Зачем менять Полярность при сварке Электродами

Чтобы ответить на вопрос зачем менять полярность при сварке электродами, для начала нужно разобраться какие виды полярности бывают, как и в каких случаях их использовать.

Сварка электрической дугой может осуществляться на оборудовании которое вырабатывает или постоянный, или переменный ток.

При работе на переменном токе не имеет значения куда подключать «плюс», «минус», так как при сварке на постоянном токе подключение имеет большое значение. Можно сказать, что полярность при сварке – это основа качества сварки. Полярность обеспечивает качество сварки материала. При сварке постоянным током, сварочная дуга бывает прямой или обратной полярности.

При прямой полярности «плюс» подключается к соединяемым заготовкам (массе), соответственно «минус» подключается на держатель электрода; при обратной полярности «плюс» подключается на электрод, «минус» подключается на деталь. Менять полярность нужно в зависимости от того какую задачу сварки нужно выполнить. На «плюсе» тепла выделяется больше, чем на «минусе».

Прямая полярность используется при сварке цветных металлов (медь, латунь, алюминий), так как они имеют большую теплопроводность, в итоге получаем большую температуру в месте нагрева, что позволяет превысить температуру плавления цветного метала, особенно это важно для алюминия, так как сначала надо одолеть оксидную пленку. У нее температура плавления существенно выше в сравнении с самим металлом.

На прямой полярности так же лучше работать с большими, массивными деталями. При прямой полярности получается более сконцентрированная и узкая электрическая дуга, следовательно металл проплавляется глубже, шов получается более качественный, что происходит благодаря тому, что направление движение электронов постоянное и при сварке не происходит большого разбрызгивания расплавленного металла. Также при использовании прямой полярности можно производить резку металла независимо какой тип электрода используется.

Обратная полярность используется при сварке высоколегированых сталей, тонколистовых металлов, нержавейки, так как температура для их сварки нужна небольшая. Недостатком подключения обратной полярности есть то, что электрическая дуга «гуляет», соответственно шов получается менее герметичным и красивым, но при таком подключении почти полностью исключается возможность прожечь свариваемый материал.

Следовательно менять полярность нужно в зависимости от того, какую задачу сварки необходимо выполнить и верно выбранный вид полярности подключения электродов способствует тому, что качество шва будет выше, а процесс сварки станет намного проще.

На сварке масса это плюс или минус

Всем здравствуйте.
У нас на работе сварочный аппарат, видно собран там же каким нибудь электриком из того что под рукой. Стоял он, долго не пользовались, тут возникла необходимость. Единственное что о нём мне сказали это то что он на 220 и им работали. Сзади на выходе видно – 2 вторичные катушки, один конец одной соеденён с концом другой, и к нему прикручен и болтается небольшой кусок медого многожильного провода. Сюда я так понимаю подключали массу.

Сразу вопрос номер 1: Есть ли разница в сварочном аппарате, какой конец на массу пойдёт, а какой на держак? По моей логике никакой. Сварочный аппарат в моём представлении это трансформатор, на выходе переменный ток. По мойму разници никакой. Однако доводилось наблюдать работу 2х рабочих которые варили каким то небольшим сварочным аппаратом заводского производства. Там на выходе большими значками обозначено: ПЛЮС – сюда они подключали держак, МИНУС – это кидали на массу, и конотролировали что бы не перепутать. Значить важно какой конец куда?
Обьясните пожалуйста.

Дальше по моей ситуации, значить концы которые были скручены вместе пустил на массу, а другой конец одной из катушки пустил на держак, конец другой просто висел в воздухе, почему так сделано, незнаю, думаю лепили из того что под рукой, просто на другом конце тоже висел огрызок провода и видно к ниму подключались.

Подаю 220 на ввод!! (Там сбоку на корпусе прилеплено АП, в него и завёл фазу с нулём)
Сварщик берёт держак, пробует варить. Искра есть, но говорит слабо, работать невозможно. Начинаем крутить, увеличивать подачу. Крутит он значить по часовой говорит по часовой всегда увеличиваешь ток. Но я заглянул во внутрь, сердечник при врашении по часовой выходил из обмоток катушек. По моим соображениям, если сердечник вынимать из трансформатора, значить уменьшится магнитный поток, значить уменьшится коэфицент трансформации, ток должен наоборот падать.

Вот хочу уточнить у вас, правельно я рассуждаю?
Если сердечник выходит, ток уменьшается?

А по часовой-против. на это не стоит особо орентироваться.. может просто шпилька с обратной резьбой была.

Хотя, ни в одном из положений ток достаточный для сварочных работ не поднялся.

Теперь этот сварочный стоит в цехе, я хожу вокруг него и пытаюсь его реаниморовать. Начать думаю надо с того, что разобраться, на сколько он точно, на 220 или 380? Току варить нехватало ни в каком из положений сердечника, возможно он на 380, но мужики говорят что им когда то варили и что он на 220. Что то сомнительно.

Можно ли каким то образом проверить, на 220 или на 380 первичная катушка сварочного аппарата?

Буду очень вам благодарен если поможете разобраться мне со сварочным аппаратом.

Время чтения: 2 минуты

Магнитная клемма, зажим-магнит, магнитный контакт сварочного кабеля… У этого приспособления много названий. Но суть всегда одна: магнит позволяет быстро и надежно прикрепить его к массе и приступить к сварке.

Но что это такое? Какие есть плюсы и минусы у магнитной клеммы заземления? Как ею пользоваться и стоит ли вообще покупать? На эти, и некоторые другие вопросы вы найдете ответ в нашей статье.

Что это такое?

Магнитный контакт сварочного кабеля — это приспособление, которое монтируется на свариваемую поверхность (массу) с помощью активного магнитного поля. Приспособление необходимо для образования замкнутой электрической цепи. Без этого ручная дуговая сварка невозможна.

Магнитный зажим на массу очень популярен как среди начинающих, так и среди профессиональных сварщиков. Так же часто применяется магнитная масса для сварки своими руками в домашних условиях. Она быстро и надежно крепится на любую поверхность, даже изогнутую.

Достоинства и недостатки

Выше мы уже упомянули несколько достоинств магнитной клеммы. Но на них список не заканчивается. Магнитная клемма имеет простую конструкцию, поэтому она крайне долговечна и служит долгие годы. Проще говоря, это обычный магнит с отключаемым или постоянным магнитным полем. Нет ни пружин, ни других механических элементов, которые могут выйти из строя.

Магнитная клемма хорошо переносит перепады температур и напряжения. Она редко перегорает и позволяет работать с большинством типов металлов. Также, такой зажим на массу незаменим при сварке в труднодоступном месте. Даже если деталь будет изогнута, магнит все равно обеспечит надежное крепление за счет своей большой площади контакта.

Но, не обошлось и без недостатков. Так магнитная клемма не способна обеспечить надежное крепление на деталях небольшого размера. Например, на арматуре. Для сохранения активного магнитного поля приспособление нужно постоянно чистить. На его работу очень плохо влияет металлическая стружка.

Также для применения магнита необходима предварительная зачистка металла. Если прикрепить магнит на неочищенный металл, приспособление перестанет работать.

Не забывайте, что есть металлы, которые не магнитятся. Это большинство цветных металлов. С ними не получится использовать магнитную клемму.

Как пользоваться?

В применении магнитной клеммы нет ничего сложного. В большинстве моделей есть специальная ручка, провернув которую вы включите магнитное поле. По умолчанию магнит не будет крепиться к металлу.

Приспособление нужно приложить к детали, держа одной рукой. Второй рукой прокрутите ручку, активировав магнитное поле. Все готово! Магнит надежно держится на металле. Для снятия приспособления просто проверните ручку в обратную сторону. Не нужно прилагать усилий и отрывать магнит от металла.

Стоит ли покупать?

Ответ на этот вопрос зависит от специфики ваших сварочных работ. Вы должны сами оценить, какие металлы варите чаще всего и в каких условиях. Если вы новичок и не варите цветные металлы, то магнитная клемма упростит ваш труд. То же касается и профессиональных мастеров. Но у них, скорее всего, есть целый набор из различных клемм для сварки любых металлов.

Стоит магнитная клемма недешево (по сравнению с другими типами зажимов), но она стоит того. Если вы хотите сэкономить, можете сделать такую клемму сами. Ниже видео, в котором показано, как сделать магнитную массу для сварки своими силами.

Электродуговой способ сварки, в отличие от традиционной газовой, отличается некоторыми особенностями. Одной из самых главных является температура нагрева дуги, которая может достигать 5000С, что значительно превышает температуру плавления какого-либо из существующих металлов. Отчасти этим объясняется большое разнообразие технологий и способов этого вида сварки, позволяющих решить при ее помощи самые различные задачи.

Виды сварки

Сварочные аппараты имеют блок выпрямительных диодов. Что создает постоянный ток, это обязательное условие для сварочных полуавтоматических аппаратов, для которых материалом является проволока. Если для аппарата требуются электроды, то это обозначает возможность использования во время работы всех их моделей. А полярность во время сварки – это залог ее качества.

Используя полуавтомат, надо соблюдать полярность подсоединения. Сварка под газовой защитой омедненной проволокой происходит с помощью полярности прямого тока. Фактически это значит:

• на деталь идет плюс;
• на держак идет минус.

Сила тока подается на деталь от проволоки, и она нагревается, в отличие от сварочной проволоки, сильнее. В итоге повышается площадь свариваемого участка. Ему необходим значительный нагрев для образования варочной ванны. Проволока, имеющая меньшее сечение, быстрей плавится и попадает на необходимый участок уже жидкой каплей. Током, который проходит от разных полярностей, увлекается расплавленный материал, получается подходящая ванна для сварки.

Используя полуавтомат без защитной газовой среды, нужно использовать специальную порошковую или флюсовую проволоку. В этом случае изменяется полярность соединения держака и «массы». На «массе» находится минус, а на держаке находится плюс. Температура плавления флюсовой проволоки имеет примерно такое же значение, как и температура плавления металла. Чтобы достичь качественного шва, необходимо, чтобы сгорел флюс. Затем ожидают два таких процесса:

• Появление газообразного облака;
• В среде этого облака и происходит сварка.

Сила тока переходит от минуса к плюсу, и падение жидкой капли металла становится более низким. Именно это обуславливает меньший нагрев металла для сварки. Так как его охлаждение не происходит под защитной газа. Поэтому образование ванны для сварки практически не отличается от сварки в газовой среде. Работа переменным током имеет определенные преимущества. Она не расходится с дугой относительно изначальной оси. А на качество соединения воздействует именно отклонение дуги.

Делая сварку генератором с переменным током, легко заметить: его полярность изменяется циклически. Циклы имеют частоту 50 Герц. Она, повысившись до плюсового напряжения, может снизиться до нуля или упасть до отрицательного уровня. Напряжение меняется с плюса на минус и, наоборот.

Сварка нержавейки и цветных металлов

Во время сварки цветных металлов, в том числе и алюминий, используют специальный вольфрамовый электрод. Причем используют во время инверторной сварки прямую полярность, на электроде находится минус. Этот вид подключения позволяет иметь необходимую температуру в участке нагрева. Это немаловажно для алюминия, потому как сперва нужно преодолеть оксидную пленку, у которой температура плавления значительно больше, в отличие от самого металла.

Полярность при сварке напрямую способствует образованию:

• более качественного шва;
• более лучшего проплавления металла, в том числе и из нержавеющей стали;
• более концентрированной узкой электрической дуги.

У процесса также существует и немаловажная экономическая часть. Используя дорогой вольфрамовый электрод меньшего диаметра, попутно добиваются уменьшения газовых затрат. Если же подключить вольфрамовый электрод при сварке в другой полярности, а именно, на держателе – с плюсом, то шов будет не таким глубоким. У данного способа есть свои преимущества. Работая с тонкими пластинами, можно не переживать, что вы прожжете насквозь изделие из нержавейки и цветного металла.

Значительным недостатком является эффект электромагнитного дутья. Образующаяся дуга выходит блуждающей, а шов – не сильно привлекательным и герметичным. Используя переменный ток, необходимо использовать электроды для переменки. Опытные сварщики обычно выбирают постоянный ток. Благодаря ему сварка создает однонаправленный проход электронов. Полярность влияет на качество сварочных работ, в том числе материала из нержавеющей стали.

Сварка прямой полярности

Сварка прямой полярности инвертором получается, если с деталью подключается «плюс» источника тока. Когда подсоединяют электрод, то в этом случае получается обратная полярность. Используя сварочный инвертор, можно самостоятельно установить на нем полярность. Полярность определяет направление передвижения потока электронов. То есть, определяется подсоединением проводов к положительной и отрицательной клеммам. При работе со сваркой обратная полярность обозначает:

• на электроде – плюс;
• на «земле» – минус.

Ток переходит от отрицательного контакта к положительному. Именно поэтому электроны переходят на электрод от металла. В результате сильно нагревается окончание электрода. Для классической сварки эффективно используют плюс – на электроде, а минус – на клемме. При прямой полярности сварки предполагается минус – на электроде, плюс – на «земле». Ток перемещается от электрода к изделию. Электрод – холодный, а изделие – горячее. Эта особенность широко используется в особых электродах, которые предназначены для быстрой сварки листов нержавеющей стали.

Важность полярности при сварочных работах

Естественно, что инверторная сварка на переменном токе не зависит, какой установлен зажим трансформатора для соединения изделия и электрода. Но вот постоянным током по сложившейся традиции сваривают несколькими способами. Электрод, подсоединенный к отрицательному полюсу, с прямой полярностью является катодом.

В анод, подсоединенное к положительному полюсу, преобразуется изделие. Обратная полярность обозначает, что электрод после подсоединения к положительному полюсу становится анодом. Катод в этом положении – это изделие, подсоединенное к отрицательному полюсу.

Материал изготовления электрода задает параметр дуги между неплавящимися электродами из вольфрама и плавящимися металлическими электродами. Сварочная дуга имеет ряд физических и технологических свойств. От этого практически полностью будет зависеть результат работы дуги. К физическим свойствам относятся:

• кинетические;
• электромагнитные и температурные;
• электрические и световые.

Основные технологические свойства имеют три вида:

• мощность дуги;
• пространственную стойкость;
• саморегулирование.

Для поддержания горения дуги требуется создать обратные электрически заряженные части в пространстве между находящимися электродами. Данные частицы – это электроны, а также положительные и отрицательные ионы. Их преобразование называется ионизацией. Газ, имеющий электроны и ионы, называется ионизированным.

Промежуток дуги ионизируется во время зажигания дуги, и все время поддерживается при ее горении. В промежутке дуги, как правило, выделяют следующие области:

В области анодов происходит значительное снижение напряжения, вызванное скоплением около электродов заряженных частиц. На поверхности анода и катода начинается появление электродных пятен, которые представляют некий фундамент дугового столба. Через них и прокладывается маршрут тока к сварке.

У сварки есть общий размер дуги, он состоит из суммарных длин 3-х областей. Общее напряжение дуги – это сумма снижений напряжения в каждой части дуги. Зависимость напряжения от размера дуги – это сумма снижения напряжения в прикатодном и прианодном участках. Удельное снижение в дуге напряжения имеет один миллиметр от столба дуги. А основной характеристикой дуги является тепловая мощность нагревательного источника.

Ее эффективность рассчитывается с учетом количества теплоты, вводимой в металл за единицу времен. Тепловая мощность – это часть общей дуговой тепловой мощности, из которой определенная доля тепла уходит непроизводительно:

• на теплоотвод в изделии;
• излучение;
• на прогрев разбрызгивающихся капель.

Технология сварочных работ дугой

Преимущество сварочных работ дугой явны. Сварка отличается по признакам:

• по среде, где находится дуговой разряд;
• по типу тока;
• по типу электродов.

Для ремонта кузовов автомобилей широко используется дуговая сварка полуавтоматом в защитной среде газа. Для частного пользования наиболее доступной является дуговая ручная сварка. Она делается плавящимися электродами на переменном или постоянном токах. Это хороший шанс сварить в не заводской обстановке большую часть видов металлов.

Размер между поверхностью основного изделия и дном кратера является глубиной провара или проплавления. Глубина зависит:

• величины сварочного тока;
• от скорости передвижения дуги.

Если размер дуги сварки не больше, чем размер стержня электрода, то эта дуга называется нормальной или короткой. Она гарантирует великолепное качество шва. Дугу, которая имеет большую длину, считают длинной. Очень большое наращивание размера дуги приводит к ухудшению качества сварки. Влияние магнитного поля создает отклонение дуги от заданного направления. Это называется электромагнитным дутьем.

Электрод во время процесса передвигается вдоль и поперек сварочного шва в направлении оси, дабы сохранить заданный размер дуги. Ускоренное перемещение электрода приводит к образованию узкого, неровного и неплотного шва. При медленном передвижении есть опасность пережога материала.

Сварочные швы по форме бывают:

По длине швы разделяются на сплошные и прерывистые. По пространственному расположению имеют такие разновидности:

Источники питания: трансформатор для сварки, выпрямитель, генератор – при внешнем показателе имеют связь величины нагрузочного тока с напряжением на зажимах выхода. Вольтамперный показатель дуги – это соотношение между напряжением в статическом режиме и током дуги. Внешние показатели сварочных генераторов считаются падающими.

На размеры и форму шва также влияют вид электротока и его полярность. То есть, постоянный ток обратной полярности обеспечивает гораздо большую глубину плавления, чем постоянный ток с прямой полярностью, это объясняется разными количествами тепла, появляющимися на аноде с катодом. От повышения скорости процесса сварки глубина и ширина шва провара снижаются.

Как подключать сварочный аппарат плюс и минус: сварка электродом полярность

Электрод с плюсом

Значение полярности для сварки

Постоянный ток создаёт термическое (анодное) пятно. Меняя полярность, можно его перемещать от электрода к заготовке. Основной нагрев создаётся на плюсовом гнезде, поэтому при прямой полярности сильнее нагревается заготовка, а при обратной – электрод. Таким образом формируются возможности инвертора в зависимости от характеристик металлов:

• Толщина металла. При прямой полярности основной нагрев достаётся заготовке, поэтому ширина шва провара получается достаточно глубокой. Соответственно для тонких металлов правильнее использовать обратное подключение, при котором металл нагревается слабее электрода.
• Тип металла. При сварке приходится работать с различными сплавами, обладающими определёнными свойствами. Например, алюминий относится к среднеплавким металлам, поэтому нужно обеспечить заготовке прямое подключение для нагрева. Нержавеющую сталь лучше не перегревать, выбрав обратную полярность. Настройки инвертора позволяют учитывать, какой сплав подвергается варке, поэтому предварительное изучение инструкции поможет эффективно справиться с задачей.
• Тип электрода. Сварочные электроды имеют покрытие – флюс. При разогреве он сгорает, выполняя свою основную задачу: вытесняя воздух, предотвращает образование пор. Тип флюса определяет особенности использования электродов при разных температурных режимах. К примеру, угольные электроды не подходят для подключения с обратной полярностью. Рекомендации производителя позволят сделать правильный выбор. То же самое относится и к типам проволоки. К слову, инверторные полуавтоматы также имеют характеристики, которые стоит учитывать.

Если заготовка и электрод имеют характеристики, требующие противоречивых настроек, придётся найти компромиссный вариант, регулируя силу тока и время обработки шва. С опытом приходят и знания, позволяющие решать любые задачи.

Виды сварки

Ручная сварка дугой с помощью плавящегося электрода (ММА)

Здесь его роль играет особая плавящаяся проволока, покрытая шлаком. Способ очень популярен, но специалисты считают его не самым лучшим вариантом для получения качественных швов, если изделие по составу является сложным сплавом. Во время плавления проволока соединяет нужные детали, а её покрытие очищает от грязи и защищает от кислорода сварочную ванну. Способ подходит для сварки чугуна, чёрных металлов.

Сварка полуавтоматическая

Электродом является проволока, автоматически попадающая в зону сварки. Аппарат находится в режиме ручного передвижения, поэтому данный способ не подходит для обработки большой рабочей зоны, его используют для сварки тонких листов, цветных металлов, высоколегированной стали. Применяется как постоянный, так и импульсный ток. При использовании порошковой проволоки газ не нужен, в остальных случаях сварка током производится в среде активных или инертных защитных газов. Возможна сварка электродом без его плавки.

Сварка в среде защитных газов

Технологический процесс подразумевает использование газа аргона, который выжигает грязь и кислородные соединения. Электродом выступает неплавкий вольфрамовый либо графитовый стержень. Применение аргона очищает сварочную ванную от всех ненужных примесей и окислов. Образование шлака исключено, шов получается качественным и чистым, но сварка в среде защитных газов – довольно дорогая технология, требующая серьёзных навыков.

Разные типа сварки используются и в зависимости от условий работы сварки. Например, для ремонта кузовов автомобилей в сервисах используют дуговую сварку полуавтоматом с помощью среды защитного газа, что позволяет создавать качественную сварочную работу при её невысокой стоимости. Прямая и обратная полярность при сварке инвертором позволяет регулировать глубину плавления для любого типа сварочных работ.

