Какой полярностью варить тонкий металл (плюс на держак или минус)
Содержание статьи:
Какой полярностью варить тонкий металлЧтобы использовать абсолютно все преимущества сварочного инвертора нужно понимать, что такое прямая и обратная полярность. Это достаточно весомое преимущества сварки постоянным током, ведь в любое время можно поменять полярность.
При сварке постоянным током сварочная дуга может иметь обратную или прямую полярность. В первом случае к электроду подводится плюс от инвертора, а во втором, минус. В результате этого, происходит большее выделение тепла там, где подключён плюс.
Если это обратная полярность, то, быстрее всего сгорает электрод, а основной металл прогревается меньше. Если наоборот, плюс подключён к заготовке, то основной металл прогревается лучше. Всё это дает возможность более эффективно и гибко настраивать сварочный инвертор под свои нужды.
В этой статье мы рассмотрим, на какой полярности лучше всего варить тонкий металл.
В отличие от обычного сварочного трансформатора, инвертор постоянного тока имеет два режима работы.
Они, в первую очередь, связаны со сменой полярности, ведь у постоянного тока, в отличие от переменного, есть плюс и минус.
Соответственно, подключая электрододержатель к минусу или плюсу, мы тем самым настраиваем инвертор на определённый режим работы. Не будем вдаваться в подробности, куда именно течёт ток, от плюса к минусу или наоборот, статья не об этом. Нужно лишь сказать, что там, где подключён плюс, тепла, выделяется гораздо больше.
Например, если плюс подключён к электрододержателю, то при сварке большая часть тепла будет аккумулироваться именно на электроде. Что это нам даст? Особенно хорошо варить на обратной полярности тонкие металлы и нержавейку. Связано это с тем, что при сильном нагревании тонкий металл деформирует. Также чрезмерное выделение тепла может привести к такому дефекту, как прожоги.
Чтобы этого не случилось, важно сильно не нагревать тонкий металл. Вот тут как раз нам и поможет обратная полярность. При подключении к электрододержателю плюса от инвертора, тонкий металл не будет прожигаться.
Прямая полярность для сварки толстого металла
Ну и, наоборот, для того, чтобы хорошо проварить толстый металл и придать определённую прочность сварному соединению, нужно использовать прямую полярность. При прямой полярности плюс от инвертора идёт не на электрододержатель, а подсоединяется к клемме массы. То есть, плюс подключается к основному металлу, который сваривается.
В результате такого подключения толстый металл прогревается лучше, что позволяет нормально его проварить и получить качественное, надежное, а самое главное, долговечное соединение.
Теперь вы знаете, как варить на прямой и обратной полярности инвертором.
Достаточно просто запомнить, что плюс играет важную роль при подключении ММА аппарата для сварки. Если он идёт на электрод, то это обратная полярность, если на свариваемый металл, то полярность прямая.
Поделиться в соцсетях
Прямая и обратная полярность при сварке инвертором
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.
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.
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.
Ни о каком соединении здесь уже говорить не придется.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.
https://www.youtube.com/watch?v=GrVBaIZ3ddE
Некоторые особенности сваривания при прямой полярности
- 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.
- 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°.
Можно и стальную. В данном случае, чем больше толщина вспомогательного слоя, тем лучше.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.
Инверторы полярности– elenasy.com
Иногда мы проектируем и строим схему, которая требует двойного источника питания. Но в некоторых случаях нам действительно нужно только положительное напряжение для питания схемы, а отрицательное используется только для какой-то особой поляризации, которая на самом деле не требует такого же количества энергии, которое используется для положительного. Рассмотрим, например, схему с полевым МОП-транзистором с каналом истощения, который требует отрицательного напряжения только для поляризации затвора.
В таких случаях экономически выгоднее использовать другой подход, чем иметь полноценный двойной блок питания.
Этот подход называется «инверсия полярности», в результате чего получается устройство, способное преобразовывать положительное напряжение источника питания в слаботочное отрицательное напряжение.
Таким образом, инвертор полярности представляет собой схему, способную принимать положительное напряжение по отношению к земле и генерировать отрицательное напряжение также по отношению к земле, так что мы можем иметь как положительное, так и отрицательное напряжение в точке в то же время для питания другой цепи, без использования двойного источника питания.
В принципе инвертор основан на следующей схеме.
Имеются два конденсатора и два диода, а также переключатель, соединяющий плюс первого конденсатора попеременно с источником положительного напряжения и с землей.
