), zvolte univerzální elektrody. Jsou určeny pro střídavý a stejnosměrný proud libovolné polarity. Mezi testované univerzální elektrody patří Lincoln Electric Omnia 46, SpetsElektrod ANO-21, ESAB OZS-12. Pro práci s obrácenou polaritou existují vysoce specializované elektrody ESAB OK 46.00.

Výběr měniče a jeho provoz

Pro rychlé přepólování při práci s tenkými a silnými kovy musí mít měnič spolehlivé konektory napájecího kabelu. Tenké tenké kolíky v konektoru a nízký okraj pro upevnění se rychle opotřebovávají častým přestavováním. Pak dojde k vůli, kabelové zásuvky budou viset, vznikne zvýšený odpor a přehřívání. Svařovací proud klesne a mezi konektorem a zásuvkou může dokonce vzniknout elektrický oblouk.

Vybírejte spolehlivé MMA invertory s odolnými paticemi, aby se při změně polarity nic neopotřebovalo ani neviselo. Pokud již měnič máte a jeho konektory jsou opotřebované, můžete je vyměnit za silnější výběrem z katalogu konektorů propojovacích kabelů.

Svařování tenkého kovu obalenou elektrodou 1.0-1.5 mm je pro začátečníka náročný úkol. Invertory RDS s funkcí „Anti-stick“ vám pomohou zvládnout to bez popálení. Když je hrot elektrody ponořen do svarové lázně, stroj to „cítí“ a vypne svařovací proud. Výsledkem je, že neexistuje žádná přídržná síla, není třeba naklánět držák doleva nebo doprava, abyste zvedli elektrodu z povrchu. Povlak spotřebního materiálu se v tomto případě nedrolí.

Funkce Arc Force také pomáhá při svařování tenkých kovů s obrácenou polaritou. Když se elektroda chystá přilepit, invertor automaticky zvýší proud o 10A a udržuje elektrický oblouk. Jakmile obnovíte vzduchovou mezeru, zařízení samo sníží proudovou sílu na předchozí hodnotu a eliminuje propálení.

Odpovědi na otázky: vlastnosti přímé a obrácené polarity při svařování

Při jaké polaritě je šev na pohled krásnější?
Skrýt Další podrobnosti

Opačně. Teplo na špičce elektrody je vyšší, separace kapek je rychlejší, šev je více šupinatý a bez prověšení. Tento režim je použitelný pro přední strany produktu, pokud lze tloušťku kovu roztavit s obrácenou polaritou.

V jakém režimu se snižuje rozstřik kovu při provozu poloautomatického stroje?
Skrýt Další podrobnosti

Při obrácené polaritě je méně rozstřikování. Pokud se provádí svařování na přední straně výrobku a poté je nutné vyčistit všechny přilepené kapky, je lepší přepnout poloautomat na obrácenou polaritu.

Jak zmenšit šířku švu s obrácenou polaritou?
Skrýt Další podrobnosti
Aby byl šev v režimu obrácené polarity užší, je nutné pohybovat elektrodou rychleji.
Elektroda při řezání zčervená, co mám dělat?
Skrýt Další podrobnosti

S největší pravděpodobností máte připojenou obrácenou polaritu. Vyměňte napájecí kabely v zásuvkách. Práce s přímým připojením („+“ na výrobku) šetří spotřebu elektrody o 20-40% a snižuje její zahřívání.

Jakou polaritu byste měli použít pro vaření hliníku pomocí poloautomatického stroje?
Skrýt Další podrobnosti

Na rubu. Hliník má nízký bod tání a při přehřátí uniká. Proto se tepelný paprsek soustředí na elektrodu. Ale abyste zničili oxidový film, potřebujete poloautomatické zařízení s pulzem (Pulse), jinak nebude hluboká penetrace fungovat.

Každý, kdo vezme do ruky elektrodu a chystá se podrobit kov, aby vytvořil nová mistrovská díla, by měl pochopit, co je přímá polarita a co znamená obrácená polarita při svařování s invertorem.

Jaká je polarita na svařovacím invertoru?

To je jedna z charakteristik svařovacího procesu, která ukazuje, kde je připojeno “plus” – k elektrodě nebo k produktu. Technicky je polarita závislá na možnosti připojení zemnícího kabelu a kabelu s držákem elektrody (nebo hořáku) ke svařovacímu zařízení. Zvolený způsob připojení přímo ovlivňuje proces svařování stejnosměrným proudem (DC). Je na stejnosměrný proud, protože střídavý proud (AC) není charakterizován jednou polaritou – dochází k neustálé změně polarity.

Proč měnit polaritu při svařování

Volba polarity ovlivňuje, jak bude svařovací oblouk vypadat a ve které oblasti dojde k největšímu zahřívání. Při přímé polaritě se povrch kovových polotovarů zahřeje silněji a při opačné polaritě elektroda.

První možnost se vyznačuje stabilním obloukem a je vynikající pro spojování dílů velké tloušťky (od 5 mm). A při obrácené polaritě se teplo soustředí na elektrodu, takže se taví rychleji. Skutečnost, že se samotné obrobky v tomto režimu méně zahřívají, umožňuje jeho použití pro práci s tenkostěnnými díly.