Технология ручной сварки дугой

Дуговая сварка – самый распространённый тип сварки металла. Способ универсален, технологически прост и позволяет получать сварочные швы хорошего качества в непроизводственных условиях. Электроток сварочного источника образует дугу между изделием и электродом. На нём сгорает покрытие (флюс), выделяя газ, очищающий рабочую область от кислорода.

При постоянном или переменном токе для сварки используются плавящиеся электроды. Их во время процесса передвигают по оси координат, чтобы сохранить размер дуги. Оптимальной считается дуга не больше стержня электрода, обеспечивающая самое высокое качество шва. Если допускать длинную дугу, качество сварки током ухудшится из-за отклонения дуги от заданного направления. Необходимо соблюдать определённую скорость перемещения электрода, чтобы шов не получился неровным или неплотным.

По форме и типам соединений сварочные швы разделяются на:

• тавровые;
• угловые;
• стыковые;
• нахлесточные;
• торцовые.

Разные углы наклона электрода позволяют создавать разные по типу швы. Самый удобный промежуток – между 45 и 90 градусами, при котором сварочная ванна полностью в зоне видимости. С опытом приходит и понимание, как именно нужно менять угол наклона.

Обычно сварочные аппараты комплектуются кабелем массы с держателем зажимного типа. С первого взгляда, это удобно, такое приспособление можно надежно закрепить к практически любой поверхности (листы, металлопрокат и прочие). Но бывают ситуации, когда нет возможности установить такую массу на заготовку или, еще чаще, она перегорает. Неплохой альтернативой станет магнитный контакт сварочного кабеля.

Зачем все это нужно

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

Что это дает.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Некоторые особенности сваривания при прямой полярности

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

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

Особенности сварки током обратной полярности

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

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

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

Поделись с друзьями 0 0 1 0

Источник: https://svarkalegko.com/tehonology/pryamaya-i-obratnaya-polyarnost.html

Как влияет на сварку прямая и обратная полярность

Само понятие полярности, применительно к сварочной аппаратуре, означает тот или иной вариант подключения, связанный с текущими процессами и необходимостью решения конкретной задачи. Для того чтобы изменить полярность, достаточно всего лишь поменять местами клеммы подключения. Ток изменит свое направление и физические процессы, а сама сварка в каждом случае будут протекать по-разному.

Существует два вида полярности, настраиваемые перед выполнением работы:

• Прямая полярность. Устанавливается на аппаратуре перед началом соединения толстых заготовок с глубокими швами. В данном случае электрод подключается к минусу, а свариваемый металл – к плюсовой клемме. Благодаря прямой полярности, в процессе сварки возникают так называемые анодные и катодные пятна. Более горячее анодное пятно появляется со стороны заготовки. За счет этого основной металл расплавляется на большую глубину, позволяя сваривать чугунные, алюминиевые и другие заготовки из сложных металлов.
• Обратная полярность. При таком подключении плюс соединяется с электродом, а минус – с металлической заготовкой. Анодное пятно с повышенной температурой возникает уже на противоположной стороне, то есть, на электроде. Металл остается относительно холодным, а электрод разогревается. Этот способ соединения позволяет сваривать тонкостенные заготовки.

В соответствии с конкретными задачами, сварщиком настраивается прямая и обратная полярность при сварке инвертором. Некоторые молодые специалисты не знают всех особенностей настройки, поэтому у них иногда возникают сложности с прогревом и проплавлением заготовок из разных материалов. Рекомендуется сначала изучать техническую документацию инверторной сварки и проверять теорию практическими действиями.

Технические условия для выбора полярности

Полярность соединения выбирается исходя из технических условий, необходимых для решения конкретной задачи. Путем изменения типа подключения можно получить концентрацию горячего анодного пятна или на самой заготовке, или на электроде. Непосредственный нагрев осуществляется за счет плюсовой клеммы, поэтому прямое подключение к ней приводит к разогреву данного участка.

Эта особенность подключения дает возможность выбирать рабочий режим с учетом следующих факторов.

Толщина металлической заготовки

При сваривании деталей со средней и большой толщиной следует воспользоваться прямым подключением. В этом случае тепловая энергия концентрируется на самом изделии, способствуя получению глубокого сварного шва. В этом же режиме возможна резка металлов, независимо от их толщины. Для сварки тонких листовых металлов рекомендуется использовать обратную полярность, когда основное тепло сосредоточено на электроде. За счет этого удается избежать перегрева заготовок, а плавление электрода будет происходить намного быстрее.

Типы свариваемых металлов

Возможность изменения места расположения анодного теплового пятна позволяет выбрать режим работы, максимально эффективный для конкретной детали. Например, при сварке чугуна или нержавеющей стали при сварке инвертором применяется обратная полярность, чтобы не перегреть сплав и сформировать надежное соединение. Алюминий, наоборот, нужно варить в режиме прямого подключения, чтобы как можно быстрее преодолеть окислительную пленку. Существуют рекомендации по настройке аппаратуры под конкретные сплавы, которые следует внимательно изучить и использовать на практике.

Тип сварочной проволоки или электрода

Данные компоненты также отличаются индивидуальными особенностями режимов температур, которые во многом зависят от используемых флюсов. Если сварка производится угольными электродами, то подключение в режиме обратной полярности не подходит, поскольку флюс подвергнется сильному перегреву и электрод станет непригоден для работы. В таких случаях выбор наиболее подходящих настроек полностью зависит от типа флюса и проволоки.

Иногда для металла и электродов требуются совершенно разные настройки, и сварщику приходится подбирать наиболее оптимальное совмещение рабочих циклов с силой тока. Кроме того, нужно обязательно учитывать рекомендации завода-изготовителя, отраженные в технической документации.

Особенности сварки с прямой и обратной полярностью

Прямая и обратная полярность инвертора обладают индивидуальными свойствами, которые нужно обязательно учитывать при выполнении сварочных работ.

Особенности сварки при подключении инвертора с прямой полярностью:

• Электроды и присадочные материалы во время работы расплавляются и переносятся в сварочную ванну в виде крупных металлических капель. Это приводит к увеличенному разбрызгиванию металла и росту коэффициента проплавления.
• Режим прямого подключения отличается нестабильностью электрической дуги.
• С одной стороны заготовки глубина проваривания снижается, а с другой – снижается количество углерода, внедряемого в металлическую массу детали.
• Металл нагревается правильно, его структура не нарушается и остается неизменной.
• Сварочная проволока или электрод нагревается меньше, что дает возможность при необходимости увеличить силу тока.
• Отдельные сварочные материалы отличаются увеличенным коэффициентом наплавки, особенно, когда в активных и инертных газах используются плавящиеся электроды. Такой же эффект получается при взаимодействии присадок с некоторыми типами флюсов.
• Прямая полярность при сварке оказывает влияние на структуру материала, остающегося внутри шва между сваренными металлическими деталями. Получается состав с содержанием марганца и кремния при полном отсутствии углерода.

Обратная полярность при сварке инвертором обязательно используется, когда свариваются заготовки из тонких листовых металлов. Этот процесс требует внимания и осторожности, поскольку велика вероятность прожечь и испортить материал. Данный режим подключения дополняется другими методами, позволяющими избежать неосторожных повреждений.

Среди них можно выделить следующие:

• Понижение силы тока, вызывающее уменьшение температуры на поверхности заготовки.
• В процессе сварки рекомендуется использовать прерывистый шов. Вначале свариваются несколько участков в разных местах, после чего они соединяются между собой в единое целое. Данная схема может меняться, в зависимости от конкретных условий соединения металлов. Таким образом, удается предотвратить деформацию металлических заготовок, особенно, если их длина превышает 20 см. Большее количество отрезков делает каждый участок более коротким, и металл за счет этого намного меньше коробится.
• Сварка слишком тонких заготовок осуществляется с периодически прерывающейся электрической дугой. Электрод быстро выходит из рабочей зоны и тут же возвращается на место и поджигается. Процесс выполняется практически непрерывно.
• При соединении внахлест прижим заготовок друг к другу должен быть максимально плотным и герметичным. Наличие даже незначительного воздушного зазора может вызвать прожигание детали, расположенной сверху. Создать плотное прилегание можно каким-нибудь грузом или струбцинами.
• Выполняя соединение встык, необходимо обеспечить минимальный зазор между свариваемыми изделиями. В идеальном варианте зазор должен вообще отсутствовать.
• Если тонкие листовые заготовки имеют слишком неровные кромки, то в этом месте под сварочным стыком укладывается материал, компенсирующий избыточное тепло. Лучше всего для этих целей подходят медные или стальные пластины, толщину которых желательно выбирать как можно больше.

Новичкам, только начавшим осваивать данный вид соединения, рекомендуем проводить тренировочную сварку с обратной полярностью на испорченных металлических листах. Это даст возможность прочувствовать все особенности процесса и в дальнейшем избежать прожогов и других дефектов.

Источник: https://electric-220.ru/news/poljarnost_pri_svarke_invertorom/2019-05-17-1690

Плюс и минус на сварке. Прямая и обратная полярность. Сварка током обратной полярности.

Чтобы ответить на вопрос зачем менять полярность при сварке электродами , для начала нужно разобраться какие виды полярности бывают, как и в каких случаях их использовать.

Сварка электрической дугой может осуществляться на оборудовании которое вырабатывает или постоянный , или переменный ток .

Электрическая дуга зажигается искровым генератором между электродом и деталью. Электрод представляет собой только клемму одного из полюсов и не добавляется в плавильный пул. Следовательно, используются электроды с высокой температурой плавления и высокой эмиссией. Для пайки стали, меди, никеля, титана и т.д. постоянный ток с прямой полярностью используется при нагреве электрода за вычетом обратной полярности. Алюминий и его сплавы обычно свариваются с переменным током. Переменный ток дает дугу, которая очищает пластину в положительном цикле, что позволяет легко течь.

При работе на переменном токе не имеет значения куда подключать «плюс», «минус», так как при сварке на постоянном токе подключение имеет большое значение . Можно сказать, что полярность при сварке – это основа качества сварки. Полярность обеспечивает качество сварки материала. При сварке постоянным током, сварочная дуга бывает прямой или обратной полярности.

При всем этом управлении вы можете добиться чрезвычайно стойких сварных швов с наивысшим качеством отделки. Преимущества Отличная сварочная сварочная обработка Обработка сварных швов с меньшим количеством сварных швов Низкая чувствительность к межкристаллитной коррозии Без всплесков Может быть автоматизирована Стоимость оборудования очень разумная Расходные материалы и аксессуары, легко доступные на рынке.

Ограничения Трудность использования при наличии воздушного потока Недостаточная для сварки пластин более 6 мм, для которых мы имеем другие более эффективные процессы. Низкая производительность из-за низкой скорости осаждения материала Процесс зависит от способности сварщика, когда он не автоматизирован.

При прямой полярности «плюс» подключается к соединяемым заготовкам (массе), соответственно «минус» подключается на держатель электрода ; при обратной полярности «плюс» подключается на электрод, «минус» подключается на деталь. Менять полярность нужно в зависимости от того какую задачу сварки нужно выполнить. На «плюсе» тепла выделяется больше, чем на «минусе».

Если вы смотрите прямо на сварочную дугу, даже на короткое время, это может привести к ожогам вашей роговицы, которая чрезвычайно чувствительна к ярким светорам, например, непосредственно глядя на солнечный свет, снег, яркие отражения и т.д. технически излучение дуги вызывает воспаление в роговице, вызванное.

Избыток ультрафиолетовых лучей, генерируемых сваркой, который, как известно офтальмологам, называется «Излучение дуги». Один из наиболее распространенных симптомов, указывающих на то, что вы «сожгли» свою роговицу, — это ощущение, что кто-то «тыкает» ваши глаза ночью. Использование «сварочной маски» является обязательным и необязательным. Во время сварки с прохожими рекомендуется использовать занавеску и не забывайте предупреждать окружающих, особенно детей и даже мелких животных, таких как кошки и собаки, поскольку они также могут пострадать.

Прямая полярность используется при сварке цветных металлов (медь , латунь, алюминий), так как они имеют большую теплопроводность, в итоге получаем большую температуру в месте нагрева, что позволяет превысить температуру плавления цветного метала, особенно это важно для алюминия , так как сначала надо одолеть оксидную пленку. У нее температура плавления существенно выше в сравнении с самим металлом.

Пример защиты шторного типа в секции сварки. Выделенные пары связаны с типом свариваемого материала, силой тока, способностью сварщика, очисткой листа, сваркой, вентиляцией участка и т.д. существуют типы материалов, которые могут генерировать чрезвычайно ядовитые газы, например, при цинковой сварке, и очень важно, чтобы сварщик знал переменные объекта и предотвращал загрязнение. Все это кумулятивно, и сварочные отделы должны иметь хорошую вентиляцию или даже выхлопные газы. Никогда не сваривайте в помещении, как внутри гаража.

Сварочный свет производит большое количество ультрафиолетовых лучей и может вызвать ожоги, как если бы вы были подвержены воздействию солнца. Также важно защищать лицо, руки, руки, ноги. Поскольку сварка часто «размахивает» небольшими кусками раскаленного металла, наиболее заметными являются «царапины».

На прямой полярности так же лучше работать с большими, массивными деталями. При прямой полярности получается более сконцентрированная и узкая электрическая дуга, следовательно металл проплавляется глубже, шов получается более качественный, что происходит благодаря тому, что направление движение электронов постоянное и при сварке не происходит большого разбрызгивания расплавленного металла. Также при использовании прямой полярности можно производить резку металла независимо какой тип электрода используется.

Обычно встречаются в мастерских и отраслях. Не говоря уже о легковоспламеняющихся растворителях и красках. Поэтому перед началом сварки. Помните, что пенные или водные огнетушители не рекомендуются по понятным причинам: электричество сварочных машин и их установок. Это факт, что многое уже сожжено, пытаясь освободить тюлени огнетушителей.

Офисы и отрасли промышленности часто являются шумными местами, и использование демпферов в соответствии с состоянием местоположения имеет важное значение. Но если у вас более одного. Он используется для сварки стали. Только паяльная машина не может быть шумной. нержавеющая сталь.

Обратная полярность используется при сварке высоколегированых сталей , тонколистовых металлов, нержавейки , так как температура для их сварки нужна небольшая. Недостатком подключения обратной полярности есть то, что электрическая дуга «гуляет», соответственно шов получается менее герметичным и красивым, но при таком подключении почти полностью исключается возможность прожечь свариваемый материал.

Этот вариант идеально подходит для сварки цветных материалов. При таком типе сварки электрод будет чередоваться между положительным и отрицательным. углеродистой стали. Элемент панели управления слева направо: разъем факела Газовый разъем Гнездовой разъем горелки Отрицательный зажимной разъем.

Это разъемы, которые соединяют факел с оборудованием. Один для газа и один для запуска триггера. На передней части устройства. Разъем триггера газового разъема. Где все соединения будут подключены. Мы имеем слева направо. Время для сборки электрода. Электрод. Мы первоначально разместим диффузор на факеле диффузора.

Следовательно менять полярность нужно в зависимости от того , какую задачу сварки необходимо выполнить и верно выбранный вид полярности подключения электродов способствует тому, что качество шва будет выше, а процесс сварки станет намного проще.

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

Он будет заправлен в факел. на дне его. Затяните плотно. Соблюдайте небольшой крутящий момент с помощью двух плоскогубцев. Но чтобы сломать меня, чтобы подтянуть, давайте поместим верх факела. Пропустите сопло сопла. Это должно быть хорошо утечка. Что может привести к загрязнению во время сварки. Который должен быть в хорошем состоянии. Чтобы предотвратить утечку в факеле.

Теперь пришло время установить вилку, чтобы наблюдать, что рядом с винтовой резьбой вилки. Таким образом, именно в этот момент мы регулируем «сколько» вольфрамового электрода. Теперь мы с факелом, смонтированным и готовым к использованию. Подсоединение отрицательного когтя теперь позволяет установить отрицательный коготь.

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

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

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

Разъем прост и функциональен, он остается подключенным к «положительному» выходу оборудования. Вставлен в разъем. Поверните по часовой стрелке, чтобы заблокировать его. Но он очень прост. Он имеет определенную позицию для соответствия. Установка аргонового регулятора на цилиндр.

И затяните зажим. Используется при этой сварке. Конечный результат близок к окончательному результату. Из 5 мм каждый на отопление. То есть: мы сделаем металлы собраны вместе без добавления материала, в котором мы используем 85 ампер мощности в этом сварном шве. Мы должны сварить две части стали.

Чем обусловлен выбор полярности

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

Уже появляется нагретый сварной шов, завершающий результат. Давайте намотаем две части трубки из нержавеющей стали. Из 3 мм начальной стены. Завершая окончательный результат, мы сварим две части трубки из нержавеющей стали. стены 3 мм. Они защищены от атмосферного загрязнения инертным газом. Этот процесс в основном относится к производству ультрачистых металлов. С минимальным плавлением и электроэрозией. Обычно при сварке алюминия. Увеличьте срок службы электрода. Иридий и церий. Вольфрамовый электрод.

Лантан. сварочная дуга. торий. Добавление этих компонентов вольфрамовый электрод обычно осуществляется в пропорциях от 1% до 4%. Является стержнем из вольфрамового металла. Электрода и сварочной ванны. Обычно используются оксиды металлов: цирконий. И быть отличным проводником электронов. повышенная стабильность дуги. Они производятся металлургическим процессом самого высокого уровня. Называется «спекание». И признается за его эффективные преимущества. Его температура плавления. Обычно аргон. Все эти оксиды увеличивают простоту открытия дуги.

Благодаря этой особенности мы можем выбирать схему подключения исходя из:

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

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

Ториум используется в течение многих лет. Цирконий используется с переменным током. Обычно содержит небольшое количество других оксидов металлов. Газ «Гелий» также является вариантом. а также возможность разумно обрабатывать подавляющее большинство сварочных работ. и для стоимости.