Когда переключатель установлен в сторону положительного напряжения, конденсатор C1 начинает заряжаться через первый диод, который замыкает цепь на землю. При достаточном количестве времени напряжение на конденсаторе увеличивается до входного напряжения за вычетом падения напряжения на диоде.
Например, если входное напряжение равно 9 В, конденсатор зарядится примерно до 8,4 В.
На следующей диаграмме это показано первым импульсом на Vin и соответствующим напряжением на C1.
Теперь, когда конденсатор заряжен, мы перемещаем переключатель на землю. При этом мы размыкаем цепь, которая соединяет конденсатор C1 с входным напряжением, и вместо этого подключаем тот же конец конденсатора к земле.
Таким образом, напряжение на конденсаторе C1 теперь обеспечивает прямую поляризацию на второй диод, тот, что справа, и поэтому у нас есть замкнутая цепь, которая идет от конденсатора C1 к конденсатору C2 и через второй диод.
Если мы выберем два конденсатора с одинаковой емкостью, то половина зарядов конденсатора С1 перейдет к конденсатору С2 и, в результате, оба конденсатора С1 и С2 получат половину первоначального заряда и, следовательно, с половина исходного напряжения, которое было на C1.
Это представлено во второй части приведенной выше диаграммы, где теперь входное напряжение равно нулю, но конденсаторы C1 и C2 имеют половину исходного напряжения.
В следующем цикле мы перемещаем переключатель обратно в сторону источника питания, поэтому конденсатор С1 снова заряжается до входного напряжения. Однако в этом случае второй диод имеет обратную полярность, поэтому конденсатор С2 изолирован и не может ни заряжаться, ни разряжаться, поэтому сохраняет прежнее значение напряжения.
Переместив переключатель обратно на землю, C1 дает больше заряда C2, и, следовательно, его напряжение немного падает, а напряжение C2, вместо этого, увеличивается.
Теперь вы можете видеть, что если я продолжаю переключаться туда и обратно, добавляя к диаграмме больше циклов, то и C1, и C2 будут сохранять все больше и больше зарядов, а их напряжение будет увеличиваться, так что после ряда циклов C2 достигает примерно того же напряжения, что и входное.
Теперь обратите внимание на то, как конденсатор C2 подключен к земле на своей положительной стороне, а другой конец подает свое отрицательное напряжение на выход схемы, который, таким образом, является отрицательным по отношению к земле.
Если вы посмотрите на последнюю из четырех диаграмм, вы увидите, как выходное напряжение становится все более и более отрицательным по отношению к земле, с тенденцией к достижению 8,4 В, о которых мы упоминали ранее.
Итак, если мы будем продолжать быстро перемещать переключатель вперед и назад, после достижения этого состояния мы сможем поддерживать его, даже если мы будем снимать небольшое количество заряда с C2 в каждом цикле из-за нагрузки, которую мы могли бы приложить к его выводам. .
Эта схема называется насосом заряда, потому что способна накачивать заряды во второй конденсатор, даже если он не подключен напрямую к входному напряжению.
Обратите внимание, что если мы начнем подавать на выход сильную нагрузку, C2 не сможет достаточно быстро перезаряжаться, и его напряжение начнет падать. И именно поэтому мы не можем использовать этот инвертор полярности для нагрузок, сравнимых с теми, которые мы можем подключить непосредственно к оригинальному блоку питания.
Но как нам переместить переключатель достаточно быстро, чтобы получить эту функциональность?
Хитрость заключается в том, чтобы заменить механический переключатель твердотельным и управлять им с помощью прямоугольного генератора, так называемого нестабильного мультивибратора.
Один из способов сделать это — использовать таймер 555, как показано на следующей схеме.
Схема на правой стороне точно такая же, как на предыдущей схеме. Однако на левой стороне механический переключатель был заменен на таймер 555, настроенный как нестабильный мультивибратор с рабочим циклом, близким к 0,5.
Контакт 3 555, который является выходным контактом, попеременно переключается с напряжения источника питания на землю, таким образом, работая, как если бы это был переключатель предыдущей схемы.
Частота колебаний обеспечивается R1, R2 и C4, которые я рассчитал в этом примере, чтобы обеспечить частоту около 30 кГц с рабочим циклом, очень близким к 0,5.
Если вы хотите узнать больше о таймере 555, я предлагаю вам посмотреть видео, которое я сделал около года назад, где я описываю, что это такое и как оно работает.
Вот ссылка на видео.
