Rozdíl mezi přímou a obrácenou polaritou

V závislosti na řadě faktorů může mít svařovací oblouk dodávaný při stejnosměrném svařování přímou nebo obrácenou polaritu. V prvním případě je „plusový“ náboj dodáván zpracovávaným prvkům a „mínusový“ náboj elektrodě. Opačná polarita při svařování se vyznačuje dodáním „plus“ k elektrodě a „mínus“ součásti. Přečtěte si více o specifikách metod níže.

Vlastnosti procesu

V přímém směru spojuje svařovací kabel svařovaný prvek s kladnou svorkou stroje. Kladný náboj tak dosáhne obrobku z invertoru; zápor je přiváděn přes držák elektrody.

Tento typ zapojení způsobuje zvýšení teploty na anodě (pól „+“) ve srovnání s katodou („-“). To určuje rozsah použití přímé polarity při svařování. Je použitelný pro řezání kovových konstrukcí, obrobků se silnými stěnami, stejně jako v případech, kdy je potřeba vyvinout velké množství tepla nebo vytvořit vysokou procesní teplotu.

Obrácená polarita při svařování invertorem je dodání záporného náboje do zpracovávaného kovu a kladného náboje elektrodě. Situace s uvolňováním tepla je opačná – dochází k nadměrnému zahřívání spotřebního prvku a nedostatečnému zahřívání svařovaného obrobku. Proto se při svařování používá obrácená polarita, pokud je nutné minimalizovat poškození obrobku při práci, stejně jako při jemné práci. Používá se pro trvalé spoje takových materiálů jako: nerezová ocel; plech; vysoce uhlíková nebo legovaná ocel; slitiny náchylné k přehřátí.

Nejznámějšími typy svařování, které využívají napájení zpětným proudem, jsou obloukové svařování a svařování v ochranné atmosféře plynu.

Vzory dle výběru

Proč je při svařování zvolena obrácená polarita pro některé práce a přímá polarita pro jiné? Odpovězme na tuto otázku zvážením tepelných vlastností procesu s použitím obráceného směru.

Když svařovací oblouk hoří na obrobku, na konci elektrody se objeví dvojice oblastí nazývaných anoda a katodové skvrny. Rozdíl jejich teplot někdy dosahuje 800 stupňů Celsia (ve prospěch anody). To znamená, že množství tepla generovaného na obrobku během provozu je poměrně velké a metoda je vhodnější pro vysoce kvalitní svařování švů. Je pozoruhodné, že při provozu se stejnosměrným proudem s přímou polaritou je rychlost hoření kovu elektrody o 20-40% nižší. Ale pro střídavý proud není pozorování polarity vůbec relevantní – jeho zvláštností je, že směr proudu se mění 100krát za jednotku času.

Výhody a nevýhody metod

Změna polarity má různé účinky na aktivitu elektrody. Obrácená polarita během svařování je tedy charakterizována následujícími znaky: zvýšený přívod tepla do obrobku; vysoce kvalitní, hluboké pronikání svařovaného dílu; elektroda pracuje déle (taví se pomalu); je minimalizováno rozstřikování tekutého kovu z obrobku.

Dopředný proud má následující vlastnosti: tepelný tok k obrobku je minimální; penetrace součásti je vysoká, ale nižší než u obrácené polarity; pracovní prvek se rychle roztaví a vyžaduje výměnu; kovové cákance s maximální pravděpodobností.

Můžeme s jistotou říci, že jedna metoda je výhodnější než druhá? Svařování proudem s obrácenou polaritou má zjevnější výhody, ale výběr není určen pouze výhodami. U většiny elektrod je doporučená polarita vyznačena na štítku.

Pravidla pro volbu polarity

Hlavním kritériem pro volbu přímé nebo obrácené polarity při svařování je materiál povlaku elektrody. Například uhlíkový spotřební materiál se při opačném zapojení prvků velmi rychle zahřeje a v důsledku toho se zničí. Drát, který nemá žádný povlak, dobře hoří s přímou polaritou, ale při použití střídavého proudu nehoří vůbec.

Rozměry a tvar výsledného švu závisí také na umístění tyčí. Například hlubší průnik je možný při konstantním zpětném proudu, což je způsobeno zvýšeným vývinem tepla na anodě a katodě.

Je důležité si uvědomit, že čím rychleji se proces svařování provádí, tím menší je šířka švu a hloubka průniku.