В Бразилии. Тем самым позволяя вам рассчитать, сколько газа вы потратили или все еще имеете внутри цилиндра. Частичное или полное воспроизведение запрещено, за пределами Системы, без прямого разрешения вашего регионального отдела. Электрод и бассейн расплава защищены газообразной атмосферой, состоящей из инертного газа, то есть газа, который не реагирует с другими материалами, или смеси инертных газов, обычно аргона или гелия. В зависимости от применения припоя можно добавлять материал в расплав; В этом случае материал должен быть совместим с основным металлом. Это процесс, подходящий практически для всех металлов, в частности титановых, циркониевых, алюминиевых и магниевых сплавов, легированных сталей, нержавеющих сталей, никелевых сплавов и специальных сплавов. Это широко используемый процесс сварки труб в аэрокосмической и атомной промышленности и ремонтных работах из-за простоты в управлении процессом и возможности использования дополнительного материала. Преимущества Этот процесс имеет преимущество высококачественных сварных швов, отсутствие шлака и брызг и может использоваться во всех положениях и типах соединений. Кроме того, вольфрам называется термоэлектронным, поскольку легко излучать электроны, что значительно облегчает стабильность дуги; вольфрам может быть чистым или с циркониевыми или ториевыми сплавами. Чистые вольфрамовые электроды имеют преимущество в снижении стоимости и меньшем измельчении при использовании переменного тока. С другой стороны, недостатки — это трудность открытия арки и более низкая долговечность. Химический состав электрода. Химические элементы, добавленные к электроду, важны для обеспечения лучшей производительности процесса сварки. Электроды с добавлением диоксида циркония или титана обладают такими преимуществами, как повышенная долговечность, более высокая прочность с более высокими потенциями и лучшими свойствами воспламенения. С другой стороны, недостатками при использовании переменного тока являются более высокая стоимость, более высокий эффект шлифования и более низкая стабильность дуги. Электрод с диоксидом циркония имеет хорошие характеристики при использовании с переменным током и обладает высокой устойчивостью к загрязнению. Этот препарат выполняется путем шлифования наконечника, всегда в продольном направлении, для облегчения направления электронов. В особых случаях шлифовальные метки удаляются полировкой. При сварке постоянным током кончик электрода должен быть заострен. Правильный наконечник конуса можно получить по практическому правилу: высота конуса должна быть в два раза больше диаметра электрода. В случае сварки переменного тока наконечник электрода должен быть слегка закруглен. Выбор электрода. Выбор типа и диаметра электрода должен учитывать толщину и тип материала, тип соединения, количество проходов и параметры сварки, такие как сила тока и напряжение, а также химический состав электрода, Диаграмма помогает выбрать электрод. Рассматриваются следующие параметры: длина дуги, скорость сварки, расход газа и сварочный ток. Длина дуги Длина дуги — это расстояние между наконечником электрода и основным металлом; Увеличение длины также увеличивает напряжение дуги под заданным сварочным током и данным защитным газом. Длина дуги влияет на сварной шов, который будет тем больше, чем больше дуга. Очень короткая или очень длинная дуга становится неустойчивой, что способствует образованию пористости, укусов и отсутствия слияния. Скорость сварки Скорость сварки влияет на проникновение и ширину сварного шва; Таким образом, если скорость увеличивается, то проникновение и шнур уменьшаются, а также усиливается при сварке с добавлением металла. Повышенная скорость улучшает эффективность и производительность сварки, снижая издержки производства; Однако слишком высокие скорости могут вызывать разрывы, такие как отсутствие проникновения и укусов. Поток газа Для эффективной защиты от газа необходимо учитывать поток газа. Поток должен быть достаточно прочным, чтобы вывести воздух из зоны сварки и таким образом защитить бассейн расплава; Однако высокая скорость потока может вызвать турбулентность в потоке газа, что приводит к разрыву или дефектам шнура и нестабильности дуги, не говоря уже о более высокой стоимости сварки. На рынке доступны 10 адаптивных устройств с факелом, которые обеспечивают более плавный и эффективный поток газа. Правило для определения идеальной скорости потока состоит в том, чтобы провести испытание, начиная с высокого потока и постепенно уменьшаться до тех пор, пока не начнется поверхностное окисление шнура; идеальный расход будет самым близким и самым высоким. Низкий расход не обеспечивает адекватной защиты плавильной лужи, что также приводит к разрыву. 11 В случае механизированной сварки используются катушки проката. Диаметры нитей и нитей различны. Материалы и сплавы, используемые при изготовлении палочек, различны; Классифицируются по их химическому составу и по свойствам осажденного металла. Важно, чтобы аддитивный металл не содержал влаги, жира и окисления. Выбор добавочного металла. Выбор металла с добавлением учитывает такие факторы, как схожесть основного металла, химический состав, механические свойства и разумные затраты. Диаметр провода или измерительного щупа должен соответствовать толщине свариваемых деталей или количеству материала, подлежащего осаждению. Эта информация доступна в каталогах производителей. Содержание влаги также является важным фактором, который необходимо контролировать. Выбор газа зависит от таких факторов, как тип свариваемого металла, толщина деталей и положение сварки. 70% и 30% и 30% и 70% смеси аргона и гелия представляют лучшие результаты при сварке цветных металлов, таких как алюминий, магний и сплавы. Выбор газа важен, поскольку он влияет на скорость сварки. Гелий требует высоких сварочных напряжений, что требует более высокой энергии при одинаковой длине тока и дуги; Обеспечивает большое проникновение сварного шва; Представляет высокую стоимость, но, в свою очередь, обеспечивает более высокую скорость в случае автоматической сварки алюминия и его сплавов. При автоматической сварке алюминия и его сплавов можно использовать чистый гелиевый газ с постоянным током и отрицательной полярностью. Состоит из источника электрической энергии, который может быть в то же время трансформатором, в случае переменного тока или выпрямителя или генератора, в случае постоянного тока; Факел с опорой для электрода; Проводящий кабель для защитного газа; Один кабель для системы охлаждения и один для питания; источник газа, который может быть цилиндром и регулятором давления, или набор цилиндров с каналами для подачи распределительной сети в случае сварки несколькими рабочими станциями; И регулятор потока газа. 15 Факел служит опорой для вольфрамового электрода, а также обеспечивает защитный газ. Внутри факела есть зажим, который удерживает электрод, и его следует выбирать в соответствии с диаметром электрода. Широкий выбор факелов, доступных на рынке, позволяет адаптировать его к труднодоступным сварным швам. Сопло горелки, которое может быть керамическим или металлическим, имеет функцию направления защитного газа; Его также следует выбирать в зависимости от толщины и формы сварочного шва или используемого электрического тока. Диаметр газового сопла должен быть достаточно большим, чтобы адекватно защитить расплавленную лужу и нагретую зону. Практическое правило говорит, что внутренний диаметр сопла должен быть в четыре раза больше диаметра электрода. Система охлаждения факела Сильное дуговое дутье и большие токи требуют охлаждения факела и сварочного кабеля. Таким образом обеспечивается адекватная защита, и оборудование становится гибким и простым в обращении. Охлаждение факела может осуществляться водой или воздухом. Водяное охлаждение. Вода, используемая для охлаждения, должна быть очищена, чтобы не ограничивать или забивать проходы, из-за чего оборудование перегревается и не работает. В тех случаях, когда доступная вода не очищается, рекомендуется использовать фильтры. В большинстве мастерских есть питьевое водоснабжение; Однако иногда работа выполняется на больших мастерских или в полевых условиях, 17 Воздушное охлаждение Факел также может быть оснащен воздушным охлаждением; Эта система ограничена током около 200 А, согласно изготовителю, и используется при сварке тонких пластин с очень низким рабочим циклом. Горелка с воздушным охлаждением легче и имеет более низкую стоимость, чем система водоснабжения. Апертура выполнена с помощью устройств, которые образуют тип пилотной дуги. Наиболее часто используется высокочастотный воспламенитель, который обеспечивает высоковольтный и высокочастотный сигнал 5 кВ и 5 кГц и позволяет ионизировать газовый столбец между электродом и частью, вызывая открытие. За несколько секунд до открытия дуги рекомендуется запустить поток инертного газа; Этот временной интервал известен как предварительная утечка газа. Затем дуга освещается с помощью высокочастотного воспламенителя, а факел направляется в конкретное место, чтобы обеспечить формирование плавильного пула; Когда лужа достигает требуемого размера, может начаться сварка. Высокочастотный сигнал имеет очень низкую мощность и не влияет на безопасность оператора. Газовый баллон. Защитный газ поставляется в стальных цилиндрах под давлением. Обычно устройства имеют устройство, которое препятствует воспламенению искр при открытии дуги. Этот тип цепи применяется при сварке стальных, медных, хромоникелевых аустенитных сталей и жаропрочных сплавов. 19 Концентрация тепла составляет около 30% в части и 70% в электроде. Полученный сварной шов широкий, с небольшим проникновением. Чистящий эффект возникает при воздействии электрической дуги: электроны, покидающие основной металл или ионы газа, бомбардируют оксидную пленку, вызывая ее разрушение. Однако, поскольку положительная полярность мало используется, обычно используется переменный ток, чтобы вызвать этот эффект, поскольку пробой оксида происходит в положительной половине цикла. Электроны и ионы идут от части к электроду и наоборот, вызывая сбалансированную концентрацию тепла 50% для каждого и средний проникающий шарик. Из-за эффекта выпрямления наблюдается дисбаланс в этом движении, что приводит к тому, что излучение электронов из пула слияния меньше, чем излучение электронов от электрода; это вызывает появление двух синусоид различной интенсивности. Выпрямляющий эффект является более разрушительным в случае сварки алюминия и магния, которые представляют собой тугоплавкий оксид, поскольку поток электронов, испускаемых лужей, недостаточен Чтобы полностью разрушить слой оксида, который существует во время сварки. Для ослабления эффекта выпрямления используется трансформатор конденсаторного фильтра, который уравновешивает синусоидальные волны, представляющие поток электронов. 21 Четыре основные цифры, идентификаторы электродов имеют следующее значение: сопротивление соответствует пределу прочности при сварке в килограммах на квадратный миллиметр. Третья цифра изменяется от 1 до 4 и указывает положение, в котором электрод может сваривать, где: 1 — все позиции; 2 — все, кроме нисходящих вертикальных положений; 3-квартирный и горизонтальный макет; 4-плоское положение. Когда расчет не требует точности, мы можем просто умножать константу 0. Существуют три основных типа машин для сварки с электродом с покрытием: трансформатор для сварки; Генератор для сварки; выпрямитель для сварки. Модели варьируются от производителя к производителю, но принцип работы каждого типа машины одинаковый. Трансформатор для сварки Это статическая электрическая машина, предназначенная для подачи электрической дуги переменного тока. Он может быть небольшим, средним и большим в зависимости от выполняемой работы. Трансформаторы, являющиеся станками для сварки переменным током, позволяют использовать только электроды, подходящие для этого типа тока. Примечание. Для долговременной работы и электродов с большим диаметром необходимо соблюдать осторожность, чтобы выбрать машину с достаточной мощностью. У машины обычно есть два контакта для подключения кабелей. Трансформатор, в большинстве случаев, имеет рулевое кривошипное устройство, в котором регулируется интенсивность тока. В небольших машинах регулировка интенсивности производится с помощью штырькового разъема, а заземляющий кабель — внутри. 29 Он может быть небольшим, средним и большим, в зависимости от требований выполняемой работы. Для регулирования интенсивности тока используется рычаг, который смещается между двумя шкалами, градуированными в усилителях. Примечание: генератор содержит вращающиеся детали, подлежащие износу; По этой причине должен быть установлен план обслуживания и смазки в соответствии с инструкциями производителя. Сварочный выпрямитель Это статическая электрическая машина, предназначенная для питания электрической дуги с постоянным током. Выпрямитель поддерживает долговременную работу благодаря охлаждающему устройству, соединенному с его собственным корпусом. 31 Выпрямитель имеет два или три контакта для подключения кабелей, где указана полярность. Выпрямитель имеет устройство маховика или реостата, в котором регулируется интенсивность тока. 32 Регулировка тока Ток, подаваемый машиной, должен меняться в зависимости от диаметра электрода. Когда диаметр электрода указывается в дробном дюйме, для регулировки тока может быть установлено общее правило. Это правило: текущая интенсивность работы с электродом с покрытием должна примерно соответствовать диаметру сердечника электрода в миллисекундах. Пример. Решение. Если на каждые 1 мм мы используем 40 А, умножая 3, 2 мм на 40 А, мы найдем приблизительную силу тока для сварки с электродом диаметром 3, 2 мм. Длина дуги Чтобы определить это, применяется следующее правило: Длина дуги в сварных швах с покрытыми электродами должна быть равна или немного меньше диаметра используемого сердечника электрода. В следующей таблице мы можем наблюдать некоторые различия в сварке при работе с короткой или длинной дугой. Короткая дуга Длинная дуга Высокое проникновение Меньше сварного зеркала менее разбрызгивание Меньше проникновения Распылительная сварка Чрезмерное разбрызгивание Скорость продвижения Оно изменяется в зависимости от интенсивности тока с размером детали и желаемым типом шнура. 34 Вычислите и запишите интенсивность тока для работы с электродом диаметром 4 мм. 35 Типы электродов Электрод может быть двух типов: голый или с покрытием. Покрыто Оно состоит из металлического сердечника, покрытого органическими и минеральными соединениями, сплавом железа и т.д. с определенными процентами. Электрод может быть покрыт экструзией или просто покрыт оболочкой и может быть тонким, средним или толстым. Материал сердечника может быть черным или цветным, и его выбор производится в соответствии с материалом детали, подлежащей сварке. Компоненты покрытия поставляются в виде порошка, соединенного «связующим» клеем, обычно с силикатом калия или натрия. Он используется с преимуществами на рабочих местах: мелким и средним покрытием. Который требует хорошего мастерства. Заказ отделки с металлическими рамами. Целлюлоза Содержит горючие органические материалы в покрытии. Он широко используется для сварки, где: проникновение очень важно; Шлаковые включения нежелательны. Два типа электродов, которые мы будем приводить ниже, менее используются, чем три упомянутых выше. Кислота Его покрытие состоит из оксида железа, оксида марганца и других раскислителей. Наиболее рекомендуемое рабочее положение для этого электрода является плоским. Его проникновение невелико, а его механические свойства очень плохие. Он используется на рабочих местах, где внешний вид шнура более важен, чем его сопротивление. Примечание: В некоторых типах покрытия добавляются металлические частицы, которые придают электроду другие характеристики, такие как: более высокая эффективность работы; определенные свойства. Функции покрытия Функции покрытия много. Затем мы разделим наиболее важные и разделим их на три группы. Электрическая функция Сделайте воздух между электродом и деталью более проводящим, облегчая прохождение электрического тока, что позволяет устанавливать и поддерживать стабильную дугу. Металлургические функции. Создавайте газовую завесу, которая окружает дугу и расплавленный металл, предотвращая вредное воздействие воздуха, а также добавляя легирующие элементы и дезоксиданты для уменьшения примесей. Физическая функция Направляйте металлические капельки к плавильному бассейну, облегчая сварку в различных положениях и задерживая охлаждение шарика через образование шлака, обеспечивая лучшие механические свойства сварного шва. Толстый, содержащий карбонат кальция, другие основные карбонаты и фтор. Он должен быть сухим, чтобы избежать пористости в сварном шве. Тонкие, содержащие горючие органические материалы, которые при сжигании дают толстый слой защитного газа. Средние или толстые, содержащие оксид железа и марганец и другие дезоксиданты. Толстый, содержащий оксид железа без оксида магния. Скорость плавления Обычный Регулярный Высокий Высокий Высокий Проникновение Небольшой Средний Большой Средний Маленький шлак Плотный и вязкий, обычно самонарезающий. Компактный и толстый, легко снимаемый. Кислота, легко отделяемая; Пористой и рыхлой. Тяжелый, компактный и самозарядный. Тенденция к трещине Обычный Низкий Регулярный Высокий Обычный 41 Может быть в сварочных кабинах или в других местах, где необходимо выполнить сварку. Приведем меры предосторожности, которые необходимо соблюдать в некоторых из этих мест. Кабина должна быть окрашена в темное и матовое, чтобы избежать отражения света. Он должен быть достаточно вентилируемым, чтобы газы, выделяемые электродом во время сварки, не всасывались сварщиком; Хотя эти газы обычно не токсичны, они могут влиять на дыхательные пути. Полевая сварка В этой ситуации, помимо обычных мер предосторожности, сварщик должен знать о повреждениях, вызванных электрическим током, избегать работы во влажных местах, под дождем, босиком или с обувью в плохих условиях. Техническое обслуживание при сварке Особое внимание следует уделять сварке вблизи легковоспламеняющихся или взрывоопасных материалов. 43 Из лучей, излучаемых наиболее вредными, являются ультрафиолетовые и инфракрасные. Ультрафиолетовые лучи Причины: сильные ожоги, разрушение клеток и при этом преждевременное разрушение кожи; Тяжелая атака на глазное яблоко и может привести к катаральному конъюнктивиту, язве роговицы и т.д. инфракрасный луч Он несет ответственность за повреждения, такие как: ожоги 1 и 2 степени; катаракта; частые головные боли; Взгляд устал. Инфракрасные и ультрафиолетовые лучи невидимы. Брызги Это небольшие капли расплавленного металла, которые прыгают в процессе сварки во всех направлениях. Они отвечают за ожоги на сварщике, а также за пожары, если они попадают на горючий материал. 44 Маски для индивидуального защитного оборудования Они изготовлены из негорючего материала, тепловой и электрической изоляции, легкие и устойчивые. Они служат для защиты сварщика от молнии, разбрызгивания и высокой температуры, возникающих во время сварки. Существует несколько моделей, и ваш выбор должен быть выполнен в соответствии с типом выполняемой работы. Световые фильтры Это защитные очки, которые должны поглощать не менее 99, 5% излучения, испускаемого при сварке. Сборка очков Сборка очков в маске должна выполняться, как показано на рисунке ниже. Фартук Защищает переднюю часть тела. Поножи или поножи Защитите ноги и ноги сварщика. Понятие электричества, применяемого для сварки. Безопасность и средства индивидуальной защиты. Переменные, которые влияют на сварку. Электроды для ручной дуговой сварки. Классификация и хранение электродов. Технология сварки — процесс тигров и электрод с покрытием. . Это процесс сварки, который использует электрическую дугу в качестве источника тепла между деталью и расходным материалом в виде проволоки, обеспечиваемой непрерывным питателем, что делает соединение металлических материалов сплавлением.

Запомните! Тип подключения не зависит от пространственного положения.

Особенности сварки током прямой полярности

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

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

Особенности сварки током обратной полярности

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

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

Заключение

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

Полярность сварочного аппарата

ACϟDС. Понимание сварочного тока и полярности

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

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

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

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

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

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

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

Чем переменный и постоянный ток различаются при сварке?

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

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

Что такое полярность?

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

При сварке переменным током соблюдать полярность не требуется!

– сварка током прямой полярности

– сварка током обратной полярности

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

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

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

Сварка током прямой полярности

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

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

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

Сварка током обратной полярности

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

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

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

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

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

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

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

Что значит обратная полярность при сварке. Прямая и обратная полярность при сварке инвертором, режимы сварки и рекомендации.

На сегодняшний день сварочные инверторы практически полностью заменили с рынка другие типы сварочных аппаратов, ранее использовавшиеся в ходе сварочных работ: выпрямители тока, генераторы и сварочные трансформаторы. Подобные устройства были достаточно громоздкие, тяжеловесные и проблематичные в транспортировке. Инверторы, в свою очередь, обладают рядом неоспоримых преимуществ таких как минимальный вес устройства, относительно недорогая цена, высокое качество сварки, простота в эксплуатации.

Устройства типа инвертор позволяют не только выполнять сварку масштабах производства, но и решать любые сварочные задачи на бытовом уровне. Работать на сварочном инверторе может не только профессионал своего дела, но даже начинающий, имея небольшой багаж знаний и минимальный опыт в сварочных работах.

Также одним из основных достоинств можно считать его универсальность: при сварке используются электроды с постоянным электротоком и с током переменным. Обладая довольно широким спектром настроек тока на выходе можно решать различные задачи от сварки металла минимальной толщины до выполнения сложных работ связанных с резкой металла в несколько слоев. Рассмотрим основные виды полярности электрического тока и их применение в решении различных сварочных задач.

Прямая и обратная полярность при сварке

Принцип работы сварки с прямой полярностью подразумевает следующий алгоритм: ток от сварочного инвертора попадает на обрабатываемую деталь под положительным зарядом, в свою очередь клемма аппарата со знаком «плюс» соединяется с поверхностью металла с помощью специального кабеля. Заряд со знаком «минус» подается через электродержатель на электрод, который подключается к минусовой клемме. Это обеспечивает максимальный нагрев обрабатываемой детали при минимальном накаливании электрода. Подобный тип подачи тока рекомендуется для сварки изделий с толстыми краями, скрепление нескольких металлических пластин, а также часто используется профессионалами для резки по металлу.

Полезно знать: Если стоит задача получить идеальный, аккуратный шов без большого количества брызг от обрабатываемого изделия из металла обычно используется применение постоянного тока. Это происходит из-за отсутствия частой смены полярности при сварке. В остальных случаях в основном применяется переменный электроток по причине своей экономности в отличии от тока постоянного.

При сварке обратной полярности инвертором необходимо выполнить противоположные действия. На обрабатываемую поверхность металлической детали подается заряд со знаком «минус» от минусовой клеммы.В свою очередь, на электрод направляется заряд со знаком «плюс» от плюсовой клеммы. При таком подключении максимальные нагрев образуется на электроде, а обрабатываемая поверхность металла нагревается минимально. Такой тип полярности позволяет проводить так называемую «деликатную» сварку, так как в процессе сварки с помощью обратной полярности нивелирует вероятность «прожога» металла, что является наиболее актуальным с тонколистными металлами, сплавами, реагирующими на перегревание, а также с нержавеющей, легированной сталью.

Обратите внимание: чтобы предотвратить вероятность прожигания металла в ходе сварки профессионалы в сварочном деле советуют применять прижимную струбцину, которая позволяет крепко фиксировать обрабатываемые листы металла и делать процесс сварки более простым и удобным.

Особенности выбора электродов

Чтобы сварочные работы инвертором всегда выполнялись качественно и быстро очень важно уметь подбирать из всех разновидностей электродов представленных на современном рынке, именно тот который подходит для решения определенных сварочных задач. Выделим основные критерии, которые упростят процесс выбора оптимальных электродов для сварки инвертором:

Разновидность металлического изделия (существует определенная классификация электродов по виду металла, которая поможет выбрать оптимальный вариант стержня электрода).

Представляем вам основную классификации электродов по типу металла:

• Для выполнения ремонтных работ и наплавки,
• Для сварки на углеродистой и низколегированной стали,
• Для сварки изделий из меди и ее сплавов,
• Для сварки изделий из чугуна и его сплавов,
• Для сварки изделий из алюминия и его сплавов,
• Для выполнения работ с трудноподдающихся сварке металлами,
• Для сварка изделий из высоколегированной стали,
• Для сварки изделий с теплоустойчивыми с характеристиками.

Чистота обрабатываемой поверхности металла (например, стрежни электродов с рутиловым покрытием способны выполнять сварочные работы на сильно загрязненных, ржавых поверхностях металлических деталей, а основные электроды, наоборот, рекомендуется использовать для прочных соединений во время при отсутствии каких- либо загрязнений или влаги на металле).

Толщина металла (Чем больше толщина металла для сварки, тем большего диаметра должен быть подобран электрод):

• Для толщины изделия в 2 мм используют диаметр электрода в 2,5 мм,
• Для толщины изделия в 3 мм используют диаметр в 2,5 и 3 мм,
• Для толщины изделия в 4 и 5 мм используют диаметр электрода в 3,2 и 4 мм,
• Для толщины изделия от 6 до 12 мм используют диаметр электрода в 4 и 5 мм,
• Для толщины изделия свыше 13 мм необходимо использовать электроды в 5 мм.