Чтобы иметь возможность поддерживать относительно более высокие токи с инвертором полярности, мы должны иметь возможность заряжать конденсаторы быстрее, что приводит к более высокому току. Один из способов сделать это — использовать выход 555 для управления парой транзисторов с высоким значением бета, коэффициента, который выражает усиление тока транзисторов. При более высоком доступном токе конденсаторы будут заряжаться быстрее, и, следовательно, можно будет работать с более высоким током нагрузки.
Вот пример схемы, которая может обеспечить более высокие токи:
Эта схема в основном идентична предыдущей, но вместо того, чтобы подавать выходное напряжение 555 непосредственно на зарядный насос, она состоит из C1, C2, D1 и D2, 555 управляет двумя транзисторами 8050 и 8550, соответственно NPN и PNP.
С помощью этих транзисторов мы по-прежнему можем соединить положительный вывод C2 с положительным выводом источника питания и с землей попеременно, и мы можем заставить заряды в двух конденсаторах двигаться быстрее.
Два резистора R3 и R4 необходимы для ограничения величины тока через базы транзисторов. Слишком большой ток будет иметь два нежелательных побочных эффекта:
Во-первых, транзисторы могут сгореть из-за слишком большого тока.
Во-вторых, даже если бы транзисторы не сгорели, они все равно вошли бы в глубокое насыщение, что заставило бы их тратить больше времени на переход между состояниями «включено» и «выключено», что привело бы к тому, что схема не работала должным образом.
В дополнение к этому, поскольку напряжение на выходе 555 не изменяется мгновенно между 0 и Vin, во время перехода будет период, когда оба транзистора будут включены одновременно. В результате входное напряжение будет замыкаться на короткое время во время каждого цикла, чего следует избегать.
Чтобы решить эту проблему, я добавил в схему эти два стабилитрона. Диоды Зенера создают разрыв между 4,7 В и 5,1 В, который предотвращает одновременное включение обоих транзисторов, тем самым устраняя проблему короткого замыкания.
Вот как это работает.
При переходе от 0 до 9В на выводе 3 микросхемы 555 транзистор 8550 будет открыт в интервале между 0 и 4,7В.
В интервале между 4,7В и 5,1В оба транзистора будут закрыты и, наконец, во время перехода между 5,1В и 9V, транзистор 8050 будет включен.
И наоборот, при переходе с 9В на 0 произойдет обратная последовательность: сначала будет включен транзистор 8050, затем оба транзистора будут выключены, затем будет включен транзистор 8550, только один.
Именно поэтому два стабилитрона гарантируют, что два транзистора никогда не будут включены одновременно, тем самым защищая их и блок питания.
Конечный эффект будет таким же: положительный вывод C2 будет попеременно подключен к плюсу и к земле, заставляя работать зарядовый насос и создавая отрицательный выход.
В заключение, инверторы полярности полезны в определенных ситуациях, но недостаточно хороши для замены полноценного двойного источника питания.
Итак, когда мы используем тот или иной?
Мы будем использовать инвертор полярности в тех случаях, когда требуется лишь небольшая нагрузка на этот конкретный полюс, тогда как большая часть нагрузки будет зависеть от одного источника питания.
Всякий раз, когда нам потребуется значительное и сравнимое количество энергии как на положительном, так и на отрицательном полюсах, нам понадобится двойной источник питания.
И, наконец, если вы хотите увидеть инвертор полярности в действии, вы можете посмотреть это видео, которое я разместил в декабре 2020 года.
Нравится:
Нравится Загрузка…
бытовой ток в вашем автомобиле
Если вы хотите питать ноутбук или другое крупное электрическое устройство в своем автомобиле, вам нужен инвертор, который превращает 12-вольтовое напряжение постоянного тока вашего автомобиля в 120-вольтовое напряжение переменного тока, как у вас дома. Вот как они работают и на что обращать внимание при покупке.
Сейчас играет: Смотри: Поставьте бытовую розетку в машину
5:17
Что делает автомобильный инвертор
Название «инвертор» мало что вам говорит. Его следовало бы назвать «переключателем полярности и усилителем напряжения», но, к счастью, это не так.
Проще говоря, автомобильный инвертор берет 12-вольтовое электричество постоянного тока в вашем автомобиле и меняет его полярность. Представьте, если бы вы взяли красный и черный кабели от автомобильного аккумулятора и быстро переключали их туда и обратно: вы бы создали грубую форму переменного тока, которая выглядит следующим образом:
Истинная синусоидальная волна переменного тока, обнаруженная в бытовой розетке, выглядит как гладкая форма волны на конце. Быстрое изменение полярности источника постоянного тока, такого как автомобильный аккумулятор, приводит к грубой прямоугольной мощности переменного тока, показанной внизу.