Jaké vybavení použít

Opačný směr je vyžadován při práci se speciálními instalacemi. Specifikem je, že stroj přivádí drát určitou rychlostí k obrobku, lze tedy zvolit více druhů svařování. Například v prostředí ochranného plynu (při použití argonu nebo oxidu uhličitého) nebo pomocí práškově upraveného drátu. Obrácený směr proudu je použitelný při práci s plyny, přímý – když se proces provádí s plněným drátem (také známým jako drát s tavidlem).

Poloautomatické svařování zahrnuje řadu procesních změn. Nejprve se změní spojení „držáku“ a „země“ – na prvním „plus“, na druhém „mínus“ (reverzní). To se děje tak, že tavidlo zcela vyhoří a proces svařování probíhá uvnitř výsledného plynného mraku. Kov se bude méně zahřívat a rozstřikování kapiček bude minimalizováno.

Přímka se používá pro svařování neželezných kovů, kdy pracovním přídavným prvkem je wolframová elektroda. Tímto způsobem se dosáhne zvýšení teploty v ohřívací zóně, což může být kritické například pro hliník.

Při práci se střídavým proudem je úkolem uživatele včas vyměnit spotřební materiál. Profesionálové nebo pokročilí amatéři preferují stejnosměrný proud jako spolehlivou záruku kvalitního svařování. Práce s invertorem umožňuje zvolit jednu ze dvou známých možností. Přímá a obrácená polarita při svařování se používá v metodách, z nichž každá má své výhody a nevýhody. Volba směru je diktována řadou faktorů, z nichž hlavními jsou materiál spotřebního materiálu a použité zařízení.

Svařování pomocí invertorového stroje se používá jak ve výrobě, tak v domácnosti. Ale kvalita svaru, ať už pro začátečníky nebo profesionály, vždy závisí na správně zvoleném nastavení zařízení. Je důležité vzít v úvahu nejen sílu proudu, ale také polaritu. Tovární nastavení střídače je „univerzální“ a jsou vhodné pro provádění běžných „amatérských“ švů. Ale při práci s obtížnými slitinami, vysoce legovanou ocelí a neželeznými kovy musíte svařovací zařízení správně nakonfigurovat.

Podívejme se, jaká je přímá a obrácená polarita při svařování invertorem a jak ovlivňuje technologii provádění práce.

Vliv polarity

Mnoho lidí slyšelo o pojmech „přímá polarita“ a „obrácená polarita“. Musí se s nimi vypořádat téměř všichni začínající elektrikáři a svářeči. Polarita je určitý způsob připojení svařovacího invertoru k obrobkům a elektrické síti. Polarita se volí na základě specifických podmínek kovů a požadavků na kvalitu svaru. Mnoho lidí ví, že ke změně polarity stačí jednoduše „přehodit“ svorky k sobě. Poté se změní směr pohybu proudu a fyzikální proces svařování získá jiné vlastnosti.

• Přímá polarita měniče se volí, pokud je potřeba kvalitativně „roztavit“ dva tlusté obrobky. To vyžaduje vysoký proud. Pro spolehlivou fixaci kovů musí být šev hluboký, jednotný a jednotný. S přímou polaritou jsou kovové obrobky připojeny ke svorce „+“ a elektroda ke svorce „-“. Přímá polarita se vyznačuje tvorbou tzv. anodické a katodické skvrny za povrchem kovů. Nejžhavější věcí je anodový bod, který se objeví na spojovacím bodě „+“ terminálu. Kov se zahřeje do velké hloubky, svar je stejnoměrný a homogenní. To je vyžadováno při práci s litinou a slitinami hliníku;
• Opačná polarita zahrnuje připojení kovových obrobků ke svorce „-“ a elektrody ke svorce „+“. Horká anodová skvrna se tvoří pouze na elektrodě, kov se nepřehřívá. Toto spojení se volí při práci s kovy z lehkých slitin.

Jednoduše řečeno, svářeč volí přímou polaritu, pokud potřebuje získat silný šev při spojování tlustých obrobků, a obrácenou polaritu, pokud potřebuje pečlivě a přesně svařovat tenkostěnné povrchy nebo prvky z lehkých slitin.