Užitečná rada pro ty, kteří stále pochybují o tom, jakou možnost připojení zařízení zvolit: věnujte pozornost označení na balení elektrod, se kterými musíte pracovat. Mimo jiné obsahuje doporučení pro výběr parametrů včetně typu proudu a polarity. Existují univerzální obalené elektrody, které lze použít na přímou a obrácenou polaritu, stejně jako na střídavý proud. Rutilové elektrody jsou obecně univerzální. A pro provoz na stejnosměrnou obrácenou polaritu se obvykle používají spotřební materiály se základním povlakem, ale existují výjimky.

Co se stane, když na svařovacím invertoru zvolíte špatnou polaritu?

Pokud nedodržíte doporučení pro volbu polarity uvedené na štítku, výsledek práce se bude lišit od toho, co deklaruje výrobce.

V tomto případě jsou možné následující důsledky:

• nedostatečná penetrace;
• nerovnoměrný tvar švu;
• silný rozstřik kovu;
• nestabilní hoření oblouku;
• je možný výskyt různých defektů (nedostatek roztavení, propálení, nestavení mezi válečky);
• nízký depoziční výkon.

Dopředná a obrácená polarita při svařování MMA

Každý svařovací stroj má dva standardní konektory pro připojení kabelů. Připojíme-li kabel s elektrodou do „mínusu“ a do zdířky „plus“ nainstalujeme kabel se zemnicí svorkou, zajistíme tak přímou polaritu. A pokud je naopak na produktu „mínus“ a na elektrodě „plus“, pak se polarita na svařovacím invertoru bude nazývat obrácená. Pro práci s metodou MMA lze použít oba režimy, podle toho, jaké díly se mají spojovat, z jakého materiálu jsou vyrobeny, jaký spotřební materiál použijeme a jakou metodu vařit.

TIG – Vlastnosti argonového obloukového svařování

DC TIG proces se provádí pouze s přímou polaritou nebo se střídavým proudem. A existuje pro to vysvětlení. Jak víte, wolframové elektrody se používají pro ruční argonové obloukové svařování. Navzdory tomu, že ke své výrobě používají žáruvzdorný kov, mohou se za provozu roztavit, pokud jsou zahřáté na bod tání. Abyste tomu zabránili, nenechte je přehřát. A jak si pamatujeme, s obrácenou polaritou je na elektrodu aplikováno „plus“, na kterém se uvolňuje více tepla. Z tohoto důvodu se u metody TIG nepoužívá obrácená polarita.

Druhou možností pro argon-obloukovou technologii je svařování střídavým proudem. Tato technika se používá ke spojování dílů vyrobených z hliníku a jeho slitin. Jedním z největších problémů tohoto kovu je potřeba očistit jeho povrch od oxidového filmu. Na přímou polaritu nedochází k destrukci oxidového filmu a nemůžeme použít obrácenou polaritu, protože dojde k destrukci wolframové elektrody v důsledku přehřátí. Jako kompromisní řešení používáme střídavý proud, ve kterém je přímá i obrácená polarita. Při přímé polaritě je dosaženo maximální hloubky průniku a při opačné polaritě je odstraněn oxidový film.

MIG/MAG. Vlastnosti poloautomatického svařování

Proces MIG/MAG se obvykle provádí proudem s obrácenou polaritou (např. pomocí svařovacího drátu Lincoln Electric SuperArc L-56). Jedinou výjimkou je poloautomatické svařování plněným drátem s vlastním stíněním (FCAW-SS) – tato metoda se provádí proudem o přímé polaritě. K tomu je vhodný plněný drát od výrobce Lincoln Electric: Pipeliner NR-208-XP a Innershield NR-207.

Výhody a nevýhody přímé a obrácené polarity

Na závěr ještě jednou stručně vyjmenujeme hlavní rozdíly, výhody a nevýhody.

• větší zahřívání obrobků;
• pronikání kovu větší tloušťky;
• používá se pro metodu TIG, protože wolframová elektroda se méně zahřívá;
• vhodné pro proces MIG/MAG s použitím plněného drátu.

• větší ohřev elektrody/drátu;
• vhodné pro spojování tenkých plechových dílů;
• menší průnik kovu;
• používá se pro ruční obloukové a poloautomatické svařování.

Za zmínku stojí, že pro RD se nejčastěji používá obrácená polarita, protože díky zrychlenému tavení elektrody je možné dosáhnout vyšší produktivity. Snížené riziko propálení svaru. Existují však také nevýhody: tato metoda se vyznačuje méně aktivním pronikáním kovu a také možností přehřátí elektrody.

Každý, kdo plánuje začít pracovat na obrábění kovů, by měl pochopit, co znamená obrácená polarita při svařování s invertorem a přímým, jaký režim připojení zvolit pro argonový oblouk a který pro poloautomatický přístroj. Když odborník ví, co ovlivňuje volba typu proudu a polarity, je schopen správně nakonfigurovat parametry a provádět úkoly, které před ním stojí, co nejpřesněji. Doufáme, že článek pomohl zjistit, jak připojit svařovací stroj, nyní můžete snadno najít plus a mínus. A stejně snadno určete, jak zvolit polaritu v závislosti na použité technologii.