Выбор оптимального электротока (Зависимость между диаметром рабочего стержня электрода и электротоком можно охарактеризовать следующим образом: если при усиленном токе изделие можно прожечь насквозь, то пониженном электротоке возможность создания рабочей электродугу окажется невозможной):

• электроду в 2 мм необходим ток от 50 до 60 А,
• электроду в 2,5 мм необходим ток от 60 до 90 А,
• для электрода в 3 мм необходим ток в пределах 80 — 140 А,
• для электрода в 4 мм необходим ток от 130-160 А,
• для электродов в 5 мм необходим ток в 200 А,
• электроду в 6 мм необходим ток от 220 до 240 А.

Появление инверторных сварочных аппаратов значительно расширило область их применения. Этот тип работ стал доступен каждому домашнему мастеру. Но не всегда владельцы моделей знают особенности использования. В частности — зачем нужна прямая и в каких случаях применяется обратная полярность при сварке инвертором.

Основы использования инверторного сварочного аппарата

Этот тип оборудования предназначен для выполнения электродуговой сварки, с помощью которой можно соединять или разрезать стальные заготовки. Для применения необходимо определиться с основными параметрами – выбрать сварочный ток и тип электродов. Затем можно приступать к работе.

Общий порядок использования инвертора

1. Подготовка поверхности материала – очистка от ржавчины и обезжиривание. Это необходимо для формирования надежного шва.
2. Выбрать режим сварочного тока и электроды. Они зависят от характеристик металла, параметров будущего сварочного шва.
3. Клемму массы (плюс) нужно соединить с поверхностью металла. Важно, чтобы она не мешала выполнению основных операций.
4. К электродному держателю подсоединяется «минус».
5. Формирование дуги. Это можно делать чирканьем или постукиванием электродом об металл в районе шва.
6. После формирования соединения с помощью молотка необходимо снять окалину.

Как правильно выбрать модель

Использование режимов прямой и обратной полярности доступно для всех видов инверторов. Однако помимо этой функции аппараты должны обладать дополнительными характеристиками. От этого зависит область их применения, скорость и комфорт выполнения работ. Поэтому к выбору модели необходимо подойти профессионально.

• Горячий старт. Происходит кратковременное повышение тока для быстрого формирования дуги.
• Антиприлипание. При высоких значениях тока велика вероятность его приваривания к металлу. Снижение этой величины позволит сформировать максимально ровный шов.
• Форсаж. Активируется автоматически, когда на конце электрода появляется расплавленный металл. Кратковременное увеличение рабочего тока предотвратит прилипание.
• Переменный ток. Он необходим для сварочных работ с алюминиевыми заготовками.
• Пониженное значение холостого хода. Относится к мерам безопасности при эксплуатации в местах с повышенной влажностью или небольших помещениях. С помощью специального блока происходит снижение напряжения до 15 В.
• Тип индикации. Оптимальный вариант – цифровое отображение текущих параметров.

Также важно выбрать ток сварки, который напрямую зависит от диаметра используемого электрода и толщины металла.

При работе с инверторными сварочными аппаратами чаще всего используют электроды марки АНО и МР. Они подходят для формирования шва на стальных поверхностях. или заготовок из сложных сплавов требует выбора специальных расходных материалов, могут использоваться присадки.

Когда применяется прямая и обратная полярность

Изменение полярности при работе обусловлено протекающими процессами. Помимо выбора основных параметров сварки можно поменять подключаемые клеммы местами. Ток идет от отрицательного элемента к положительному. В результате этого происходит нагрев первого.

• Прямая полярность – к электроду подключен «минус», к металлу «плюс». Происходит нагрев поверхности последнего. Подобный режим необходим для обработки глубоких швов при большой толщине заготовки.
• Обратная полярность – электрод подсоединен к «плюсу», металл к «минусу». Возникает обратный процесс – нагрев электрода при холодном металле. Это нужно для обработки тонкостенных заготовок, но приводит к быстрому выгоранию электрода.

Применение того или иного режима зависит от поставленных задач. Простота смены клемм позволяет выполнять эти операции при обработке одной заготовки.

Направление движения электронов регулируется с помощью полярности путём переключения проводов на клемму «плюс» или «минус». То есть, при работе со сваркой постоянного тока возможны два варианта настройки:

1. Прямая полярность. Минус подключён к электроду, плюс на клемме «земля». В этом случае ток движется от электрода к заготовке, и металл греется сильнее электрода.
2. Обратная полярность. К электроду подсоединяется плюс, на клемму «земля» – минус. Движение тока от минуса к плюсу (от заготовки к электроду) создаёт более сильный нагрев электрода.

Прямая и обратная полярность подключения при сварке инвертором используется в зависимости от поставленных задач и качества материалов. При переменном токе тип подключения неважен, а при постоянном есть возможность менять полярность вручную.

Значение полярности для сварки

Постоянный ток создаёт термическое (анодное) пятно. Меняя полярность, можно его перемещать от электрода к заготовке. Основной нагрев создаётся на плюсовом гнезде, поэтому при прямой полярности сильнее нагревается заготовка, а при обратной – электрод. Таким образом формируются возможности инвертора в зависимости от характеристик металлов:

• Толщина металла. При прямой полярности основной нагрев достаётся заготовке, поэтому ширина шва провара получается достаточно глубокой. Соответственно для тонких металлов правильнее использовать обратное подключение, при котором металл нагревается слабее электрода.
• Тип металла. При сварке приходится работать с различными сплавами, обладающими определёнными свойствами. Например, алюминий относится к среднеплавким металлам, поэтому нужно обеспечить заготовке прямое подключение для нагрева. Нержавеющую сталь лучше не перегревать, выбрав обратную полярность. Настройки инвертора позволяют учитывать, какой сплав подвергается варке, поэтому предварительное изучение инструкции поможет эффективно справиться с задачей.
• Тип электрода. Сварочные электроды имеют покрытие – флюс. При разогреве он сгорает, выполняя свою основную задачу: вытесняя воздух, предотвращает образование пор. Тип флюса определяет особенности использования электродов при разных температурных режимах. К примеру, угольные электроды не подходят для подключения с обратной полярностью. Рекомендации производителя позволят сделать правильный выбор. То же самое относится и к типам проволоки. К слову, инверторные полуавтоматы также имеют характеристики, которые стоит учитывать.

Если заготовка и электрод имеют характеристики, требующие противоречивых настроек, придётся найти компромиссный вариант, регулируя силу тока и время обработки шва. С опытом приходят и знания, позволяющие решать любые задачи.

Виды сварки

Ручная сварка дугой с помощью плавящегося электрода (ММА). Здесь его роль играет особая плавящаяся проволока, покрытая шлаком. Способ очень популярен, но специалисты считают его не самым лучшим вариантом для получения качественных швов, если изделие по составу является сложным сплавом. Во время плавления проволока соединяет нужные детали, а её покрытие очищает от грязи и защищает от кислорода сварочную ванну. Способ подходит для сварки чугуна, чёрных металлов.

Сварка полуавтоматическая. Электродом является проволока, автоматически попадающая в зону сварки. Аппарат находится в режиме ручного передвижения, поэтому данный способ не подходит для обработки большой рабочей зоны, его используют для сварки тонких листов, цветных металлов, высоколегированной стали. Применяется как постоянный, так и импульсный ток. При использовании порошковой проволоки газ не нужен, в остальных случаях сварка производится в среде активных или инертных защитных газов. Возможна сварка электродом без его плавки.

Сварка в среде защитных газов. Технологический процесс подразумевает использование газа аргона, который выжигает грязь и кислородные соединения. Электродом выступает неплавкий вольфрамовый либо графитовый стержень. Применение аргона очищает сварочную ванную от всех ненужных примесей и окислов. Образование шлака исключено, шов получается качественным и чистым, но сварка в среде защитных газов – довольно дорогая технология, требующая серьёзных навыков.

Разные типа сварки используются и в зависимости от условий работы сварки. Например, для ремонта кузовов автомобилей в сервисах используют дуговую сварку полуавтоматом с помощью среды защитного газа, что позволяет создавать качественную сварочную работу при её невысокой стоимости. Прямая и обратная полярность при сварке инвертором позволяет регулировать глубину плавления для любого типа сварочных работ.

Технология ручной сварки дугой

Дуговая сварка – самый распространённый тип сварки металла. Способ универсален, технологически прост и позволяет получать сварочные швы хорошего качества в непроизводственных условиях. Электроток сварочного источника образует дугу между изделием и электродом. На нём сгорает покрытие (флюс), выделяя газ, очищающий рабочую область от кислорода.

При постоянном или переменном токе для сварки используются плавящиеся электроды. Их во время процесса передвигают по оси координат, чтобы сохранить размер дуги. Оптимальной считается дуга не больше стержня электрода, обеспечивающая самое высокое качество шва. Если допускать длинную дугу, качество сварки ухудшится из-за отклонения дуги от заданного направления. Необходимо соблюдать определённую скорость перемещения электрода, чтобы шов не получился неровным или неплотным.

По форме и типам соединений сварочные швы разделяются на:

Разные углы наклона электрода позволяют создавать разные по типу швы. Самый удобный промежуток – между 45 и 90 градусами, при котором сварочная ванна полностью в зоне видимости. С опытом приходит и понимание, как именно нужно менять угол наклона.

Главная задача для новичка – научиться «вести» сварочный шов. Основной металл прогревается до состояния расплавления, формируя сварочную ванну. В зависимости от ситуации сварщик меняет установки тока, ориентируясь на состояние ванны. Начинать нужно с настроек, рекомендованных производителями, а дальше постепенная практика поможет понять и правильно использовать все возможности инвертора.

Сварка электрической дугой, по сравнению с газовой сваркой, имеет некоторые особенности. Это и более высокая, до 5000°С, температура самой дуги, что превосходит температуры плавления всех существующих металлов, и большое разнообразие видов и типов сварки, а, соответственно, методов и целей её применения. Электродуговая сварка различается по степени механизации, по роду тока, по типу дуги и свойствам сварочного электрода, а также другим параметрам. В данной статье хотелось бы рассмотреть некоторые нюансы электродуговой сварки в зависимости от полярности сварочных электродов.

Виды сварки.

По роду используемого тока различают два вида дуговой сварки:

• сварка электрической дугой, питаемой переменным током,

• сварка электрической дугой, питаемой постоянным током.

В свою очередь, сварка с использованием постоянного тока бывает двух типов:

• сварка током прямой полярности,

• сварка током обратной полярности.

Рассмотрим особенности каждого типа сварки постоянным током подробнее.

Сварка током прямой полярности.

Под сваркой прямой полярности принято понимать сварку, при проведении которой на свариваемую деталь (изделие) подаётся положительный заряд от сварочного выпрямителя, то есть сварочный кабель соединяет свариваемую конструкцию с клеммой “плюс” сварочного аппарата. На электрод же подаётся отрицательный заряд через электрододержатель, соединённый кабелем с минусовой клеммой.

Поскольку на положительном полюсе (аноде) температура всегда значительно более высокая, чем на отрицательном (катоде), ток прямой полярности рекомендуется применять при необходимости резки металлоконструкций и сварке толстостенных деталей, а также в иных случаях, когда требуется добиться большого выделения тепла, что как раз и является характерной особенностью такого типа подключения.

Сварка током обратной полярности.

Для проведения сварки током обратной полярности подключение следует провести противоположным образом: на свариваемую деталь подать отрицательный заряд с клеммы “минус”, а на электрод – положительный заряд с клеммы “плюс”.

Такая полярность сварочных электродов обеспечивает обратную прямому подключению ситуацию – больше тепла выделяется на электроде, а нагрев детали сравнительно уменьшается. Это позволяет производить более “деликатную” сварку и уменьшает вероятность прожига детали. Соответственно, сварку током обратной полярности рекомендуется применять при необходимости сваривания тонких листов металла, нержавеющей, легированной стали, иных сталей и сплавов, чувствительных к перегреву.

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.

Как подключить сварочный инвертор полярность. Что дает смена полярности при сварке электродами.

Если вкратце, деталь плавится в результате образования электрической дуги, образуемой от анода – электрода с положительным зарядом источника электротока, и отрицательного катода. Источником электротока является сварочный аппарат, анодом и катодом – держатель и провод с клеммой, присоединяемый к металлической заготовке. При приближении электрода к заготовке между ними образуется электрическая дуга, которая разогревает заготовку до высокой температуры, происходит плавление и смешивание разогретых поверхностей. Если анодом является деталь – электросварка происходит в режиме прямой полярности. Обратная полярность при дуговой сварке образуется при подаче положительного заряда на держатель сварочного аппарата.

Применение разного подключения

Разница подключения значений источника питания существенно влияет на результат работы. По сути, полярность – это движение электронов от отрицательного заряда к положительному. Следует учитывать, что «плюсовой» источник электротока всегда имеет наибольшую температуру нагрева (это явление широко используется в электросварке).

При прямой полярности сварки металл разогревается гораздо сильнее электрода – более чем на четыре тысячи градусов по Цельсию, в то время как обратная позволяет добиться максимальной температуры электрода.

Для соединения тугоплавких материалолибо металла значительной толщины целесообразнее подключить деталь в качества анода. Это обеспечит максимальный разогрев металла и меньшую площадь плавления. То же правило применимо при резке либо изготовлении отверстий в заготовках.

Для работы с тонкими листами либо с легкоплавким материалом идеальным выбором будет обратная полярность электросварки – наибольшая площадь плавки, а также высокая температура электрода позволят избежать прожога заготовки и создать эстетичный сварной шов.

Готовясь к сварочным работам, необходимо уделять внимание типу электротока, его силе, материалу электродов, скорости перемещения держателя при обработке заготовки.

Инверторный сварочный аппарат при подключении к сети преобразует переменный электрический ток в постоянный, который считается наиболее подходящим. Сварочный шов при использовании постоянного электротока получается более аккуратным, без разбрызгивания расплавленного металла. Разница в подключении «плюса» и «минуса» с использованием переменного тока практически отсутствует. Переменный электроток в электросварке имеет один из плюсов – дешевизну.

За счет увеличения силы тока увеличивается температура пятна сварки и ее глубина. Такие параметры можно регулировать скоростью перемещения держателя: чем выше скорость – тем меньше температура, глубина электросварки. Необходимо обращать внимание на рекомендации завода-изготовителя электродов: применение может отличаться в зависимости от выбранного подключения анода и катода. Неправильно выбранный расходный материал может существенно ухудшить качество шва в результате несоблюдения инструкции по его использованию. Для возбуждения электрической дуги при сварке с обратной полярностью требуется больше времени.

Качество, а также скорость проведения сварочных работ, зависят от подготовки работника, сварочного аппарата и расходных материалов.

Необходимо внимательно ознакомиться и неукоснительно соблюдать требования инструкций изготовителей к аппарату и электродам по режиму сварки : силе, напряжению тока, расстоянию дуги, скорости движения держателя.

Правильный выбор прямой или обратной полярности сварки позволит выполнить работу качественно и без лишних материальных затрат.

Появление инверторных сварочных аппаратов значительно расширило область их применения. Этот тип работ стал доступен каждому домашнему мастеру. Но не всегда владельцы моделей знают особенности использования. В частности — зачем нужна прямая и в каких случаях применяется обратная полярность при сварке инвертором.

Основы использования инверторного сварочного аппарата

Этот тип оборудования предназначен для выполнения электродуговой сварки, с помощью которой можно соединять или разрезать стальные заготовки. Для применения необходимо определиться с основными параметрами – выбрать сварочный ток и тип электродов. Затем можно приступать к работе.

Общий порядок использования инвертора

1. Подготовка поверхности материала – очистка от ржавчины и обезжиривание. Это необходимо для формирования надежного шва.
2. Выбрать режим сварочного тока и электроды. Они зависят от характеристик металла, параметров будущего сварочного шва.
3. Клемму массы (плюс) нужно соединить с поверхностью металла. Важно, чтобы она не мешала выполнению основных операций.
4. К электродному держателю подсоединяется «минус».
5. Формирование дуги. Это можно делать чирканьем или постукиванием электродом об металл в районе шва.
6. После формирования соединения с помощью молотка необходимо снять окалину.

Как правильно выбрать модель

Использование режимов прямой и обратной полярности доступно для всех видов инверторов. Однако помимо этой функции аппараты должны обладать дополнительными характеристиками. От этого зависит область их применения, скорость и комфорт выполнения работ. Поэтому к выбору модели необходимо подойти профессионально.

• Горячий старт. Происходит кратковременное повышение тока для быстрого формирования дуги.
• Антиприлипание. При высоких значениях тока велика вероятность его приваривания к металлу. Снижение этой величины позволит сформировать максимально ровный шов.
• Форсаж. Активируется автоматически, когда на конце электрода появляется расплавленный металл. Кратковременное увеличение рабочего тока предотвратит прилипание.
• Переменный ток. Он необходим для сварочных работ с алюминиевыми заготовками.
• Пониженное значение холостого хода. Относится к мерам безопасности при эксплуатации в местах с повышенной влажностью или небольших помещениях. С помощью специального блока происходит снижение напряжения до 15 В.
• Тип индикации. Оптимальный вариант – цифровое отображение текущих параметров.

Также важно выбрать ток сварки, который напрямую зависит от диаметра используемого электрода и толщины металла.

При работе с инверторными сварочными аппаратами чаще всего используют электроды марки АНО и МР. Они подходят для формирования шва на стальных поверхностях. или заготовок из сложных сплавов требует выбора специальных расходных материалов, могут использоваться присадки.

Когда применяется прямая и обратная полярность

Изменение полярности при работе обусловлено протекающими процессами. Помимо выбора основных параметров сварки можно поменять подключаемые клеммы местами. Ток идет от отрицательного элемента к положительному. В результате этого происходит нагрев первого.

• Прямая полярность – к электроду подключен «минус», к металлу «плюс». Происходит нагрев поверхности последнего. Подобный режим необходим для обработки глубоких швов при большой толщине заготовки.
• Обратная полярность – электрод подсоединен к «плюсу», металл к «минусу». Возникает обратный процесс – нагрев электрода при холодном металле. Это нужно для обработки тонкостенных заготовок, но приводит к быстрому выгоранию электрода.

Применение того или иного режима зависит от поставленных задач. Простота смены клемм позволяет выполнять эти операции при обработке одной заготовки.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Некоторые особенности сваривания при прямой полярности

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

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

Особенности сварки током обратной полярности

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

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

Влияние полярности тока на процесс сварки ТИГ

Полярность тока сварки существенным образом сказывается на характере протекания процесса дуговой сварки в инертном газе вольфрамовым электродом. В отличии от сварки плавящимся электродом (к которой относится сварка ММА и МИГ/МАГ) при сварке неплавящимся электродом в защитной среде инертного газа различия в характере процесса сварки на обратной и прямой полярности носят противоположный характер.

Так при использовании обратной полярности процесс сварки ТИГ характеризуется следующими особенностями:

— сниженный ввод тепла в изделие и повышенный в электрод (поэтому при сварке на обратной полярности не плавящийся электрод должен быть большего диаметра при одном и том же токе, в противном случае он будет перегреваться и быстро разрушится),

— зона расплавления основного металла широкая, но неглубокая,

— наблюдается эффект катодной чистки поверхности основного металла, когда под действием потока положительных ионов происходит разрушение окисной и нитридной пленок (так называемое катодное распыление), что улучшает сплавление кромок и формирование шва.

В то время как при сварке на прямой полярности наблюдается:

— повышенный ввод тепла в изделие и сниженный в электрод,

— зона расплавления основного металла узкая, но глубокая.

Как и в случае сварки ММА и МИГ/МАГ, различия свойств дуги при прямой и обратной полярности при сварке ТИГ связаны с несимметричностью выделения энергии на катоде и аноде. Эта несимметричность, в свою очередь, определяется разностью в значениях падения напряжения в анодной и катодной областях дуги. В условиях сварки неплавящимся электродом катодное падение напряжения значительно ниже анодного падения напряжения, поэтому тепла на катоде выделяется меньше, чем на аноде.

Ниже приведен примерный объем выделения тепла на различных участках дуги применительно к сварке ТИГ при токе сварки 100 А и при использовании прямой полярности (как произведение падения напряжения в соответствующей области дуги на ток сварки):

— в катодной области: 4 В х 100 А = 0,4 кВт на длине 0,0001 мм

— в столбе дуги: 5 В х 100 А = 0,5 кВт на длине 5 мм

— в анодной области: 10 В х 100 А = 1,0 кВт на длине 0,001 мм.

В связи с тем, что при сварке на прямой полярности наблюдается повышенный ввод тепла в изделие и сниженный в электрод, при сварке на постоянном токе используют прямую полярность. При этом, благодаря тому, что тепло выделяется, в основном, в анодной области, плавятся только те участки основного металла, на которые направляется дуга, т.е. где оказывается размещенным анод.

Техника ручной дуговой сварки

Эта статья – небольшой теоретический урок сварки для начинающих.

Дуговая сварка металла — наиболее общий и универсальный метод соединения металла. Технология дуговой сварки: электрический ток от сварочного источника образует дугу между основным металлом и расходуемым электродом. На электроде горит обмазка, которая выделяет газ, защищающий область от контакта с кислородом воздуха. Окружающий газ перегрет и плавит металл, при этом металл с электрода переносится в сварочную ванну.

