Přímá a obrácená polarita při svařování
Režim svařování je chápán jako soubor faktorů, které určují postup svařovacího procesu. Tyto faktory se nazývají prvky režimu. Hlavní prvky režimu obloukového svařování jsou: proud, druh a polarita proudu, průměr elektrody, napětí oblouku a rychlost svařování. Při ručním svařování se k nim připočítává velikost příčného pohybu konce elektrody. Další faktory – prodloužení elektrody (délka), vlastnosti povlaku, počáteční teplota kovu, sklon elektrody a základního kovu – jsou dalšími prvky režimu svařování.
Vliv prvků režimu svařování na velikost a tvar švu.
Rozměry švu a tvar průvaru nezávisí na typu švu (perličkový svar, koutový svar, svar natupo, svařování bez drážky a mezery, svařování s drážkou a mezerou), ale jsou určeny především režimem svařování. . Hlavním ukazatelem tvaru svaru je koeficient tvaru průvaru, který představuje poměr šířky svaru k hloubce průvaru. Při obloukovém svařování a navařování se může měnit v širokém rozmezí – od 0,8 do 20. Zmenšení šířky svaru a zvětšení hloubky průvaru snižuje koeficient tvaru průvaru a opačná změna těchto hodnot jej zvyšuje.
V e l i c h i n a t o k a. Zvyšováním proudu se hloubka průniku zvyšuje a jeho snižováním klesá. Když je hloubka průniku větší než 0,7-0,8 násobek tloušťky kovu, podmínky pro odvod tepla ze spodní části svarové lázně se prudce změní a může dojít k průniku kovu. Čím větší je hustota kovu (čím je kov těžší), tím větší je průnik při daném proudu. Proud nemá téměř žádný vliv na šířku švu.
Typ a polarita proudu. Při svařování stejnosměrným proudem stejnosměrné polarity je hloubka průvaru o 40-50% menší a při svařování střídavým proudem o 15-20% menší než při svařování stejnosměrným proudem obrácené polarity. Šířka švu při svařování stejnosměrným proudem stejnosměrné polarity je menší než při svařování stejnosměrným proudem obrácené polarity a střídavým proudem. Změna šířky svaru je patrná při vyšším napětí oblouku (nad 30 V).
Průměr elektrody. Zmenšení průměru při stejném proudu zvyšuje hustotu proudu v elektrodě a snižuje pohyblivost oblouku, což zvyšuje hloubku průniku a snižuje šířku švu. V souladu s tím, jak se průměr elektrody zmenšuje, hloubka průniku se zvyšuje; Šířka švu se zvětšuje s rostoucím průměrem elektrody v důsledku zvýšené pohyblivosti oblouku. Specifikované hloubky průniku lze dosáhnout při nižším proudu zmenšením průměru elektrody, což však způsobuje potíže v důsledku zvýšeného ohřevu elektrody o malém průměru.
Napětí oblouku nemá téměř žádný vliv na hloubku průniku, ale ovlivňuje šířku švu. Se zvyšujícím se napětím se šířka švu zvětšuje a se snižováním napětí se zmenšuje, čehož se hojně využívá u mechanizovaných metod svařování k regulaci šířky švu, zejména při navařování.
Při ručním svařování se napětí mírně mění (z 18 na 22 V), což nemá praktický vliv na šířku švu.
Rychlost svařování. Při nízkých rychlostech ručního svařování 1-1,5 m/h je hloubka průvaru minimální, protože v tomto případě je intenzita vytlačování tekutého kovu svarové lázně zpod základny obloukového sloupu malá. Vrstva tekutého kovu vytvořená na základně oblouku zabraňuje pronikání základního kovu. Zvýšení rychlosti svařování na určitou hodnotu odpovídající maximálnímu tepelnému příkonu oblouku zvyšuje hloubku průniku. Pro praktické limity svařovacích režimů používaných při svařování má rychlost svařování malý vliv na hloubku průniku.
Šířka švu závisí na rychlosti svařování: zvýšení rychlosti snižuje a snížení rychlosti zvětšuje šířku švu. Tento poměr je zachován při všech rychlostech svařování a v praxi je široce používán pro regulaci šířky švu.
Příčný pohyb elektrody velmi ovlivňuje hloubku průniku a šířku švu, proto se široce používá při ručním svařování k regulaci tvaru švu. Zvětšením šířky příčných pohybů konce elektrody se zvětší šířka švu a sníží se hloubka průniku a naopak. To je způsobeno odpovídající změnou koncentrace tepla oblouku na kovu.