Брайан Кули / Roadshow Инвертор берет этот грубый переменный ток и разбивает его на этапы, чтобы он больше походил на синусоидальный переменный ток, выходящий из бытовой розетки, а также повышает напряжение с 12 до 120 В. То, насколько элегантно инвертор это делает, играет большую роль.
от его стоимости.
Инвертор постоянного тока постепенно повышает и понижает мощность вашего автомобиля, а также регулярно меняет полярность. Результат, показанный здесь фиолетовым цветом, начинает очень напоминать кондиционер, который вы получаете дома.
Брайан Кули / RoadshowКак купить инвертор для вашего автомобиля
Покупая инвертор для питания электроники от вашего автомобиля, сложите мощность всех устройств, которые вы будете подключать к нему одновременно, и купите инвертор с номинальной мощностью на 20% выше, чем эта мощность. быть безопасным. Если вы собираетесь использовать устройства с двигателями или балластами, такие как электроинструменты или люминесцентные лампы, вам нужно купить инвертор гораздо большего размера, чтобы учесть высокую мощность, которая требуется этим устройствам при запуске или во время импульсов в их работе.
Эта таблица размеров показывает, что для некоторых устройств требуется инвертор с гораздо более высокой мощностью «подушки», чем вам нужно для ноутбука или другой небольшой электроники.
Вам также нужно решить, насколько хорошая синусоида вам нужна. Более простой и дешевый инвертор будет предлагать мощность «модифицированной синусоидальной волны», которая приемлема для более простых электрических устройств, таких как электродрель или лампочка.
Амазонка
Хорошо: Автомобильный инвертор Tripp Lite 375 Вт
Модифицированная прямоугольная мощность торговой марки по низкой цене.
См. на Amazon
Для ноутбуков и другой сложной электроники я рекомендую инвертор с «чистой синусоидой», который выдает переменный ток, практически неотличимый от переменного тока, который есть у вас дома. Такой инвертор может стоить значительно дороже, но гарантирует, что ваша тонкая электроника будет работать так, как и предполагалось.
Амазонка
Лучше: Samlex PST-300-12 Инвертор с чистой синусоидой
Инвертор, который точно воспроизводит синусоиду, присутствующую в бытовой розетке переменного тока, и рассчитан на питание устройств общей мощностью до 300 Вт.
См. на Amazon
Наконец, решите, как вы будете подключать инвертор к своему автомобилю. Меньшие инверторы, которые подключаются к 12-вольтовой «сигаретной» розетке, ограничены номиналом предохранителя этой розетки. Например, 12-вольтовая розетка, защищенная 15-амперным предохранителем, может поддерживать только 200 Вт мощности от инвертора, независимо от того, насколько большой инвертор вы к ней подключаете. Чтобы определить этот расчет для вашего автомобиля:
- Найдите номинал предохранителя для 12-вольтовой розетки в вашем автомобиле, осмотрев ее или прочитав руководство пользователя
- Определите напряжение , которое вы будете использовать : Ваш автомобиль будет подавать 12 вольт, когда он выключен, 13,8 вольт когда он работает
- Обратите внимание, какую мощность вы хотите в инверторе, что является его номинальной мощностью
Вставьте эту информацию в один из различных онлайн-калькуляторов ватт/ампер и посмотрите, соответствует ли полученное число ампер номинальному или ниже 12-вольтового предохранителя автомобиля.
Если расчет выходит выше номинала предохранителя, вы все равно можете использовать инвертор, но не на его полной номинальной выходной мощности. Для этого вам нужно найти более надежный способ подключения инвертора к вашему автомобилю, например, напрямую подключить его к аккумулятору. Многие инверторы также включают в себя соединительный кабель с зажимами для аккумулятора, чтобы временно обеспечить более сильное подключение, когда автомобиль стоит.
Кабели аккумуляторного зажима слева позволяют этому 300-ваттному инвертору работать на полную мощность. Но подача питания через удобный 12-вольтовый выходной кабель справа ограничит его мощность в зависимости от размера 12-вольтового предохранителя в автомобиле.
Брайан Кули / Roadshow Имея в машине инвертор, вы получаете приличный запас готовности. Вы будете знать, что можете питать широкий спектр электрических устройств, независимо от того, куда вас заведут неожиданные планы или чрезвычайные ситуации.