Когда вы будете учится сварке или что-то чинить, первым шагом будет научится хорошо вести сварочный шов. Перед тем, как начнем жечь электроды, мы узнаем об применяемом оборудовании. Задача сварочного аппарата , независимо от его размера или формы, проста: обеспечить большой регулируемый ток, идущий к электроду. Сварочный аппарат ручной дает постоянный или переменный ток на электрод. Раньше для сварки использовали трансформаторы, сейчас большим спросом пользуется сварка сварочным инвертором, так как они легки, не габаритны, стойки к просаживанию сети.

Сварка прямой и обратной полярности.

Если вы используете переменный ток, то и электроды должны использовать для переменки. Профессиональные сварщики используют постоянный ток. Сварка постоянным током дает поток электронов одного направления. На сварочном инверторе есть возможность выбрать полярность. Полярность при сварке определяет направление движения потока электронов. И зависит от того, как подключены провода к положительной и отрицательной клемме.

Обратная полярность при сварке: плюс на электроде, минус на клемме «земля». Известно, что ток идет от отрицательного к положительному контакту, поэтому электроны движутся от металла на электрод. Это приводит к сильному нагреву конца электрода. Для обычной сварки используется плюс на электроде, минус на клемме.

Прямая полярность при сварке: минус на электроде, плюс на клемме «земля». Ток идет от электрода к металлу, электрод холодный, а металл горячий. Это используется в специальных электродах для скоростной сварки листового металла.

Комплектация сварочника.

Запомните! Разные аппараты сваривают по-разному! Поэтому при обучении используйте один аппарат, насколько это возможно. Также важны изолированные медные провода. Они бывают разных размеров (сечения). На конце основного провода ставится быстросъемный зажим, к нему присоединяется 3 или 4 метровый провод определенного сечения с электрододержателем, он может быть разным: небольшим на 200А или более крупным на 300 А или даже на 500А (используются для толстых электродов и больших токов). Для обычного (домашнего) применения 200А удобнее. Есть разные виды держателей: один как пасатижи, а есть держатель сварочный, в который вставляют электрод и поворачивают ручку (если нужен электрод под различными углами, вы можете согнуть его у основания). Так же нужна клемма заземления с быстросъемным зажимом.

Яркость дуги очень высокая, поэтому вам нужен защитный светофильтр, для того, чтобы видеть расплавленную ванну и для того, чтобы защитить глаза от ожога. Они бывают разных номеров. Меньше цифра — светлее фильтр маски сварщика. Люди по-разному чувствительны к свету. Светофильтр сварщика должен защищать глаза, но вы должны ясно видеть сварочную ванну. Если вы используете толстые электроды и большие токи, вы должны применять светофильтры с большим номером. Светофильтры для масок достаточно хрупкие. Чтобы защитить их от искр или царапин используйте защитные пластиковые стекла спереди и сзади. При сборке маски используйте уплотнитель и клипсу. После установки фильтра посмотрите на свет, проверьте, что нет зазоров. Когда начнете варить, проверьте снова, и если есть засветка, вы гарантированно получите ожог сетчатки (зайчик). Заменяйте сварочные защитные стекла, когда они грязные или поцарапались. Чистота стекла очень важна для четкого видения сварочной ванны.

Электроды сварочные покрыты флюсом, он делает возможным весь процесс сварки. Сгорая, флюс создает защитный газ и очищает ванну, вытесняя кислород воздуха, удерживая его от соединения с расплавленным металлом, не давая образоваться порам, а так же стабилизирует дугу и поддерживает чистоту расплавленного металла. Когда металл остывает, образуется сварочный шлак, обеспечивая дополнительную защиту металла от воздуха.

Сварка — это практика шаг за шагом, это не трудно. Сначала обратите внимание, чтобы все было готово для сварки. В любой момент сварки вам должно быть удобно! Электрод сгорает не сразу, поэтому расслабьтесь, возьмите держак обеими руками и обопритесь о стол настолько устойчиво, как это возможно. Когда все готово, начинайте процесс дуговой сварки, опустите щиток сварщика или настройте зажим маски, чтобы по кивку головы она опускалась. Зажигать дугу надо, как зажигают спичку: чиркайте электродом по металлу и ведите конец на начало шва. При чиркании начнет плавится флюс электрода, который очищает ванну. Чтобы избежать следов, чиркайте в направлении, куда будете варить. После чирканья электродом возник поджиг дуги, конец электрода должен находится в 3-х мм от поверхности, это создает зазор для дуги, оттуда идет яркий свет. Когда свариваете, не надо смотреть на свет, смотрите дальше дымящихся искр, фокусируйтесь на расплавленной ванне за электродом.

Удобнее брать держак так, чтобы его рычаг был под большим пальцем. Чтобы извлечь электрод, возьмите его левой рукой, нажмите рычаг и достаньте электрод. Если электрод залипает, то скорее всего флюс на кончике поврежден. Чиркните, чтобы сжечь конец электрода до того, как начнет заполняться сварочная ванна.

Когда дуга загорелась, начинайте формировать ванну, здесь нужно некоторое время, чтобы прогреть основной металл. По времени это занимает 2-3 маленьких оборота электродом вокруг сварочной ванны. Далее во время сварки основной металл прогревается и ванна расходится. Сначала ванна маленькая, сделайте так, чтобы ванна была достаточно широкой и не меняла форму.

Контроль дугового промежутка.

Во время сварки держите электрод над металлом. Это называется дуговой промежуток. Контролировать этот зазор первое и наверное САМОЕ ВАЖНОЕ, чему надо научиться. Во время продвижения по шву электрод расходуется, поэтому его надо опускать. Все время вам надо удерживать постоянный зазор между концом электрода и основным металлом.

Полярность сварочных электродов:как определить прямую и обратную полярность?

Автор admin На чтение 3 мин. Просмотров 4.3k. Опубликовано 27.07.2018

Электродуговая сварка может осуществляться при помощи оборудования, вырабатывающего постоянный или переменный ток. Если работа на переменном токе не имеет нюансов в вопросе правильного подключения массы и держателя электрода, то при сварке на постоянном токе полярность сварочных электродов имеет большое значение.

Общие понятия

В зависимости от того какой полюс сварочного автомата подключен к держателю, определяется тип и особенности режима сварки:

• Сварка на прямой полярности предполагает подключение положительного полюса к соединяемым заготовкам (массе), и отрицательного к держателю электрода.
• Для выполнения работ при обратной полярности полюса меняются местами (плюс на держатель, минус на массу).

Несмотря на то, какая полярность электродов применяется, сварка на постоянном токе имеет общие особенности по сравнению с применением переменного напряжения:

• Благодаря тому, что направление движение электронов постоянное, при сварке не происходит чрезмерного разбрызгивания расплавленного металла. Именно поэтому сам шов получается более качественным, аккуратным.
• Полярность подключения электродов играет большую роль потому, что положительный и отрицательный элементы нагреваются по разному, а это оказывает влияние не только на глубину провара, но и количество переносимого с плавящегося электрода металла.
• В любом случае необходимо обеспечить качественный контакт провода с обрабатываемой деталью, только так можно обеспечить устойчивость и надежность сварочной дуги.

Сварка на прямой полярности

При таком способе подключения электродов большему нагреву подвергается заготовка, а не электрод. Такой режим характеризуется выделением значительно большего количества тепла.

Поэтому сварка на прямой полярности рекомендована для выполнения следующих операций:

• Резка металла любым типом электродов.
• Сварка заготовок значительной толщины.
• Работа с металлами, имеющими более высокую температуру плавления.

Именно в этих случаях требуется разогрев обрабатываемых деталей до более высоких температур, для выполнения этих работ требуется значительное тепловыделение.

Сварка на обратной полярности

В данном случае большему разогреву подвергается электрод, поэтому на заготовку передается меньшее количество тепловой энергии.

Благодаря этому электроды обратной полярности позволяют выполнять работы в более мягком (деликатном) режиме.

Это актуально во многих случаях, например, сварка нержавеющей или тонкой листовой стали, сплавов, чувствительных к тепловому воздействию.

Так же такое подключение используется для работ в среде защитных газов или под флюсом.

Определение необходимой полярности

О том, как определить полярность электродов при сварке, существует множество споров, при этом каждая сторона приводит правильные, казалось бы доводы.  Противники указанной выше версии ссылаются на учебники по технологии сварочного производства, изданные еще в середине прошлого века, считая, что сведения указанные в них наиболее правильные.

Но стоит учитывать то, что с тех пор произошло существенное усовершенствование сварочной техники и расходных материалов. Поэтому основываться на рекомендациях, касающихся устаревших технологий, все-таки не стоит. Наиболее правильным считается именно описанный выше выбор полярности.

Существует еще одна группа сварщиков, считающих, что любые работы лучше (вернее удобней) выполнять исключительно на обратной полярности. Это связано в первую очередь с тем, что в таком режиме электроды меньше липнут и отсутствует риск прожига металла. Но появление инверторной сварочной техники решило и эту проблему.

Стоит обращать внимание и на тип электродов. Существуют марки, которые могут применяться только при прямой или обратной полярности, нарушение рекомендаций производителя может не только усложнить процесс сварки, но и сделать ее невозможной в принципе.

На сегодняшний день производители уже предлагают электроды,  способные работать при любом напряжении и различной полярности.

Правильный выбор полярности подключения электродов способствует упрощению сварочного процесса и повышению качества шва.

Полярность при сварке предоставляет все возможности качества

Типы сварки

Аппараты для сварки обладают блоком выпрямительных диодов. Это обеспечивает постоянную силу тока, что является непременным условием для сварочных полуавтоматов, материалом для которых служит проволока. Если для аппарата нужны электроды, то это обозначает опцию и возможность применения в процессе работы всех их марок. А полярность при сварке – основа ее качества.

Применяя полуавтомат, надо соблюсти полярность подключения. Сварка под защитой газа омедненной проволокой осуществляется при помощи тока прямой полярности. Фактически это означает:

• на держак подается минус;
• на само изделие – плюс.

Сила тока идет на него от проволоки. Изделие нагревается по сравнению со сварочной проволокой сильнее. В результате площадь свариваемого участка увеличивается. Он нуждается в значительном нагреве с целью формирования ванны для сварки. Проволока, которая обладает меньшей площадью, быстро расплавляется. Она попадает в нужное место уже расплавленной каплей. Током, протекающим от минуса к плюсу, увлекается расплавленный материал, образуется подходящая сварочная ванна.

Работая полуавтоматом вне защитной газовой среды, необходимо применять особую флюсовую (порошковую) проволоку. В таком случае меняется полярность подсоединения «массы» и держака. На последнем – плюс, а на «массе» — минус. Температура плавления флюса приблизительно соответствует температуре плавления металла. Чтобы добиться образования качественного шва, нужно, чтоб сгорел флюс. После чего ожидаются два следующих этапа:

1. Должно появиться газообразное облачко.
2. В его среде будет осуществляться процесс сварки.

Сила тока направляется к плюсу от минуса, и падение капли металла оказывается более низким. Как раз это обусловит меньший прогрев металла для сварки. Ведь его охлаждение не производится защитной газовой средой. По этой причине образование сварочной ванны почти не отличается от процесса сварки в среде газа. Сварка переменным током несет с собой свои преимущества. Она не имеет расхождения с дугой относительно первоначальной оси. А на качество шва как раз воздействует отклонение дуги.

Работая с генератором на переменном токе, несложно заметить: полярность его циклически меняется. Циклам присуща частота 50 Гц. Она, поднявшись до плюсового напряжения, может упасть до нуля либо опуститься до отрицательного показателя. Напряжение изменяется от плюса к минусу и наоборот.

Сваривая цветной металл и нержавейку

При сварке цветных металлов, включая алюминий, пользуются особым вольфрамовым электродом. При этом применяют в процессе сварки прямую полярность, минус на электроде. Данный тип подключения дает шанс иметь нужную температуру в зоне нагрева. Это важно для алюминия, так как сначала надо одолеть оксидную пленку. У нее температура плавления существенно выше в сравнении с самим металлом.
Полярность напрямую при сварке способствует получению:

• узкой электрической, более концентрированной дуги;
• более основательного проплавления металла, а также стали из нержавейки;
• более качественного шва.

Есть также у процесса и немаловажная экономическая составляющая. Применяя дорогостоящий электрод из вольфрама меньшего диаметра, можно попутно добиться снижения затрат на газ. Если же подсоединить электрод из вольфрама при сварке в обратной полярности, то есть на держателе – с плюсом, то шов окажется менее глубоким. У этого метода имеются свои преимущества. Сваривая тонкие пластины, можно не бояться прожечь насквозь материал из цветного металла и нержавейки.

Существенным недостатком становится только эффект магнитного дутья. Получающаяся дуга выходит блуждающей, а шов – не очень герметичным и привлекательным. Пользуясь переменным током, нужно применять электроды для переменки. Сварщики, мастера своего дела, применяют постоянный ток. С его помощью сварка образует однонаправленный поток электронов. Полярность обеспечивает качество сварки материала, в том числе нержавейки.

Прямая полярность получается, когда с изделием соединяют «плюс» источника тока. Если соединяют электрод, то тогда налицо обратная полярность. Пользуясь сварочным инвертором, можно самому выбрать на нем полярность. Она определит для сварки направление маршрута для потока электронов. Фактически определяется подключением проводов к отрицательной и положительной клеммам. При сваривании полярность обратная означает:

• на клемме земля – минус;
• на электроде – плюс.

Ток направляется к положительному от отрицательного контакта. По данной причине электроны идут на электрод от металла. В итоге сильно нагревается конец электрода. Для традиционной сварки эффективно применяют минус на клемме, а плюс – на электроде. При сваривании полярность прямая предполагает плюс на клемме земля, минус – на электроде. Ток движется к металлу от электрода. Металл – горячий, а электрод – холодный. Такая особенность нашла применение в особых электродах, предназначенных для ускоренной сварки листов нержавейки.

Особая важность полярности при сварке

Ясно, что сварка на переменном токе не зависит от того, какой выбран зажим трансформатора для присоединения электрода и изделия. А вот постоянным током по давней традиции сваривают одним из двух способов. С прямой полярностью электрод, подключенный к отрицательному полюсу, становится катодом.

В анод превращается изделие, подключенное к положительному полюсу. Обратная полярность означает, что электрод после подключения к положительному полюсу является анодом. Катод в данном случае – это изделие, подключенное к отрицательному полюсу.

Материал электрода определяет характер дуги между плавящимися электродами из металла и неплавящимися электродами (вольфрамовыми либо угольными). Сварочной дуге присущ ряд как технологических, так и физических свойств. От них почти полностью зависит результат применения при сварке дуги. К свойствам физическим относят:

• световые и электрические;
• температурные и электромагнитные;
• кинетические.

Главные технологические свойства включают три разновидности:

1. Саморегулирование.
2. Пространственную устойчивость.
3. Мощность дуги.

Для поддержки горения дуги надо получить электрически заряженные частицы в пространстве между имеющимися электродами. Эти частицы представляют собой электроны, отрицательные и положительные ионы. Процесс их образования называют ионизацией. Газ, который содержит ионы и электроны, называют ионизированным.
Дуговой промежуток ионизируется при зажигании дуги, постоянно поддерживается во время ее горения. В дуговом промежутке обычно выделяют такие области:

• катодную;
• анодную;
• область дугового разряда (столб дуги).

В анодной области имеет место существенное падение напряжения, которое вызвано скоплением возле электродов заряженных частиц (пространственных зарядов). На поверхности катода и анода происходит образование электродных пятен. Они представляют собой своеобразный фундамент столба дуги. Через них проходит путь тока к сварке. Электронные пятна отличаются яркостью свечения.

Сварка имеет общую длину дуги, которая состоит из суммы длин трех областей. Общее напряжение сварочной дуги образует сумма падений напряжения в каждой из областей дуги. Зависимость напряжения от длины дуги представляет сумму падения напряжения в прианодной и прикатодной областях. Удельное падение в дуге напряжения соотносится с 1 миллиметром столба дуги. А главной характеристикой дуги при сварке считается тепловая мощность источника нагрева.

Ее эффективность определяется количеством теплоты, которое вводится в металл (не исключая нержавейки) за определенную единицу времени и расходуется на его нагрев. Тепловая мощность – часть совокупной тепловой мощности дуги, из которой небольшая доля теплоты тратится непроизводительно:

• на нагрев разбрызгивающихся капель;
• излучение;
• на теплоотвод в металле.

Отношение результативной тепловой мощности источника теплоты к полной является в процессе нагрева коэффициентом полезного действия.

Технология дуговой сварки

Популярность дуговой сварки неоспорима. Она различается по признакам:

• по виду электродов;
• по виду применяемого тока;
• по среде, где имеет место дуговой разряд.

Для ремонта кузовов авто широко применяется дуговая сварка полуавтоматом в газовой защитной среде. Для индивидуального использования самой доступной считается ручная дуговая сварка. Она осуществляется плавящимися электродами на постоянном либо переменном токах. Предоставляет отличный шанс сварить в непроизводственной обстановке большую часть разновидностей сталей, не исключая нержавейки.

Расстояние между дном кратера и поверхностью главного металла считается глубиной его проплавления или глубиной провара. Она зависит:

• от скорости перемещения дуги;
• величины тока сварки.

Если длина сварочной дуги не больше, чем диаметр стержня электрода, то дугу называют короткой или нормальной. Она способна гарантировать превосходное качество сварного шва. Дугу, имеющую большую протяженность, считают длинной. Чересчур значительное наращивание длины дуги приводит к снижению качества сварки. Влияние электромагнитного поля приводит к отклонению дуги от намеченного направления. Это явление назвали магнитным дутьем.

Электрод в ходе процесса перемещается поперек и вдоль сварного шва в направлении оси, чтобы сохранить намеченную длину дуги. Ускоренное движение электрода приводит к появлению неплотного, неровного и узкого шва. При замедлении движения появляется опасность пережога металла, в том числе нержавейки. Ширина большого шва не должна превышать 15 миллиметров, ниточного – на два-три миллиметра больше в сравнении с диаметром электрода.
Сварные швы по своей форме могут быть:

• нахлесточными,
• тавровыми,
• угловыми,
• стыковыми.

По протяженности швы делятся на прерывистые и сплошные. По пространственному положению они имеют четыре разновидности:

1. Потолочные.
2. Вертикальные.
3. Горизонтальные.
4. Нижние.

Источники питания: генератор, выпрямитель, сварочный трансформатор – при внешней характеристике представляют связь величины тока нагрузки с напряжением на выходных зажимах. Вольтамперная характеристика дуги – это зависимость между током дуги и напряжением в статическом режиме. Внешние характеристики генераторов для сварки считаются падающими.

Длина дуги определяется напряжением. Напряжение будет выше, если сварочная дуга длинней. Равное изменение длины дуги (падение напряжения) означает, что при различной внешней характеристике источника изменение тока при сварке неодинаково. Лучше характеристика – значит, длина сварочной дуги оказывает меньшее влияние на ток для сварки.

Похожие статьи

Часто задаваемые вопросы о сварке стержнем

Советы по сварке палкой для начинающих

Моллюски могут сделать вас лучшим сварщиком. Просто подумайте о CLAMS: настройка тока, длина дуги, угол наклона электрода, манипуляции с электродом и скорость движения. Если вы только изучаете процесс сварки, технически называемый дуговой сваркой в ​​защитном металлическом корпусе (SMAW), запоминание этих пяти пунктов улучшит вашу технику сварки.

Перед тем, как перейти к информации о сварке, представленной далее в этой статье, уделите минуту и ​​ознакомьтесь со следующими советами по сварке штучной сваркой, особенно если вы никогда не зажигали дугу или все еще обсуждаете, какой аппарат купить.

Q: Какой тип сварочного аппарата лучше всего подходит для универсального использования?

A: Сварочный аппарат с выходом переменного / постоянного тока, будь то электродуговая машина, такая как Miller® Thunderbolt®, или газовый двигатель, такой как сварочный аппарат / генератор Bobcat ™.

Сварка

постоянным током имеет преимущества перед переменным током для большинства применений, в том числе: более легкий запуск; меньше дуговых отключений и заеданий; меньше брызг / лучше выглядящие сварные швы; более легкая сварка в вертикальном положении и над головой; легче учиться; и более плавная дуга. Обратная полярность постоянного тока (положительный электрод) обеспечивает примерно на 10 процентов больше проплавления при заданной силе тока, чем переменный ток, в то время как постоянный ток прямой полярности (отрицательный электрод) лучше сваривает более тонкие металлы.

Q: Есть ли у выхода переменного тока какие-либо преимущества?

A: Да, это хороший вариант, если вам нужно сваривать материал, который намагничивается из-за трения, например, когда сено, корм или вода постоянно трутся о стальную деталь. Выход постоянного тока не будет работать из-за дуги, когда магнитное поле выдувает расплавленный присадочный металл из сварочной ванны. Поскольку выход переменного тока имеет переменную полярность, он позволяет сваривать намагниченные детали.

Q: Какого размера мне нужна машина?

A: Станок с током от 225 до 300 А справляется практически со всем, с чем может столкнуться средний человек, поскольку для большинства процедур сварки штангой требуется 200 А или меньше.Чтобы сварить материал толщиной более 3/8 дюйма, просто сделайте несколько проходов — это то, что делают профессионалы, даже при сварке 1-дюймовой конструкционной стали.