Délka (rozsah) elektrody. S rostoucí délkou elektrody (nebo jejím prodloužením) se více zahřívá a zvyšuje se rychlost jejího tavení, což vede ke snížení proudu a hloubky průniku. Pokud je průměr drátu větší než 3 mm, změna přesahu ±6-8 mm neovlivní tvorbu švu. Pokud se použije drát o průměru 1-2,5 mm, mohou tyto výkyvy v projekci narušit tvorbu švu.
Fyzikální vlastnosti povlaku nebo tavidla. Při použití světelného toku a elektrody s nízkotavitelným povlakem se zvyšuje pohyblivost oblouku, zvětšuje se šířka svaru a zmenšuje se hloubka průniku. S rostoucí tloušťkou vrstvy nebo žáruvzdorností povlaku se na konci elektrody vytvoří čepička omezující pohyblivost oblouku, což vede ke zmenšení šířky švu a zvýšení hloubky průniku. .
Počáteční teplota kovu v rozmezí od – 60 do + 80 ° C neovlivňuje tvar švu. Zahřátí základního kovu na 100-400° C vede ke zvětšení šířky svaru a hloubky průvaru a šířka svaru se zvětšuje rychleji než průvar. Předehřev svařovaného kovu vysvětluje zvětšení šířky horních vrstev při vícevrstvém svařování a navařování.
Naklonění elektrody. Svařování se provádí svislou elektrodou, nakloněnou dopředu a dozadu (vzhledem ke směru svařování). Při svařování pod úhlem dozadu oblouk vytlačuje kov silněji z bazénu a hloubka průniku se zvyšuje a šířka švu se zmenšuje. Při svařování pod úhlem dopředu se snižuje tlak sloupu na kovový povrch, což snižuje hloubku průvaru
a zvětšuje šířku švu ve srovnání se svařováním svislou elektrodou.
Naklonění produktu. Při svařování shora dolů (z kopce) se tloušťka vrstvy tekutého kovu pod základnou sloupce oblouku zvětšuje a hloubka průniku se snižuje; zvětšuje se toulání oblouku a zvětšuje se šířka švu. Při svařování zdola nahoru (vzestupně) se tloušťka vrstvy tekutého kovu pod obloukem zmenšuje, hloubka průniku se zvyšuje a šířka švu se zmenšuje, protože oblouk se méně toulá. Pro normální tvorbu švu při ručním svařování by měl být úhel sklonu 8-10°. Při svařování pod větším úhlem a při svařování z kopce tekutý kov uniká zpod základny oblouku a při svařování do kopce se podél okrajů švu objeví nedostatek průvaru a podříznutí. Sjezdové svařování se používá při vytváření kruhových švů (trubky, nádoby). To snižuje riziko popálení, zlepšuje tvorbu švů a zabraňuje vytékání tekutého kovu z lázně.
Výběr režimu svařování. Režim svařování (typ a značka elektrody, průměr její tyče, typ, polarita, napětí, hodnota proudu) se volí v závislosti na typu, tloušťce svařovaného kovu a provedení svarového spoje. Po stanovení svařovacích podmínek, které zajistí výrobu kvalitního svarového spoje, zvolte průměr elektrody (drátu) a hodnotu svařovacího proudu.
Průměr elektrodového drátu se volí v závislosti na tloušťce svařovaného kovu. Pro tupé švy si můžete vzít:
S velkým průměrem elektrody se zvyšuje produktivita svařování, ale pronikání svařovaného kovu je možné, vytváření švů ve vertikální poloze a poloze nad hlavou je obtížné a je možný nedostatek pronikání kořene svaru. Proto se první vrstva vícevrstvého švu vždy svařuje elektrodou o průměru 4-5 mm, s výjimkou švů s přípravou ve tvaru U, kde lze celý šev svařit elektrodami stejných (maximálně přípustné ) průměr.
Vertikální a stropní švy jsou svařeny elektrodami o průměru nejvýše 5 mm; Vysoce kvalifikovaní svářeči mohou takové švy svařovat elektrodami o průměru 6 mm. Tečkovací svary a navařování s kuličkami malého průřezu se provádí pomocí elektrod o průměru nejvýše 5 mm.
Svařovací proud se volí v závislosti na průměru elektrody a značce povlaku elektrody. V tabulce Tabulka 5 ukazuje doporučené hodnoty proudu pro elektrody různých značek.