Technické jemnosti volby přímé a obrácené polarity

Jak bylo uvedeno výše, v závislosti na volbě polarity se buď na kovovém povrchu nebo na elektrodě vytvoří horké místo. Výběr konkrétního režimu svařování je však vždy ovlivněn několika faktory:

• Tloušťka obrobku. Přímé připojení se obvykle volí při práci s kovovými prvky o tloušťce několika centimetrů. Kovový povrch se okamžitě zahřeje na teplotu 600-800 ° C, elektroda se rychle roztaví, šev je hluboký a jednotný. Stejný režim je zvolen také pro řezání kovu pomocí invertorového stroje. Opačná polarita je zvolena pro kvalitní svařování tenkých plechů. Zahřívá se pouze elektroda, což zabraňuje tepelné deformaci kovu;
• Třída oceli, typ slitiny. Kovy s vysokou tepelnou vodivostí, jako je litina nebo nerezová ocel, se velmi snadno přehřívají. Proto se při práci s nimi volí obrácená polarita. A při práci s hliníkem je důležité „zničit“ povrchový oxidový film, proto zvolte přímou polaritu;
• Typ elektrod. Volba polarity závisí také na toku elektrod. Pro uhlíkové elektrody je vhodná přímá polarita. Pokud se uhlíkový tok přehřeje, elektroda se stane nevhodnou pro svařování, takže stupeň ohřevu je omezený. Svářeč často musí vyvinout velké dovednosti, aby našel optimální rovnováhu proudu a pracovního cyklu.

Svařování s přímou polaritou se vyznačuje tím, že přídavné materiály a přísady se rychle taví a tvoří velké kapky roztaveného kovu ve svarové lázni. Tento jev přispívá k vysokému stupni průniku spojovaných kovů, ale také vede ke zvýšení tzv. „rozstřiků“. Další nevýhodou svařování s přímou polaritou je nízká stabilita elektrického oblouku. To platí zejména při práci se svařovacím invertorem doma. Vysoký proud způsobuje pokles napětí v domácí elektrické síti; krátkodobé zhasnutí elektrického oblouku s následným „přilepením“ elektrody není neobvyklé. K odstranění tohoto jevu je nutné použít stabilizátory napětí.

Svařování s obrácenou polaritou se volí, pokud existuje riziko poškození tenkostěnných kovových obrobků. Snížený proud nepřehřívá kovový povrch a nedeformuje jej. Opačná polarita se také používá, pokud je nutné dosáhnout přerušovaného švu, tzv. „bodové svařování“.

Svařování obzvláště tenkých plechů se provádí přerušovaným obloukem. Při kontaktu s kovovým povrchem je elektroda odstraněna z pracovní oblasti a při „přerušení“ oblouku se rychle vrátí na své místo. Tato svařovací technika vyžaduje určité dovednosti a pravidelné školení. Při svařování dvou překrývajících se obrobků musí být k sobě přitlačeny co nejtěsněji. Přítomnost vzduchové mezery může vést k tomu, že se horní prvek jednoduše „propálí“. Při práci s velmi tenkým kovem, jehož tloušťka je desetiny milimetru, se používá substrát. Jeho funkcí a úlohou je odvádět přebytečné teplo. Jako substrát může působit jakýkoli silný kov: ocel, měď, mosaz. Hlavním požadavkem na substrát je vysoká tepelná vodivost.

Co je třeba vzít v úvahu při výpočtu spotřeby elektrod?

Existuje názor, že spotřeba elektrod při svařování s přímou polaritou je o něco vyšší než při svařování s obrácenou polaritou. To je však mylná představa. V obou případech je důležité vzít v úvahu několik parametrů nezbytných pro výpočet počtu spotřebovaných elektrod:

• Hmota kovu nanesená na povrchy, které mají být spojeny. To je přibližně 1,5-2,0 % hmotnosti hotové konstrukce;
• Délka a hloubka svaru. Je-li požadován výkonný svar, počet elektrod se úměrně zvyšuje;
• Celková hmotnost povrchové úpravy na běžný metr. Konkrétní údaje lze nalézt v Departmental Building Standards 452-84.

V praxi se výpočet požadovaného počtu elektrod vždy provádí podle určitých vzorců, nikoli „okem“. Za účelem vyhodnocení správnosti výpočtů svářeč obvykle provede několik zkušebních průchodů. Na základě výsledků zkušebního svaru se posuzuje délka svarového spoje, délka škváry a hodnota proudu během procesu svařování.

Začínajícím svářečům se doporučuje cvičit svařování s obrácenou polaritou. Dovednosti a porozumění procesu svařování se rychle rozvinou a riziko poškození dílů a vad svaru bude minimalizováno. V budoucnu se můžete postupně pokusit vařit obrobky o vysoké tloušťce a během provozu neustále upravovat sílu proudu.

Doufáme, že materiál byl užitečný a bude užitečný při zvládnutí umění svařování.