Q: Я вижу слово «рабочий цикл» в спецификациях продукта? Что это обозначает?

A: Рабочий цикл — это количество минут из 10-минутного цикла, которое может выполнить сварщик. Например, Thunderbolt создает выход постоянного тока на 200 ампер при рабочем цикле 20 процентов. Он может непрерывно сваривать при 200 А в течение двух минут, а затем должен остывать в течение восьми минут, чтобы предотвратить перегрев.

Рабочий цикл и сила тока обратно пропорциональны. Thunderbolt работает при 90 А и имеет 100-процентный рабочий цикл, что означает, что вы можете сваривать без остановки. Это правило обратной пропорциональности справедливо для всех машин Miller, но не распространяется на все машины, произведенные другими компаниями.

Q: Какой тип стержня я должен использовать для наплавки?

A: Стержни для наплавки могут обеспечивать ударопрочность, стойкость к истиранию или и то, и другое в зависимости от области применения. Поскольку тип требуемого стержня зависит от типа почвы или заполнителя в вашем районе, обратитесь к местному дистрибьютору сварочных материалов и спросите его мнение.Если вы не знаете дистрибьютора, позвоните по номеру 1-800-426-4553, и оператор автоматически соединит вас с ближайшим дистрибьютором Miller. Вы также можете найти дистрибьюторов на сайте http://www.millerwelds.com/wheretobuy/.

Q: Какой тип прутка следует использовать для обычной сварки стали?

A: Обычные электроды, используемые для общих работ, включают 6010, 6011, 6013, 7018 и 7024, каждый из которых имеет определенные свойства: 6010 электродов проникают глубоко, а 6013 электродов проникают меньше.Для улучшения внешнего вида борта и работы с более прочными сталями (например, для сцепки) используйте стержень 7018. Для лучшего проплавления толстого материала отшлифуйте соединение до скоса под углом 30 градусов (оставьте площадку шириной никель на дне канавки) и сделайте несколько проходов. Как вариант, сделайте первый проход с помощью стержня 6010, затем сделайте проход с крышкой с помощью стержня 7018. Удилище 7024, пожалуй, является самым простым в использовании. Толстый флюс этого электрода, также известный как тяговый стержень, автоматически поддерживает правильную длину дуги, что позволяет вам протаскивать стержень прямо вдоль заготовки.

Q: Нужно ли удалять ржавчину или масло перед сваркой?

A: Сварка палкой более щадящая в нечистых условиях, но никогда не помешает очистить детали проволочной щеткой или стереть излишки ржавчины. Если вы хорошо подготовитесь и обладаете средними сварочными способностями, вы сможете сделать качественный шов. Однако даже хорошее сварочное мастерство не может преодолеть плохую подготовку, так как это может привести к растрескиванию, неплавлению и включению шлака.

Помните РАКОВИНЫ

Теперь, когда вы готовы к сварке, вспомните о МОЛОЧКАХ.Может показаться, что нужно много думать о том, чтобы объединить все эти моменты в один момент сварки, но с практикой это становится второй натурой, так что не расстраивайтесь! Сварка палкой получила свое название не потому, что электрод похож на палку, а потому, что каждый прилепляет стержень к заготовке, когда учится сваривать.

Текущая установка

Правильная настройка тока или силы тока в первую очередь зависит от диаметра и типа выбранного электрода. Например, пруток 6010 диаметром 1/8 дюйма хорошо работает от 75 до 125 ампер, а пруток 7018 диаметром 5/32 дюйма сваривает при токах до 220 ампер.Сторона коробки электродов обычно указывает рабочие диапазоны. Выбирайте силу тока в зависимости от толщины материала, положения сварки (примерно на 15% меньше тепла для работы над головой по сравнению с плоским сварным швом) и наблюдения за готовым сварным швом. Большинство новых сварочных аппаратов имеют постоянную этикетку, на которой рекомендуются значения силы тока для различных электродов и различных толщин материалов.

Длина дуги

Правильная длина дуги зависит от электрода и приложения. В качестве отправной точки длина дуги не должна превышать диаметр металлической части (сердечника) электрода.Слишком плотное удерживание электрода снижает сварочное напряжение. Это создает неустойчивую дугу, которая может погаснуть сама по себе или привести к замерзанию стержня, а также образует сварной шов с высоким гребнем. Чрезмерно длинные дуги (слишком высокое напряжение) приводят к разбрызгиванию, низкой скорости наплавки, поднутрениям и иногда пористости.

Многие новички сваривают со слишком длинной дугой, поэтому у них получается шероховатый валик с большим количеством брызг. Небольшая практика покажет вам, что жесткая регулируемая длина дуги улучшает внешний вид валика, создает более узкий валик и минимизирует разбрызгивание.

Угол перемещения

При сварке палкой в ​​плоском, горизонтальном и потолочном положениях используется техника сварки волочением или обратной стороной. Удерживая стержень перпендикулярно стыку, наклоните верхнюю часть электрода в направлении движения примерно на 5-15 градусов. Для сварки вертикально вверх используйте технику толкания или переда и наклоните верх стержня на 15 градусов от направления движения.

Манипуляции

Каждый сварщик манипулирует или плетет электрод в уникальном стиле.Развивайте свой собственный стиль, наблюдая за другими, практикуясь и создавая метод, который приносит вам хорошие результаты. Обратите внимание, что на материале толщиной 1/4 дюйма и тоньше плетение стержня обычно дает бусину шире, чем необходимо. Во многих случаях обычное прямое движение работает нормально.

Чтобы создать более широкий валик на более толстом материале, перемещайте электрод из стороны в сторону, создавая непрерывную серию частично перекрывающихся кругов, или в Z-образной, полукруглой или ступенчатой ​​форме.Ограничьте поперечное движение до двух с половиной диаметров сердечника электрода. Чтобы покрыть более широкую область, сделайте несколько проходов или бусинок.

При сварке вертикально вверх сосредоточьтесь на сварке боковых сторон стыка, а середина сама позаботится о себе. Сделайте небольшую паузу сбоку, чтобы дать возможность дальней стороне валика остыть, а сварочная лужа наверстать упущенное и обеспечить надежное соединение с боковой стенкой. Если ваш сварной шов выглядит как рыбья чешуя, вы слишком быстро продвинулись вперед и недостаточно долго держались по бокам.

Скорость передвижения

При правильной скорости движения получается сварной шов желаемого контура (или гребня), ширины и внешнего вида. Отрегулируйте скорость движения так, чтобы дуга оставалась в пределах одной трети передней части сварочной ванны. На малых скоростях движения получается широкий выпуклый борт с неглубоким проникновением. Чрезмерно высокие скорости движения также уменьшают проникновение, создают более узкий и / или сильно выпуклый борт и, возможно, поднутрения.

Несколько последних советов. Всегда помните, что вам нужен хороший обзор сварочной ванны.В противном случае вы не сможете обеспечить сварку в стыке, сохраняя дугу на переднем крае лужи и используя нужное количество тепла (на самом деле вы можете увидеть лужу со слишком большим тепловым выходом из стыка). Для лучшего обзора держите голову в стороне от дыма, чтобы вы могли легко видеть лужу.

Также помните, что вы учитесь на ошибках. Нет ничего постыдного в шлифовании плохих сварных швов. Фактически, профессиональные сварщики создают идеальные сварные швы, распознавая дефекты, шлифуя их и повторно сваривая.

16.2: Гальванические элементы и электроды

Физически невозможно измерить разность потенциалов между куском металла и раствором, в который он погружен. Однако мы можем измерить разницу между потенциалами двух электродов, которые погружены в один и тот же раствор, или, что более полезно, находятся в двух разных растворах. В последнем случае каждая пара электрод-раствор представляет собой окислительно-восстановительную полуэлемент , и мы измеряем сумму двух потенциалов полуэлемента .

Это устройство называется гальваническим элементом . Типичная ячейка может состоять из двух кусков металла, цинка и меди, каждый из которых погружен в раствор, содержащий растворенную соль соответствующего металла. Два раствора разделены пористым барьером, который предотвращает их быстрое смешивание, но позволяет ионам диффундировать.

Если мы соединим цинк и медь с помощью металлического проводника, избыточные электроны, которые остаются, когда ионы Zn ^{2 +} выходят из цинка в левой ячейке, смогут проходить через внешнюю цепь и в правую. электрод, где они могут быть доставлены к ионам Cu ^{2 +} , которые становятся «разряженными», то есть превращаются в атомы Cu на поверхности медного электрода.{2+} + Cu _ {(s)} \]

, но на этот раз стадии окисления и восстановления (полуреакции) проходят в разных местах:

левый электрод:	Zn (т) → Zn 2 + + 2 e —	окисление
правый электрод:	Cu 2 + + 2 e — → Cu (s)	уменьшение

Электрохимические ячейки позволяют измерять и контролировать окислительно-восстановительную реакцию

Реакцию можно запускать и останавливать путем подключения или отключения двух электродов.Если мы разместим в цепи переменное сопротивление, мы даже сможем контролировать скорость чистой реакции ячейки, просто повернув ручку. Подключив батарею или другой источник тока к двум электродам, мы можем заставить реакцию протекать в несамопроизвольном или обратном направлении. Поместив амперметр во внешнюю цепь, мы можем измерить количество электрического заряда, проходящего через электроды, и, таким образом, количество молей реагентов, которые превращаются в продукты в реакции ячейки.

Электрический заряд q измеряется в кулонах. Количество заряда, переносимого одним мольом электронов, известно как Фарадея , которое мы обозначаем как F . Тщательные эксперименты определили, что 1 F = 96467 C. Для большинства целей вы можете просто использовать 96 500 кулонов в качестве значения фарадея. Когда мы измеряем электрический ток, мы измеряем скорость, с которой электрический заряд переносится по цепи. Ток в один ампер соответствует потоку в один кулон в секунду.

Транспортировка заряда в ячейке

Для работы ячейки не только должна быть внешняя электрическая цепь между двумя электродами, но и два электролита (растворы) должны находиться в контакте. Необходимость в этом можно понять, рассмотрев, что произошло бы, если бы два решения были физически разделены. Положительный заряд (в форме Zn ^{2 +} ) добавляется к электролиту в левом отсеке и удаляется (как Cu ^{2 +} ) с правой стороны, в результате чего раствор контактирует с цинком. получить чистый положительный заряд, в то время как чистый отрицательный заряд будет накапливаться в растворе на медной стороне элемента.Эти нарушения электронейтральности затруднили бы введение дополнительных ионов Zn ^{2 +} в положительно заряженный электролит (потребуется больше работы) или чтобы электроны попали в правый отсек, где они необходимы для восстановления Cu ^{2 +} ионов, таким образом, эффективно останавливая реакцию после того, как произошло лишь химически незначительное количество.

Для поддержания реакции ячейки заряд, переносимый электронами через внешнюю цепь, должен сопровождаться компенсирующим переносом ионов между двумя ячейками.Это означает, что мы должны предоставить ионам путь для перемещения непосредственно из одной ячейки в другую. Этот ионный перенос включает не только электроактивные частицы Cu ^{2 +} и Zn ^{2 +} , но также противоионы , которые в этом примере являются нитратами, NO ₃ ^—. Таким образом, избыток Cu ^{2 +} в левом отсеке может быть уменьшен за счет дрейфа этих ионов в правую сторону или в равной степени за счет диффузии нитрат-ионов влево.Более подробные исследования показывают, что оба процесса происходят, и что относительное количество заряда, переносимого через раствор положительными и отрицательными ионами, зависит от их относительных подвижностей , которые выражают скорость, с которой ионы могут проходить через раствор. . Поскольку отрицательные ионы имеют тенденцию быть больше положительных ионов, последние имеют более высокую подвижность и несут большую долю заряда.

В простейших ячейках барьером между двумя растворами может быть пористая мембрана, но для точных измерений используется более сложное устройство, известное как солевой мостик .Солевой мостик состоит из промежуточного отсека, заполненного концентрированным раствором KCl и снабженного пористыми барьерами на каждом конце. Цель солевого мостика — минимизировать естественную разность потенциалов, известную как потенциал перехода , которая возникает (как упоминалось в предыдущем разделе), когда любые две фазы (например, два раствора) находятся в контакте. Эта разность потенциалов будет сочетаться с двумя потенциалами полуячейки, что внесет некоторую неопределенность в любое измерение потенциала ячейки.С солевым мостиком у нас есть два потенциала жидкого перехода вместо одного, но они, как правило, нейтрализуют друг друга.

Условные обозначения при описании ячеек

Чтобы упростить описание данной электрохимической ячейки, приняты специальные символические обозначения. В этих обозначениях ячейка, которую мы описали выше, будет иметь номер

.

Zn (т) | Zn ^{2 +} (водн.) || Cu ^{2 +} (водн.) | Cu (т)

Есть несколько других соглашений, касающихся обозначения ячеек и номенклатуры, которые вы должны знать:

• Анод — это место окисления, а катод — место восстановления.В реальной ячейке идентичность электродов зависит от направления, в котором происходит результирующая реакция ячейки.
• Если электроны текут от левого электрода к правому электроду (как показано в обозначении ячейки выше), когда ячейка работает в своем самопроизвольном направлении, потенциал правого электрода будет выше, чем у левого, и потенциал ячейки будет быть положительным.
• «Обычный ток» — от положительного к отрицательному, что противоположно направлению потока электронов.Это означает, что если электроны текут от левого электрода к правому, гальванометр, помещенный во внешнюю цепь, будет указывать на ток, протекающий справа налево.

Электроды и электродные реакции

Реакция электрода относится к общему процессу окисления или восстановления, который имеет место на электроде. Эта реакция может происходить на одной стадии переноса электрона или как последовательность из двух или более стадий. Вещества, которые получают и теряют электроны, называются электроактивными частицами.

Рис. 4: Перенос электронов на аноде

Этот процесс происходит в очень тонкой межфазной области на поверхности электрода и включает квантово-механическое туннелирование электронов между электродом и электроактивными частицами. Работа, необходимая для перемещения молекул H ₂ O в гидратных сферах ионов, составляет часть энергии активации процесса.

В примере ячейки Zn / Cu, которую мы использовали, электродная реакция включает металл и его гидратированный катион; мы называем такие электроды ионно-металлическими электродами.{3 +} \). Если ни один из электроактивных частиц не является металлом, какой-либо другой металл должен служить каналом для подачи или удаления электронов из системы. Чтобы избежать осложнений, которые могут возникнуть в результате электродных реакций с участием этого металла, обычно используется относительно инертное вещество, такое как платина. — \]

Реакция происходит на поверхности электрода (рис. 4 выше).Электроактивный ион диффундирует к поверхности электрода и адсорбируется (присоединяется) к ней за счет ван-дер-ваальсовых и кулоновских сил. При этом воды гидратации, которые обычно связаны с любыми ионными частицами, должны быть вытеснены. Этот процесс всегда эндотермический, иногда до такой степени, что только небольшая часть ионов может контактировать с поверхностью достаточно близко, чтобы претерпеть перенос электрона, и реакция будет медленной. Фактический перенос электрона происходит посредством квантово-механического туннелирования.- (водн.) | AgCl (ы) | Ag (s) \]

Хотя полезность такого электрода не может быть очевидна сразу, этот вид электродов находит очень широкое применение в электрохимических измерениях, как мы увидим позже.

Электроды сравнения

В большинстве электрохимических экспериментов наш интерес сосредоточен только на одной из электродных реакций. Поскольку все измерения должны производиться на полной ячейке, включающей две электродные системы, на практике обычно используют электрод сравнения в качестве другой половины ячейки. {2 +} (водн.) | KCl || .- \]

Потенциалы обоих этих электродов были очень точно определены относительно водородного электрода. Последний редко используется в рутинных электрохимических измерениях, потому что его труднее подготовить; поверхность платины должна быть подвергнута специальной обработке предварительным электролизом. Кроме того, существует потребность в подаче газообразного водорода, что делает его несколько громоздким и опасным.

Резюме и дополнительные примечания

Убедитесь, что вы полностью понимаете следующие важные идеи, представленные выше.Особенно важно, чтобы вы знали точное значение всех выделенных терминов в контексте этой темы.

• Гальванический элемент (иногда более уместно называемый гальваническим элементом ) состоит из двух полуэлементов , соединенных соляным мостиком или каким-либо другим путем, который позволяет ионам проходить между двумя сторонами для поддержания Электронейтральность .
• Обычный способ представления электрохимической ячейки любого типа состоит в том, чтобы записать половину реакции окисления слева и восстановление справа.Таким образом, для реакции

Zn (с) + Cu ^{2 +} → Zn ^{2 +} + Cu (с)

пишем

Zn (т) | Zn ^{2 +} (водн.) || Cu ^{2 +} (водн.) | Cu (т)

, в котором одиночные вертикальные полосы представляют фазовых границ . Двойная полоса обозначает границу жидкость-жидкость , которая в лабораторных ячейках состоит из солевого мостика или ионопроницаемого барьера.Если бы чистая реакция ячейки была записана в обратном порядке, обозначение ячейки стало бы

.

Cu (т) | Cu ^{2 +} (водн.) || Zn ²⁺ (водн.) | Zn (т)

Помните: процесс выделения R всегда отображается на R рейс .

на поверхности электрода. Энергия, необходимая для вытеснения молекул воды из гидратной оболочки иона, когда он приближается к поверхности электрода, составляет энергию активации , которая может замедлить процесс.Еще большие энергии активации (и более медленные реакции) происходят, когда молекула, такая как O ₂ , образуется или потребляется.

The Cell Potential — Chemistry LibreTexts

Батарейки в вашем пульте дистанционного управления и двигатель в вашем автомобиле — лишь пара примеров того, как химические реакции создают энергию через поток электронов. Потенциал ячейки — это способ, которым мы можем измерить, сколько напряжения существует между двумя половинными ячейками батареи. Мы объясним, как это делается и какие компоненты позволяют нам определить напряжение, которое существует в электрохимической ячейке.

Введение

Потенциал ячейки \ (E_ {cell} \) — это мера разности потенциалов между двумя полуячейками в электрохимической ячейке. Разность потенциалов вызвана способностью электронов переходить из одной половины ячейки в другую. Электроны могут перемещаться между электродами, потому что химическая реакция является окислительно-восстановительной. Окислительно-восстановительная реакция происходит, когда одно вещество окисляется, а другое восстанавливается. Во время окисления вещество теряет один или несколько электронов и, таким образом, становится положительно заряженным.И наоборот, при восстановлении вещество приобретает электроны и становится отрицательно заряженным. Это относится к измерению потенциала ячейки, потому что разница между потенциалом окисления восстанавливающего агента и восстановления окисляющего агента будет определять потенциал ячейки. Потенциал ячейки (E _{, ячейка} ) измеряется в напряжении (В), что позволяет нам присвоить определенное значение потенциалу ячейки.

Электрохимическая ячейка

Электрохимическая ячейка состоит из двух половинных ячеек.В одной половине ячейки происходит окисление металлического электрода, а в другой половине ячейки — восстановление ионов металла в растворе. Полуячейка по существу состоит из металлического электрода из определенного металла, погруженного в водный раствор ионов того же металла. Электрод соединен с другой половиной ячейки, которая содержит электрод из некоторого металла, погруженного в водный раствор последующих ионов металла. Первая половина ячейки в этом случае будет отмечена как анод. В этой полуячейке атомы металла в электроде окисляются и присоединяются к другим ионам металлов в водном растворе.Примером этого может быть медный электрод, в котором атомы Cu в электроде теряют два электрона и становятся Cu ^{2 +} .

Ионы Cu ^{2 +} затем присоединятся к водному раствору, который уже имеет определенную молярность ионов Cu ^{2 +} . Электроны, потерянные атомами Cu в электроде, затем переносятся во вторую половину ячейки, которая будет катодом. В этом примере мы предположим, что вторая половина ячейки состоит из серебряного электрода в водном растворе ионов серебра.Когда электроны переходят на электрод Ag, ионы Ag ⁺ в растворе восстанавливаются и превращаются в атом Ag на электроде Ag. Чтобы сбалансировать заряд с обеих сторон ячейки, полуячейки соединены солевым мостиком. Когда анодная полуячейка становится перегруженной ионами Cu ^{2 +} , отрицательный анион соли входит в раствор и стабилизирует заряд. Точно так же в катодной полуячейке, когда раствор становится более отрицательно заряженным, катионы из солевого мостика будут стабилизировать заряд.

Как это связано с потенциалом клетки?

Для того, чтобы электроны переносились от анода к катоду, должен существовать какой-то энергетический потенциал, который делает это явление благоприятным. Потенциальная энергия, которая управляет окислительно-восстановительными реакциями, участвующими в электрохимических ячейках, представляет собой потенциал окисления анода и потенциал восстановления катода. Электроны, участвующие в этих элементах, упадут на с анода, который имеет более высокий потенциал окисления, до катода, который имеет более низкий потенциал окисления.o указывает на то, что эти потенциалы верны только при концентрации 1 M и давлении 1 бар. Если условия другие, необходимо применять поправку, называемую «уравнением Нернста».