Pokud je proud nízký, pak se do svarové lázně dostane nedostatečné teplo a možná porucha tavení základny a usazeného kovu (nedostatek tavení), což výrazně snižuje pevnost svarového spoje. Pokud je proud příliš vysoký, celá elektroda se nějakou dobu po začátku svařování velmi zahřeje, její kov se začne rychleji tavit a proudit do švu. To vytváří přebytek usazeného kovu ve svaru a je také spojeno s rizikem nedostatečného průniku, pokud se tekutý kov elektrody dostane do kontaktu s neroztaveným základním kovem.
Při volbě hodnoty proudu pro svařování natupo nízkouhlíkové oceli ve spodní poloze můžete použít vzorec akad. K. K. Khrenova
kde jáSt. – svařovací proud, a;
d je průměr kovové tyče elektrody, mm.
Když je tloušťka kovu menší než 1,5 d, proud se sníží o 10-15 %, a když je tloušťka větší než 3 d, zvýší se o 10-15 % ve srovnání s hodnotou získanou vzorcem. Při svařování ve svislé rovině se proud sníží o 10-15% a při svařování stropních švů se sníží o 15-20% ve srovnání s proudem zvoleným pro svařování ve spodní poloze kovu stejné tloušťky.
Pro svařování přeplátovaných spojů a T-spojů lze použít vyšší proud, protože v tomto případě je nebezpečí proražení menší.
Autor: Správa
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
V literatuře o metodách svařování a návodech pro svářecí stroje se často vyskytují výrazy „dopředná a obrácená polarita“. Volba polarity určuje proces svařování, kvalitu svaru, spotřebu elektrody a hloubku průvaru. Pro začínající svářeče je důležité vědět, co znamená přímá a obrácená polarita, aby správně zvolili režimy svařování v konkrétních situacích.
V tomto článku:
- Obloukové svařování – režimy polarity
- Rozdíly v režimech svařování
- Vliv polarity na svařování
- Poloautomatické svařování
- Invertorové svařování
- Držák elektrody
- Svařovací elektrody
- Výběr měniče a jeho provoz
Obloukové svařování – režimy polarity
Pro vypálení elektrického oblouku používaného pro svařování je nutný zdroj proudu a pólový uzávěr s malou vzduchovou mezerou 3-5 mm. Zdrojem proudu může být svařovací invertor, měnič, usměrňovač nebo generátor. Koncept polarity je možný pouze u zdrojů stejnosměrného proudu, protože u transformátorů, které produkují střídavý proud, se směr pohybu elektronů mění až 100krát za sekundu.
V souladu s tím se také náboj mnohokrát během sekund změní z kladného na záporný. Při takovém „skoku“ s chaotickým pohybem nemůže existovat konstantní polarita. Při stejnosměrném proudu se záporně nabité elektrony pohybují z mínusu do plusu. Jejich směr je konstantní, což dává určité vlastnosti:
DC svářečka má dvě zásuvky pro připojení držáku a zemnících kabelů. Do držáku je vložena elektroda a svářeč s ní manipuluje a vytváří šev. Zemnící kabel je k produktu připevněn pomocí krokosvorky.
Pokud je držák nainstalován v konektoru „-“ a zemnící kabel je připojen k „+“, získáte rovnou polaritu. Při obráceném připojení (držák na „+“ a kostra na „-“) se polarita přehodí.
Rozdíly v režimech svařování
Podívejme se na rozdíl mezi přímou a obrácenou polaritou při svařování. Podle fyzikálních zákonů teče stejnosměrný proud jedním směrem od mínus do plus (pohyb elektronů se záporným nábojem). V tomto případě se teplo vždy soustředí na plus. Proto tam, kde je „+“, bude teplota vyšší.
Při svařování s přímou polaritou „+“ na výrobku. To zajišťuje větší ohřev povrchu a zároveň nedochází k přehřívání elektrody. Na špičce bude topný bod anodický. Práce s obloukem s obrácenou polaritou znamená „plus“ na špičce elektrody a vytvoření tepelné skvrny katody. Díky tomu se spotřební materiál zahřívá více a produkt se zahřívá méně. Rozdíl teplot je asi 1000°C.
Vliv polarity na svařování
Nyní pojďme diskutovat o tom, jak polarita, konkrétně lokalizace ohřevu, ovlivňuje proces svařování.
Výhody a nevýhody přímé polarity
Koncentrace tepelného paprsku na produktu dává následující výsledky:
TIG svařování neželezných kovů, jako je měď, se provádí s přímou polaritou. Tento režim je nejlepší použít při práci s kovy o průřezu 4 mm a větším. Ale tenké plechové polotovary budou vypáleny s rovnou polaritou. Strany mohou také při svařování značně „vést“ a bude nutné rovnání dílů. Při svařování konstantním proudem s „plus“ na držáku nebude možné použít elektrody na střídavý proud. V tomto režimu se také zvyšuje rozstřik kovu.
Výhody a nevýhody obrácené polarity
Použití obrácené polarity poskytuje následující vlastnosti svařování:
Při svařování tenkých kovů je lepší použít obrácenou polaritu, aby se elektroda nepřilepila, ale nedošlo k popálení. Při provádění krátkých svarů přerušovaným obloukem se příkon tepla ještě sníží.
Spojení silných obrobků 6-10 mm je mnohem horší, protože není vyžadována hloubka průniku. Se značkou mínus na držáku je snazší dosáhnout kvalitního švu na nerezové oceli, hliníku, oceli s vysokým obsahem uhlíku nebo litině. Pokud je nutné nanést přídavný kov pro následné drážkování, pak s obrácenou polaritou dochází k oddělení kapky mnohem rychleji.
Zdroj videa: Welding Territory R
Hrot elektrody se ale také vlivem zvýšeného zahřívání rychle zkracuje, takže dojde k nadměrné spotřebě materiálů. Pokud je povlak elektrody citlivý na přehřátí, pak držení dlouhého souvislého oblouku může způsobit rozpadání povlaku a holá tyč se stane nevhodnou pro svařování. Když proud klesne na minimum, oblouk začne „přeskakovat“ a ztíží se ovládání svarové lázně, takže při svařování tenkých ocelových plechů se budou hodit doplňkové funkce ve střídači, o kterých se zmíníme níže.
Poloautomatické svařování
Při poloautomatickém svařování se polarita také mění v závislosti na tloušťce kovu a druhu svařovaných materiálů. Nejčastěji je zpočátku nainstalováno přímé spojení s „mínus“ na hořáku. To je nutné pro svařování poměděným nebo nerezovým drátem. Vzhledem k tomu, že jeho průřez je malý (0.6-1.2 mm), teplo se musí soustředit na výrobek, jinak se spotřební materiál rychle spálí a rozstřikuje kov ve všech směrech.
Pokud budete svařovat se samostíněným plněným drátem bez plynu, bude vyžadována obrácená polarita. Na rozdíl od invertoru, u kterého stačí prohodit konektory kabelu držáku a zem, u poloautomatického zařízení je hořák připevněn k objímce. Obsahuje drátěný kanál, napájecí drát, přívodní hadici ochranného plynu a ovládací dráty. Hořák prostě nemůžete zasunout do zemnícího konektoru – nepasuje do tvaru.
Existuje několik způsobů, jak změnit polaritu poloautomatického zařízení v závislosti na konfiguraci zařízení. U některých modelů je potřeba prohodit konektory ve spodní části (napájecí kabel hořáku má samostatný výstup se zásuvkou, jako je zem). U ostatních otevřete boční kryt a znovu připojte kabely ke svorkám (obvykle mají různé barvy). Budete potřebovat vidlicový klíč.
Invertorové svařování
Svařování s MMA invertorem se provádí s přímou polaritou „klasickým“ způsobem, protože režim se používá pro spojování silnostěnných obrobků 4 mm a více:
Svařování se provádí nepřetržitým obloukem s mezerou 3-5 mm. Čím rychleji pohybujete elektrodou přes jeden kloub, tím menší je hloubka průniku. Při zpomalování se hloubka průniku zvyšuje. Pokud potřebujete svařovat spoje s různou tloušťkou stran za sebou, můžete si na stroji nastavit proud pro největší průřez v konstrukci a hloubku průvaru regulovat rychlostí elektrody. Na silnějším kovu se vždy udržuje pouze oblouk, který se krátce přenese na tenký kov, aby nedošlo k popálení.
Svařování s obrácenou polaritou se nejčastěji používá pro spojování tenkých plechových materiálů o průřezu 1-3 mm. Ale ani koncentrace tepelného paprsku na špičce elektrody vždy nezabrání popálení. Abyste předešli defektům švu, použijte přerušovaný oblouk. Dotykem produktu se zapálí a aplikují se krátké stehy bez vroubků. Odříznutí hrotu elektrody od obrobku do výšky 2 cm vede k útlumu oblouku. Poté se hrot opět zvedne a rozsvítí se bez klepání. Takové pauzy poskytují dodatečný čas na ochlazení švu a zabraňují popálení.