Ячейка электрохимическая

Вот список всех компонентов:

1. Две полуэлементы
2. Два металлических электрода
3. Вольтметр один
4. Один соляной мостик
5. Два водных раствора на каждую половину ячейки

Все эти компоненты составляют электрохимическую ячейку.

Как измерить потенциал клетки?

На изображении выше изображена электрохимическая ячейка. Вольтметр золотого цвета на самом верху — это то, что измеряет напряжение ячейки или количество энергии, производимой электродами. Это показание вольтметра называется напряжением электрохимической ячейки. Это также можно назвать разностью потенциалов между половинками ячеек, E _{, ячейка} . Вольт — это количество энергии для каждого электрического заряда; 1V = 1J / C: V = напряжение, J = джоули, C = кулон.Напряжение — это в основном то, что заставляет электроны двигаться. Если есть высокое напряжение, это означает, что электроны движутся сильно. Вольтметр считывает перенос электронов от анода к катоду в джоулях на кулон.

Схема ячеек

Изображение выше называется диаграммой ячеек. Схема ячейки представляет собой общую реакцию в электрохимической ячейке. Вовлеченные химические вещества — это то, что на самом деле вступает в реакцию во время реакций восстановления и окисления.(Ионы-зрители не учитываются). На диаграмме ячейки анодная полуячейка всегда пишется в левой части диаграммы, а в катодной полуячейке всегда пишется в правой части диаграммы. Как анод, так и катод разделены двумя вертикальными линиями (II), как видно на синем облаке выше. Электроды (желтые кружки) анодного и катодного растворов разделены одной вертикальной линией (l). Когда в водном растворе задействовано больше химических веществ, они добавляются на диаграмму путем добавления запятой, а затем химического вещества.o_ {Ox}, эти два подхода эквивалентны.

Пример стандартного потенциала ячейки

В примере будет использоваться изображение диаграммы ячеек меди и серебра. Полуячейка окисления окислительно-восстановительного уравнения:

Cu (s) → Cu ^{2 +} (водн.) + 2e ^— E ^o _Ox = -0,340 В

, где мы отрицаем потенциал восстановления E ^o _{Красный} = 0,340 В, который является величиной, которую мы нашли из списка стандартных потенциалов восстановления, чтобы найти потенциал окисления E ^o _Ox .Половина редуктора:

(Ag ⁺ + e ^— → Ag (s)) x2 E ^o _{Красный} = 0,800 В

, где мы умножили химическое уравнение восстановления на два, чтобы сбалансировать счетчик электронов , но мы не удвоили E ^o _Red , поскольку значения E ^o даны в единицах напряжения . Напряжение — это энергия на заряд, а не энергия на реакцию, поэтому не нужно учитывать количество реакций, необходимых для производства или потребления количества заряда, которое вы используете для балансировки уравнения.Суммируя химические уравнения, можно найти:

Cu (т.) + 2Ag ⁺ + 2e ^— → Cu ^{2 +} (водн.) + 2Ag (т.) + 2e ^—

и упрощенный, чтобы найти общую реакцию:

Cu (тв.) + 2Ag ⁺ → Cu ^{2 +} (водн.) + 2Ag (т.)

, где можно суммировать потенциалы полуэлементных реакций

E ^o _Ячейка = E ^o _{Красный, катод} + E ^o _{Ox, анод}

E ^o _Ячейка = 0.o_ {Ox} мы могли бы сделать то же самое, взяв разность потенциалов восстановления, где отсутствующее или двойное отрицание объясняет тот факт, что на самом деле происходит , обратное реакции восстановления.

E ^o _Ячейка = E ^o _{Красный, катод} -E ^o _{Красный, анод}

E ^o _Ячейка = 0,800 В — 0,340 В

E ^o _Ячейка = 0,460 В

Важные стандартные электродные (восстановительные) потенциалы

В таблице ниже приведен список важных стандартных электродных потенциалов в состоянии восстановления.Чтобы определить электроды окисления, уравнение восстановления можно просто перевернуть, а его потенциал изменить с положительного на отрицательный (и наоборот). При использовании нижеприведенных полуячеек вместо изменения потенциала можно использовать приведенное ниже уравнение без изменения любого из потенциалов с положительного на отрицательный (и наоборот):