Držák elektrody
Při provozu přímo připojeného měniče při vysokých proudech 200-300 A může dojít k velkému přehřátí držáku. To se také děje při proudu 140 A, pokud je polarita obrácena. Koneckonců, ohřev na elektrodě se zvýší na 1000 stupňů. Abyste se vyhnuli nepohodlí v ruce, je důležité vybrat držák měniče s dobrou izolací rukojeti. Pak můžete vařit déle, aniž byste museli dělat přestávky na vychladnutí.
Svařovací elektrody
Pokud jste začátečník a nevíte, s jakou polaritou budete vařit (nebo možná budete muset pracovat s tenkými a silnými kovy najednou), zvolte univerzální elektrody. Jsou určeny pro střídavý a stejnosměrný proud libovolné polarity. Mezi testované univerzální elektrody patří Lincoln Electric Omnia 46, SpetsElektrod ANO-21, ESAB OZS-12. Pro práci s obrácenou polaritou existují vysoce specializované elektrody ESAB OK 46.00.
Výběr měniče a jeho provoz
Pro rychlé přepólování při práci s tenkými a silnými kovy musí mít měnič spolehlivé konektory napájecího kabelu. Tenké tenké kolíky v konektoru a nízký okraj pro upevnění se rychle opotřebovávají častým přestavováním. Pak dojde k vůli, kabelové zásuvky budou viset, vznikne zvýšený odpor a přehřívání. Svařovací proud klesne a mezi konektorem a zásuvkou může dokonce vzniknout elektrický oblouk.
Vybírejte spolehlivé MMA invertory s odolnými paticemi, aby se při změně polarity nic neopotřebovalo ani neviselo. Pokud již měnič máte a jeho konektory jsou opotřebované, můžete je vyměnit za silnější výběrem z katalogu konektorů propojovacích kabelů.
Svařování tenkého kovu obalenou elektrodou 1.0-1.5 mm je pro začátečníka náročný úkol. Invertory RDS s funkcí „Anti-stick“ vám pomohou zvládnout to bez popálení. Když je hrot elektrody ponořen do svarové lázně, stroj to „cítí“ a vypne svařovací proud. Výsledkem je, že neexistuje žádná přídržná síla, není třeba naklánět držák doleva nebo doprava, abyste zvedli elektrodu z povrchu. Povlak spotřebního materiálu se v tomto případě nedrolí.
Funkce Arc Force také pomáhá při svařování tenkých kovů s obrácenou polaritou. Když se elektroda chystá přilepit, invertor automaticky zvýší proud o 10A a udržuje elektrický oblouk. Jakmile obnovíte vzduchovou mezeru, zařízení samo sníží proudovou sílu na předchozí hodnotu a eliminuje propálení.
Odpovědi na otázky: vlastnosti přímé a obrácené polarity při svařování
Při jaké polaritě je šev na pohled krásnější?
Skrýt Další podrobnosti
Opačně. Teplo na špičce elektrody je vyšší, separace kapek je rychlejší, šev je více šupinatý a bez prověšení. Tento režim je použitelný pro přední strany produktu, pokud lze tloušťku kovu roztavit s obrácenou polaritou.
V jakém režimu se snižuje rozstřik kovu při provozu poloautomatického stroje?
Skrýt Další podrobnosti
Při obrácené polaritě je méně rozstřikování. Pokud se provádí svařování na přední straně výrobku a poté je nutné vyčistit všechny přilepené kapky, je lepší přepnout poloautomat na obrácenou polaritu.
Jak zmenšit šířku švu s obrácenou polaritou?
Skrýt Další podrobnosti
Aby byl šev v režimu obrácené polarity užší, je nutné pohybovat elektrodou rychleji.
Elektroda při řezání zčervená, co mám dělat?
Skrýt Další podrobnosti
S největší pravděpodobností máte připojenou obrácenou polaritu. Vyměňte napájecí kabely v zásuvkách. Práce s přímým připojením („+“ na výrobku) šetří spotřebu elektrody o 20-40% a snižuje její zahřívání.
Jakou polaritu byste měli použít pro vaření hliníku pomocí poloautomatického stroje?
Skrýt Další podrobnosti
Na rubu. Hliník má nízký bod tání a při přehřátí uniká. Proto se tepelný paprsek soustředí na elektrodu. Ale abyste zničili oxidový film, potřebujete poloautomatické zařízení s pulzem (Pulse), jinak nebude hluboká penetrace fungovat.