E ^o _Ячейка = E ^o _{Красный, катод} — E ^o _{Красный, анод}

Таблица: полуреакция восстановления Eo, V

Кислый раствор
F 2 (г) + 2e — → 2 F — (водн.)	+2.866
O 3 (г) + 2H + (водн.) + 2e — → O 2 (г) + H 2 O (л)	+2,075
S 2 O 8 2 — (водн.) + 2e — → 2SO 4 2 — (водн.)	+2.01
H 2 O 2 (водн.) + 2H + (водн.) + 2e — → 2H 2 O (л)	+1.763
MnO 4 — (водн.) + 8H + (водн.) + 5e — → Mn 2 + (водн.) + 4H 2 O (л)	+1,51
PbO 2 (s) + 4H + (водн.) + 2e — → Pb 2 + (водн.) + 4H 2 O (l)	+1,455
Cl 2 (г) + 2e — → 2Cl — (водн.)	+1.358
Cr 2 O 7 2 — (водн.) + 14H + (водн.) + 6e — → 2Cr 3 + (водн.) + 7H 2 O (л)	+1,33
MnO 2 (s) + 4H + (водн.) + 2e — -> Mn 2 + (водн.) + 2H 2 O (l)	+1.23
O 2 (г) + 4H + (водн.) + 4e — → 2H 2 O (л)	+1.229
2IO 3 — (водн.) + 12H + (водн.) + 10e — → I 2 (с) + 6H 2 O (л)	+1,20
Br 2 (л) + 2e — → 2Br — (водн.)	+1.065
NO 3 — (водн.) + 4H + (водн.) + 3e — → NO (г) + 2 H 2 O (л)	+0.956
Ag + (водн.) + E — → Ag (s)	+0,800
Fe 3 + (водн.) + E — → Fe 2 + (водн.)	+0,771
O 2 (г) + 2H + (ag) + 2e — → H 2 O 2 (водный)	+0,695
I 2 (с) + 2e — → 2I — (водн.)	+0.535
Cu 2 + (водн.) + 2e — → Cu (s)	+0,340
SO 4 2 — (вод.) + 4H + (вод.) + 2e — → 2H 2 O (л) + SO 2 (г)	+0,17
Sn 4 + (водн.) + 2e — → Sn 2 + (водн.)	+0.154
S (т) + 2H + (водн.) + 2e — → H 2 S (г)	+0,14
2H + (водн.) + 2e — → H 2 (г)	0
Pb 2 + (водн.) + 2e — → Pb	-0,125
Sn 2 + (водн.) + 2e — → Sn (s)	-0.137
Fe 2 + (водн.) + 2e — → Fe (s)	-0,440
Zn 2 + + 2e — → Zn (тв)	-0,763
Al 3 + (водн.) + 3e — → Al (тв.)	-1,676
Mg 2 + (водн.) + 2e — → Mg (s)	-2.356
Na + (водн.) + E — → Na (с)	-2,713
Ca 2 + (водн.) + 2e — → Ca (s)	-2,84
K + (водн.) + E — → K (s)	-2,924
Li + (водн.) + E — → Li (s)	-3,040
Базовое решение
O 3 (водн.) + H 2 O (л) + 2e — → O 2 (г) + 2OH — (водн.)	+1.246
OCl — (водн.) + H 2 O (л) + 2e — → Cl — (водн.) + 2OH — (водн.)	+0,890
O 2 (г) + 2H 2 O (л) + 4e — → 4OH — (водн.)	+0,401
2H 2 O (л) + + 2e — → H 2 (водн.) + 2OH — (водн.)	-0.- \] ответы окисление : Sn (s) → Sn 2 + (водн.) + 2e — (водн.) восстановление : Pb 2 + (водн. ) + 2e — (водн.) → Pb (s) Схема ячеек : Sn (s) | Sn 2 + (водн.) || Pb 2 + (водн.) | Пб (т) Cu (т.) + 2Ag + (водн.) → 2Ag (т.) + Cu 2 + (водн.) Поскольку половина ячейки, содержащая электрод \ (Cu \) в растворе \ (Cu ^ {2 +} \), является катодом, это половина ячейки, в которой происходит восстановление.Следовательно, эта половина ячейки имеет более высокий потенциал для восстановления. Окислительно-восстановительная реакция. Потенциал элемента измеряется в вольтах (= Дж / Кл). Это можно измерить с помощью вольтметра. Мы можем разделить уравнение чистой ячейки на два полууравнения. Окисление: {Al (s) + 4OH — (водн.) → [Al (OH 4 )] — (водн.) + 3e — } x4; -E o =? Это то, для чего мы решаем. Восстановление: {O 2 (г) + 2H 2 O (л) + 4e — → 4OH — (водн.)} X3 E o = +0.401V Нетто: 4Al (s) + 3O 2 (г) + 6H 2 O (l) + 4OH — (водн.) → 4 [Al (OH) 4 ] — (водн.) E o ячейка = 2,71 В E o элемент = 2,71 В = + 0,401 В — E o {Al (OH) 4 ] — (водн.) / Al (s)} E o {[Al (OH) 4 ] — (водн.) / Al (s)} = 0,401 В — 2,71 В = -2,31 В Подтвердите это в таблице стандартных восстановительных потенциалов Список литературы Петруччи, Харвуд, Сельдь и Мадура.Общая химия: принципы и современные приложения. 9 изд. Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Pearson Education, 2007. Авторы и авторство Кэтрин Барретт, Джанна Наварро, Джозеф Корессел, Джастин Кон 6013 Сварочный стержень, настройки, полярность и ток Есть много типов электродов. Но один из самых популярных электродов у новичков — E6013. Как видите, электроды обозначены четырьмя цифрами.Первые два числа « 60 » обозначают его предел прочности на разрыв, что означает, что прочность на разрыв E6013 составляет до 59 700 фунтов на дюйм или почти 60 000 фунтов на дюйм, а его предел текучести составляет 67 700 фунтов на квадратный дюйм. Третье число « 1 », однако, указывает на то, что вы можете использовать эти сварочные электроды во всех четырех положениях: вертикальном, горизонтальном, плоском и потолочном. Последнее число « 3 » относится к типу шлака, составу флюса и источнику питания, используемому для этого электрода.Последняя цифра явно указывает на следующее: если она равна 0, это означает DCRP. Если он равен 1, это означает, что вы можете использовать обратную полярность постоянного или переменного тока. Если это 2, это означает, что вы можете использовать прямую полярность постоянного или переменного тока. Если это 3, это означает, что вы можете использовать постоянный или переменный ток прямой или обратной полярности. Использование и применение стержня 6013 E6013 разработан для сварки со средним и легким проплавлением. Он используется для сварки углеродистой стали, а также для сварки любой полярности. Как упоминалось выше, он очень популярен среди новичков, поскольку он легко обеспечивает стабильную дугу, подходящую для сварки плохо подогнанных стыков.Он также используется для сварки мягких сталей, некоторых низкоуглеродистых сталей и гальванизированных сталей. Характерная для него дуга струйного типа очень сильная и приводит к глубокому проникновению. Более того, вы можете легко удалить образующийся шлак. Типичные области применения E6013 включают сварку листового металла, транспортных средств, судоремонт и строительство, а также сварку перегруженных и чрезмерно изношенных поверхностей из мягкой стали. Он также может использоваться в обычных и легких производствах. Вы можете использовать этот стержень для заполнения многопроходных сварных швов, когда вам нужно накладывать слой за слоем для создания сварного шва.E6013 также может обеспечить качественный сварной шов, даже если он дает неглубокий провар, просто приклеиваясь к металлу, лежащему под ним. Новички часто предпочитают E6013 из-за его превосходной стабильности дуги, что делает его пригодным для слабых соединений. Кроме того, он оставляет гладкую, приятную на вид поверхность, что, наряду со стабильностью дуги, делает его удобным при работе с неровными или короткими сварными швами, требующими позиционной регулировки. Он подходит для работы с углеродистой сталью и может использоваться для сварки с любой полярностью. Часто используется для: Сварка автомобилей Судостроение и ремонт Излишне обработанная и поврежденная низкоуглеродистая сталь Сварка тонкого листового металла Прочие легкие изделия общего назначения Характеристики E6013 E6013 обычно описывают как «стержень для новичков», «стержень из листового металла » или даже «стержень easy rod ». Эти дополнения к E6013 могут свидетельствовать о его преимуществах.Но вы также можете отрицательно относиться к этим придаткам. Хотя западные люди не доверяют E6013, тем не менее, он очень популярен среди европейцев и азиатов, особенно для выполнения корневых швов. Более того, азиаты и европейцы, кажется, сделали свой выбор E6013, когда дело доходит до корневого доступа. У E6013 есть свои достоинства, так как он оставляет после себя гладкий внутренний корень. После небольшого количества проб и ошибок вы наверняка обнаружите, что E6013 можно легко уберечь от чрезмерного усиления корня. E6013 характеризуется легким течением, и эта характеристика, по-видимому, работает против него в случае корневого прохода. Наоборот, однако, это не всегда так, поскольку эта характеристика позволяет сварщику двигаться немного быстрее. Кроме того, образование шлака на задней стороне сварного шва более яркое и чистое, что свидетельствует о меньшем окислении. Это, безусловно, желаемое качество при выполнении корневого шва, особенно в условиях повышенного давления. Американские сварщики могут уклоняться от одобрения 6013 из-за их предвзятого отношения к этому электроду; но через год они могут переосмыслить свою точку зрения на 6013 год.Однако если вы серьезный профессиональный сварщик, вам не следует уклоняться от рассмотрения этого аспекта 6013. Результаты сварки прутком Э6013 Сварочный пруток E6013 — это универсальный пруток, пригодный для сварки низкоуглеродистой, гальванизированной стали и некоторых низколегированных сталей. Хотя его покрытие генерирует очень стабильную, мощную дугу, похожую на струю, этот электрод не так глубоко проникает, как E6011, который может проникать в толстый или нечистый материал. Вместо этого E6013 обеспечивает легкое или среднее проникновение, более подходящее для более тонкой стали, объединяя металл вместе на более коротком расстоянии под поверхностью между электродом и основным металлом. Образующийся шлак тонкий и легко очищается. Полярность и настройки Электроды 6013 могут использоваться с переменным или постоянным током (прямой или обратной полярности) в любом положении. Он может сваривать низкоуглеродистую и среднеуглеродистую сталь. Однако есть и положительные, и отрицательные отзывы о E6013. Например, у него более толстое покрытие, которое не разбрызгивается. Более того, его можно использовать как с полярностью постоянного, так и переменного тока. Плюсы и минусы Если смотреть положительно, можно сказать, что E6013 очень популярен, потому что он прост в использовании и прост в освоении.С другой стороны, мы можем рассматривать эти выступы отрицательно, как свидетельствующие о том, что E6013 имеет более низкое качество, чем у популярных электродов, таких как E6010 или E6011. С другой стороны, E6013 воспринимается негативно, потому что он оставляет массивное образование шлака, и по сравнению с E6010 он относительно неглубокий по проникновению, если вы не знаете, как его правильно использовать. Если вы знаете, как его правильно использовать, вы неизбежно сможете производить высококачественные сварные швы, хотя эти сварные швы несопоставимы с таковыми у E7018.Хотя по глубине проплавления он не сравним с E6010 или E7018, он неизбежно обеспечивает хороший сварной шов, а также быстро и без труда удаляет большое количество металла. Кроме того, вам понадобится увеличенный угол наклона стержня и плотная дуга, чтобы шлак не скатился прямо перед сварным швом. Как сваривать стержнем E6013? Первое, что вы должны учитывать при использовании E6013, — это не забыть отрегулировать настройки силы тока в зависимости от размера E6013, который будет использоваться для сварки основного металла, который вы используете.Кроме того, вы должны очистить металл, который вы собираетесь сваривать, проволочной щеткой, чтобы получить наилучшее проплавление. Затем вы можете продолжить зажигание дуги, просто поцарапав стержень на металлической основе, как только вы решите начать процесс сварки. Обязательно наличие хорошего обзора того, что вы свариваете. Следовательно, вам следует расположиться так, чтобы вы могли видеть конец электрода, а также возникающую дугу. Вы должны удерживать свое тело в таком положении, при этом держать голову подальше от создаваемого им дыма.Используйте положение под углом от 10 до 15 градусов по отношению к направлению движения, чтобы опустить электрод за нижнюю часть. Наконец, вы должны следовать любимой технике перемещения электрода, используя легкое круговое движение или легкое покачивание, чтобы добиться хороших результатов сварки. Различные типы и размеры сварочного аппарата 6013 AC vs. DC — Производительность сварки Хотя AC / DC больше всего напоминают определенную эпоху рок-музыки, я знаю, что слушал много музыки группы на KSHE 95 в Санкт-Петербурге.Луи — для сварщиков это означает полярность. Сварка палкой зависит от полярности. Постоянный ток (DC) используется в большинстве приложений для сварки штангой. Переменный ток (AC) обычно используется только как второй вариант. График мощности сварки при полярности DC + или DC-. Как видно по жирным линиям, выход всегда находится на постоянном текущем уровне. Сварка штучной сваркой на постоянном токе дает преимущества перед сваркой на переменном токе при сварке стали, в том числе более гладкие и стабильные дуги, более легкий запуск, меньшее количество отключений дуги, меньшее разбрызгивание и более легкая вертикальная сварка вверх и над головой.Положительная полярность постоянного тока обеспечивает высокий уровень проникновения в сталь. Отрицательная полярность постоянного тока приводит к меньшему проникновению, но более высокой скорости наплавки. Иногда его используют, например, для обработки тонкого листового металла, чтобы предотвратить прожог. «Поскольку полярность переменного тока наполовину положительна, а наполовину отрицательна, она находится прямо посередине», — говорит Кевин А. Бердсли, инженер по применению, Lincoln Electric Co. «Вы можете выбрать переменный ток, если не хотите переходить на постоянный ток. отрицательный, потому что вы не хотите такого глубокого проникновения.” График мощности сварки от полярности переменного тока. Обратите внимание, что 120 раз в секунду мощность сварки пересекает осевую линию, что соответствует нулевой силе тока или отсутствию выходной мощности. При использовании многих электродов дуга часто гаснет при полярности переменного тока. Чтобы преодолеть это, некоторые электроды имеют элементы в их покрытиях, которые помогают поддерживать зажигание дуги, когда выходная мощность проходит через периоды низкой мощности и отсутствия выходной мощности (примерно показано красной зоной). Бердсли подчеркивает, что кондиционер почти всегда является второстепенным.Большинство сварщиков не беспокоятся о смене полярности, потому что другие их рабочие места работают на положительном постоянном токе. При необходимости Однако есть несколько ситуаций, когда используется полярность переменного тока. Очевидный — это когда единственный доступный источник питания имеет только выход переменного тока. Это типично для недорогих сварочных аппаратов начального уровня, таких как сварочный аппарат «жужжащий ящик». «Кроме того, существуют некоторые специфические технические проблемы, связанные с использованием полярности постоянного тока, и номер один — это дуга», — говорит Эрик Стюарт, технолог по сварке труб в Lincoln.«При сварке эта дуга имеет форму, и сварщик хочет направить эту дугу в стык, чтобы получить полное проплавление. Когда возникает дуга, эта дуга горит в ту или иную сторону ». Типы и токи покрытия стержневого электрода. Таким образом, эффективное решение проблем с дугой — переключение на переменный ток, а не на постоянный. Возникновение дуги может быть вызвано магнетизмом свариваемого материала или током дуги. «Вы можете намагничивать, протекая по току, поэтому место, где вы размещаете землю и подобные вещи, может повлиять на дугу.Дуга будет блуждать », — говорит Стюарт, отмечая также, что другой возможной причиной может быть внешний источник, например, ветер. Поскольку переменный ток чередуется с положительной и отрицательной полярностью, он позволяет сваривать намагниченные детали. «Если бы вы сваривали коробку и толкали ее к пересечению, где вертикальная линия спускается, две горизонтальные линии встречаются в углу», — говорит Стюарт. «Магнитные силы, связанные с геометрией сустава, фактически в этой точке создают турбулентную лужу, которая приведет к огромному количеству брызг.” Сварочный аппарат AC-225 обеспечивает только полярность переменного тока, но подходит для сварки общего назначения, включая низкоуглеродистую сталь, низколегированные и нержавеющие стали, а также чугун для обычных ремонтных работ. Когда используется Одной из специфических областей применения электродной сварки на переменном токе является судостроение, особенно когда сварка в углу и дуговая дуга становятся проблемой. Еще одно направление — обслуживание и ремонт. «Это те ребята, которые будут использовать сварку электродом на переменном токе чаще, чем кто-либо другой в качестве основного варианта», — говорит Бердсли.«Ремонт и обслуживание сварки требуют работы на намагниченных машинах. Кроме того, при техническом обслуживании и ремонте может потребоваться множество участков ржавых сварных швов, в которых нежелательно высокое проплавление ». Для переключения на полярность переменного тока требуется источник питания и электрод, предназначенные для работы от переменного тока. Опять же, поскольку любой производственный процесс, вероятно, будет производиться на постоянном токе, «если вам нужна возможность переменного тока, вы должны указать это», — говорит Бердсли. Источники питания переменного / постоянного тока доступны, но для моделей более высокого уровня. Какая палка? При использовании большого количества электродов дуга часто гаснет при полярности переменного тока. В момент переключения дуга фактически гаснет, а затем должна восстанавливаться. Электроды доступны со специальными элементами в их покрытии, которые работают с полярностью переменного тока, чтобы поддерживать зажигание дуги. Ручная сварка с помощью сварочного аппарата Idealarc 250, каски Viking Hemisfear 2450 Сварочные стержни 6011 имеют покрытие типа калия с высоким содержанием целлюлозы. Эти стержни можно использовать с полярностью переменного и постоянного тока для сварки во всех положениях.Они особенно хорошо подходят для сварки ржавого, грязного или старого металла или ремонта на улице в ветреную погоду. Стержни 6011 представляют собой версию популярных сварочных стержней 6010 для постоянного тока на переменном токе. 6010 имеет покрытие натриевого типа с высоким содержанием целлюлозы, может глубоко проникать и используется во многих областях. Оба стержня быстро замораживаются, что означает, что сварочная ванна быстро переходит из жидкого состояния в твердое, и используются в основном монтажниками и сварщиками труб. Размеры различаются, но от 1,8 до 5/32 дюйма.видны. Другие сварочные прутки переменного тока включают 6013, 7018 и 7024. Стержни 6013 имеют полярность переменного или постоянного тока во всех положениях для сварки нового чистого листового металла, поскольку они меньше проникают в металл, но не прожигают металл. Сварочные стержни 7018 используются для сварки труб, сварки конструкционных сталей и ремонтной сварки. Этот всепозиционный электрод с низким содержанием водорода, обычно постоянного тока, также может использоваться с переменным током, о чем не многие сварщики могут знать. Модель 7018 обеспечивает хороший внешний вид шва и гладкие, прочные сварные швы.Он также работает с более прочными сталями. AC / DC 225/125 предлагает дуговую сварку на переменном токе, но также обеспечивает более плавную и стабильную дуговую сварку на постоянном токе. Сварочные стержни 7024, обычно называемые Jet Rod, хорошо работают на переменном токе. Это хорошие прутки общего назначения с высокой производительностью наплавки для плоских и горизонтальных сварных швов, которые обычно используются для больших сварных швов. В них много порошка железа. Стержни 7024 используются для общего производства, включая глубокие канавки и большие корабли, где требуется высокая скорость наплавки. Стержни 7018 и 7024 также известны как «тяговые стержни», где конец слегка выгорает внутри флюсового покрытия, что позволяет сварщику тянуть стержень по стыку. Тяжелый шлак должен просто отслоиться, оставив гладкий сварной шов. Линкольн Электрик Ко. Отличия — TIG (DC) и TIG (AC) Сварка TIG (DC) постоянным током — это когда ток течет только в одном направлении. По сравнению со сваркой TIG на переменном токе, однажды протекающий ток не упадет до нуля, пока сварка не закончится.Как правило, инверторы TIG могут выполнять сварку постоянным или переменным / постоянным током, при этом очень немногие аппараты работают только на переменном токе. DC используется для сварки TIG низкоуглеродистой стали / нержавеющей стали, а переменный ток используется для сварки алюминия. Полярность Сварочный процесс TIG имеет три варианта сварочного тока в зависимости от типа соединения. Каждый способ подключения имеет как достоинства, так и недостатки. Постоянный ток — отрицательный электрод (DCEN) Этот метод сварки можно использовать для широкого диапазона материалов.Сварочная горелка TIG подключается к отрицательному выходу сварочного инвертора, а рабочий обратный кабель — к положительному выходу. Когда дуга образуется, в цепи течет ток, и распределение тепла в дуге составляет около 33% на отрицательной стороне дуги (сварочная горелка) и 67% на положительной стороне дуги (заготовка). . Эти весы обеспечивают глубокое проникновение дуги в заготовку и уменьшают нагрев электрода. Это пониженное тепло в электроде позволяет проводить больший ток через электроды меньшего размера по сравнению с соединениями с другой полярностью. Этот метод подключения часто называют прямой полярностью и является наиболее распространенным подключением, используемым при сварке постоянным током. Постоянный ток — положительный электрод (DCEP) При сварке в этом режиме сварочная горелка TIG подключается к положительному выходу сварочного инвертора, а рабочий обратный кабель — к отрицательному выходу. Когда дуга образуется, в цепи течет ток, и распределение тепла в дуге составляет около 33% на отрицательной стороне дуги (заготовка) и 67% на положительной стороне дуги (сварочная горелка). ). Это означает, что электрод подвергается самым высоким уровням нагрева и, следовательно, должен быть намного больше, чем в режиме DCEN, даже при относительно низком токе, чтобы предотвратить перегрев или плавление электрода. Заготовка подвергается более низкому уровню нагрева, поэтому проплавление шва будет неглубоким. Этот метод подключения часто называют обратной полярностью. Кроме того, в этом режиме влияние магнитных сил может привести к нестабильности и явлению, известному как дуга дуги, когда дуга может блуждать между свариваемыми материалами. Это также может произойти в режиме DCEN, но более распространено в режиме DCEP. Может возникнуть вопрос, зачем нужен этот режим при сварке. Причина в том, что некоторые цветные металлы, такие как алюминий, при нормальном воздействии атмосферы образуют оксид на поверхности.Этот оксид образуется из-за реакции кислорода в воздухе и материала, похожего на ржавчину на стали. Однако этот оксид очень твердый и имеет более высокую температуру плавления, чем фактический основной материал, и поэтому его необходимо удалить перед сваркой. Оксид можно удалить шлифованием, чисткой щеткой или какой-либо химической очисткой, но как только процесс очистки прекращается, оксид начинает снова образовываться. Поэтому в идеале его нужно чистить во время сварки. Этот эффект происходит, когда ток течет в режиме DCEP, когда поток электронов разрушается и удаляет оксид.Таким образом, можно было предположить, что DCEP будет идеальным режимом для сварки этих материалов с оксидным покрытием этого типа. К сожалению, из-за воздействия на электрод высоких уровней тепла в этом режиме размер электродов должен быть большим, а проникновение дуги будет низким. Решением для этих типов материалов может быть глубокая проникающая дуга в режиме DCEN плюс очистка в режиме DCEP. Чтобы получить эти преимущества, используется режим сварки на переменном токе. Сварка на переменном токе (AC) При сварке в режиме переменного тока ток, подаваемый сварочным инвертором, работает либо с положительными и отрицательными элементами, либо с полупериодами.Это означает, что ток течет в одну сторону, а затем в другую в разное время, поэтому используется термин «переменный ток». Комбинация одного положительного элемента и одного отрицательного элемента называется одним циклом. Количество раз, которое цикл завершается в течение одной секунды, называется частотой. В Великобритании частота переменного тока, подаваемого в сеть, составляет 50 циклов в секунду и обозначается как 50 Гц (Гц) . Это будет означать, что ток изменяется 100 раз в секунду.Количество циклов в секунду (частота) в стандартной машине определяется частотой сети, которая в Великобритании составляет 50 Гц. Стоит отметить, что с увеличением частоты магнитные эффекты увеличиваются, а такие элементы, как трансформаторы, становятся все более эффективными. Кроме того, увеличение частоты сварочного тока делает дугу жестче, улучшает стабильность дуги и приводит к более контролируемым условиям сварки. Однако это теоретически, так как при сварке в режиме TIG на дугу влияют другие факторы. На синусоидальную волну переменного тока может влиять оксидное покрытие некоторых материалов, которое действует как выпрямитель, ограничивая поток электронов. Это называется выпрямлением дуги, и его эффект приводит к отсечению или искажению положительного полупериода. Последствиями для зоны сварного шва являются неустойчивые условия дуги, отсутствие очищающего действия и возможное повреждение вольфрама. Выпрямление дуги положительного полупериода Формы сигналов переменного тока (AC) Синусоидальная волна состоит из положительного элемента, поднимающегося до своего максимума от нуля до спада до нуля (часто называемого холмом). Когда он пересекает ноль и ток меняет направление в сторону своего максимального отрицательного значения, прежде чем возрастет до нуля (часто называемый впадиной), один цикл завершается. Многие сварочные аппараты TIG старого типа были аппаратами только синусоидального типа. С развитием современных сварочных инверторов со все более сложной электроникой появились средства управления и формирования формы волны переменного тока, используемой для сварки. С развитием сварочных инверторов TIG переменного / постоянного тока, включающих больше электроники, было разработано поколение аппаратов прямоугольной формы.Благодаря этим электронным элементам управления переключение с положительного на отрицательное и наоборот может происходить практически мгновенно, что приводит к более эффективному току в каждом полупериоде из-за более длительного периода по максимуму. Эффективное использование накопленной энергии магнитного поля создает формы волны, которые очень близки к квадрату. Управление первых электронных источников питания позволяло управлять «прямоугольной волной». Система позволит контролировать положительный (очистка) и отрицательный (проникновение) полупериоды. Условие баланса будет равным + положительный и отрицательный полупериоды, дающие стабильное состояние сварного шва. Проблемы, с которыми можно столкнуться, состоят в том, что если очистка произошла за время, меньшее, чем положительный полупериод, то часть положительного полупериода не будет продуктивной и может также увеличить потенциальное повреждение электрода из-за перегрева. Однако этот тип машины также будет иметь контроль баланса, который позволяет изменять время положительного полупериода в пределах времени цикла. Этого можно достичь, установив элемент управления в положение, которое позволит проводить больше времени в отрицательном полупериоде по сравнению с положительным полупериодом. Это позволит использовать более высокий ток с меньшими электродами, так как более тепла в плюсе (работа). Увеличение нагрева также приводит к более глубокому провару при сварке с той же скоростью движения, что и в уравновешенном состоянии. Уменьшенная зона термического влияния и меньшая деформация за счет более узкой дуги. Этого можно достичь, установив элемент управления в положение, которое позволит проводить больше времени в положительном полупериоде по сравнению с отрицательным полупериодом. Это позволит использовать очень активный ток очистки. Следует отметить, что существует оптимальное время очистки, по истечении которого дополнительная очистка не выполняется, а вероятность повреждения электрода выше. Воздействие на дугу должно обеспечить более широкую чистую сварочную ванну с неглубоким проплавлением. Стандартные понижающие потенциалы | Безграничная химия Стандартные понижающие потенциалы Стандартные восстановительные потенциалы обеспечивают систематическое измерение тенденции к снижению различных молекул. Цели обучения Напомним, что положительный потенциал восстановления указывает на термодинамически благоприятную реакцию по сравнению с восстановлением протона до водорода Основные выводы Ключевые моменты Восстановительный потенциал измеряет тенденцию молекулы к сокращению за счет поглощения новых электронов. Стандартный восстановительный потенциал — это восстановительный потенциал молекулы при определенных стандартных условиях. Стандартные восстановительные потенциалы могут быть полезны при определении направленности реакции. Восстановительный потенциал данного вещества может считаться отрицательным по отношению к окислительному потенциалу. Ключевые термины уменьшить : добавить электроны / водород или удалить кислород. стандартный водородный электрод : окислительно-восстановительный электрод, который составляет основу термодинамической шкалы окислительно-восстановительных потенциалов; используется в качестве стандарта, по которому измеряются другие электроды. Потенциал снижения Восстановительный потенциал (также известный как окислительно-восстановительный потенциал, окислительно-восстановительный потенциал или E h ) измеряет склонность химического вещества приобретать электроны и тем самым уменьшаться.Потенциал восстановления измеряется в вольтах (В) или милливольтах (мВ). У каждого вида есть свой собственный восстановительный потенциал. Чем более положительный потенциал, тем больше у вида сродство к электронам или тем сильнее вид сокращается. Окисление-восстановление в гальваническом элементе : В этом гальваническом элементе цинк восстанавливает катионы меди. В результате образуются катионы цинка и нейтральная металлическая медь. Стандартный восстановительный потенциал (E 0 ) измеряется при стандартных условиях: 25 ° С Концентрация 1 M для каждого иона, участвующего в реакции Парциальное давление 1 атм для каждого газа, участвующего в реакции Металлы в чистом виде Стандартный понижающий потенциал Стандартный восстановительный потенциал определяется относительно электрода сравнения стандартного водородного электрода (SHE), которому произвольно задан потенциал, равный 0.00 вольт. Значения, указанные ниже в скобках, представляют собой стандартные потенциалы восстановления для полуреакций, измеренные при 25 ° C, 1 атмосфере и pH 7 в водном растворе. CH 3 COOH + 2H + + 2e — → CH 3 CHO + H 2 O (-0,58) 2H + + 2 e — → H 2 (0,0) O 2 + 2H + + 2e — → H 2 O 2 (+0,7) O 2 + 4H + + 4e — → 2H 2 O (+1.64) Так как потенциал восстановления измеряет внутреннюю тенденцию веществ к восстановлению, сравнение стандартного потенциала восстановления для двух процессов может быть полезно для определения того, как будет протекать реакция. Исторически многие страны, включая США и Канаду, использовали в своих расчетах стандартные потенциалы окисления, а не восстановительные. Это просто отрицательные значения стандартных восстановительных потенциалов, поэтому на практике это несложно.Однако, поскольку они также могут называться «окислительно-восстановительными потенциалами», IUPAC предпочитает термины «потенциалы восстановления» и «потенциалы окисления». Их можно четко различить, используя символ E 0 r для восстановления и E 0 o для окисления. Прогнозирование спонтанного направления окислительно-восстановительной реакции Направление окислительно-восстановительной реакции зависит от относительной силы окислителей и восстановителей в растворе. Цели обучения Предсказать направление потока электронов в окислительно-восстановительной реакции с учетом восстановительных потенциалов двух полуреакций Основные выводы Ключевые моменты Иногда направление окислительно-восстановительной реакции можно определить путем оценки относительной силы восстановителей и окислителей. В ситуациях, когда электрохимический ряд недостаточен для точного определения направления окислительно-восстановительной реакции, можно использовать стандартный электродный потенциал E o . Отрицательное значение потенциала клетки указывает на восстанавливающую среду, а положительное значение указывает на окислительную среду. Ключевые термины стандартный потенциал электрода : потенциал электрода, измеренный при стандартных условиях (298 K, 1 атм и 1 M). Прогнозирование полуреакций окислительно-восстановительного потенциала Обычно направление окислительно-восстановительной реакции зависит от относительной силы окислителей и восстановителей в растворе.В простых ситуациях электрохимическая серия может быть очень полезна для определения направления реакции. Электрохимическая серия : Чтобы предсказать, будут ли два реагента участвовать в спонтанной окислительно-восстановительной реакции, важно знать, какое место они занимают в электрохимической серии. В приведенной таблице самым легко восстанавливаемым элементом является Li, а наиболее легко окисляемым — железо. Это означает, что Li будет записан как полуреакция восстановления по сравнению с любым другим элементом в этой таблице.С другой стороны, Fe будет записан как полуреакция окисления по сравнению с любым другим элементом в этой таблице. Некоторые реакции нельзя «наблюдать» таким способом. Эти реакции требуют более математического метода определения направления. Чтобы понять это, важно учитывать стандартный электродный потенциал, который является мерой движущей силы реакции. Знак стандартного потенциала электрода указывает, в каком направлении должна протекать реакция, чтобы достичь равновесия.\ text {o} = 0,00 \ V [/ латекс] E o = 0,76 В Положительное значение E o указывает, что на STP эта реакция должна идти вправо, чтобы достичь равновесия. Другими словами, положительное значение E o указывает на то, что реакция имеет константы равновесия, которые благоприятствуют продуктам. Что происходит со стандартным потенциалом электрода, когда реакция записывается в обратном направлении? Ни относительная сила окислителей или восстановителей, ни величина потенциала не изменятся.\ text {o} = -0,76 \ text {V} [/ latex]), потенциал ячейки меняется на противоположный. Относительные реакционные способности различных полуреакций можно сравнивать, чтобы предсказать направление потока электронов. Уравнения полуреакции можно объединить, если обратиться к окислению таким образом, чтобы нейтрализовать электроны. Прогнозирование растворения металла в кислоте Металл растворим в кислоте, если он вытесняет H 2 из раствора, что определяется стандартным восстановительным потенциалом металла. Цели обучения Предсказать, будет ли металл растворяться в кислоте, учитывая его восстановительный потенциал Основные выводы Ключевые моменты Некоторые металлы обладают большей «заменяющей» способностью, чем другие, что указывает на то, что они с большей вероятностью уменьшатся. Хотя H 2 не является металлом, его все же можно «заменить» некоторыми сильно восстанавливающими металлами. Тенденция металла «вытеснять» газообразный водород из кислого раствора определяет его растворимость; если металл не может вытеснить водород, он не будет окисляться и останется нерастворимым. Вы можете определить, будет ли металл растворяться в кислоте, сравнив стандартный восстановительный потенциал металла с потенциалом газообразного водорода. Ключевые термины уменьшить : добавить электроны / водород или удалить кислород. окислить : Увеличить валентность (положительный заряд) элемента за счет удаления электронов. Металлы Некоторые металлы можно считать более «активными», чем другие, в том смысле, что более активный металл может заменить менее активный из раствора его соли.{2+} + \ text {Cu} (\ text {s}) [/ latex] Здесь цинк более активен, чем медь, потому что он может заменять медь в растворе. Если погрузить кусок металлического цинка в раствор медного купороса, поверхность цинка быстро покроется слоем мелкодисперсной меди. Синий цвет раствора уменьшается по мере замещения иона меди (II). Подобные сравнения других металлов позволили расположить их в порядке увеличения их электронодонтирующей или понижающей мощности.Эта последовательность известна как электродвижущая или активная серия металлов. Уровень активности 1 (высший): Li, K, Ca, Na Уровень активности 2: Mg, Al, Mn, Zn, Fe Уровень активности 3: Ni, Sn, Pb Уровень активности 4 (самый низкий): Cu, Ag, Pt, Au Серия действий Ряд активности долгое время использовался для предсказания направления окислительно-восстановительных реакций. Рассмотрим, например, упомянутое выше окисление меди металлическим цинком.{2+} + \ text {Cu} (\ text {s}) [/ latex] Старомодный способ выразить это — сказать, что «цинк заменит медь из раствора». Обратите внимание, что в таблице также учтена замена водорода (H 2 ). Хотя H 2 не является металлом, его все же можно «заменить» некоторыми сильно восстанавливающими металлами. Тенденция металла «заменять» газообразный водород из кислого раствора будет определять его растворимость в этом растворе. Редукционные потенциалы Каждая полуячейка связана с разностью потенциалов, величина которой зависит от природы конкретной электродной реакции и от концентраций растворенных веществ.- \ rightarrow \ text {Zn} (\ text {s}) [/ latex] В ячейке Zn (s) | Zn 2+ (водн.) || Cu 2+ (водн.) | Cu (s), цинк появляется слева, указывая на то, что он окисляется, а не восстанавливается. По этой причине разность потенциалов, вносимая левой полуячейкой, имеет знак, противоположный ее обычному восстановительному потенциалу полуячейки. Эти значения могут быть определены с использованием стандартных потенциалов восстановления, которые часто можно найти. Используя стандартные восстановительные потенциалы реакции, можно определить, насколько вероятно, что данный металл будет принимать или отдавать электроны.\ text {o} = 0,00 \ V [/ латекс] Сложение двух полуреакций вместе дает общее уравнение и положительное значение для E 0 . Это означает, что реакция происходит самопроизвольно, и Zn растворяется в HCl. Термодинамика окислительно-восстановительных реакций Термодинамика окислительно-восстановительных реакций может быть определена с использованием их стандартных восстановительных потенциалов и уравнения Нернста. Цели обучения Перевести между константой равновесия / коэффициентом реакции, стандартным восстановительным потенциалом и изменением свободной энергии Гиббса для данной окислительно-восстановительной реакции Основные выводы Ключевые моменты Окислительно-восстановительные реакции — это реакции, при которых электроны переносятся между частицами. Уравнение Нернста позволяет рассчитать восстановительный потенциал окислительно-восстановительной реакции в «нестандартных» условиях. Когда система находится в равновесии, уравнение Нернста можно упростить и записать в терминах константы равновесия K, которая, в свою очередь, позволяет вывести уравнение для определения изменения свободной энергии Гиббса ([латекс] \ Delta \ text {G} [/ latex]) реакции. Ключевые термины Свободная энергия Гиббса : термодинамический потенциал, который измеряет «полезную» или инициирующую процесс работу, получаемую от термодинамической системы при постоянной температуре и давлении. стандартный потенциал восстановления : Восстановительный потенциал реакции, измеренный при стандартных условиях: 25 ° C, концентрация 1 M для каждого участвующего иона, парциальное давление 1 атм для каждого газа и металлы в чистом состоянии. Потенциал снижения Для расчета термодинамических величин, таких как изменение свободной энергии Гиббса [латекс] \ Delta \ text {G} [/ latex] для общей окислительно-восстановительной реакции, необходимо использовать уравнение, называемое уравнением Нернста. Share This Post  :  Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт