Полярность и ток: почему электроды уони «липнут», а ано «кипят»?

В дуговой сварке основное влияние на процесс оказывают полярность и сила тока. От их сочетания зависит характер горения дуги, скорость плавления электрода, глубина проплавки и нагрев основного металла. Неправильный выбор этих параметров может привести к тому, что сварочный электрод начнет прилипать при розжиге или, наоборот, металл в сварочной ванне будет «кипеть» и разбрызгиваться. Эти эффекты связаны с перераспределением тепла между электродом и деталью, которое напрямую определяется полярностью и силой тока. В статье мы разберем, почему это происходит и как подобрать режимы, при которых сварка будет стабильной и контролируемой.

Полярность и распределение тепла

В дуговой сварке бывают два основных режима постоянного тока: прямая полярность (DCEN) — электрод подключен к отрицательному полюсу, и обратная полярность (DCEP) — электрод подключен к положительному полюсу

При DCEN (прямой полярности): около 2/3 тепла концентрируется на детали, и лишь 1/3 — на электроде. Это приводит к глубокой проплавке, но медленному плавлению электрода
При DCEP (обратной полярности): 2/3 тепла — у электрода, 1/3 — у детали. Электрод быстро плавится и легче поджигается, но проплавка основы слабее.

Почему это важно?

Электроды «прилипают» часто при недостатке тепла у торца — как при слабом токе, так и при неподходящей или прямой полярности, когда деталь нагревается сильнее, чем электрод.
Металл «кипит» — если чрезмерное тепло концентрируется в зоне дуги (например, слишком мощный ток, обратная полярность), происходит сильное выпенивание, разбрызгивание, нестабильный металл как будто «кипит».

Почему электроды липнут: причины и советы

Главные причины прилипания электрода описаны в специализированных источниках

Отсыревшее покрытие — влагопоглощающее покрытие делает зажигание дуги в разы сложнее.
Неправильный выбор типа электрода или полярности — неподходящий электрод для материала или токового диапазона.
Плохое качество покрытия или стержня — приводит к нестабильному горению дуги.
Слишком низкий сварочный ток — дуга не горит устойчиво, электрод прилипает.
Неправильный способ поджигания (например, залипание при касании, а не чирканье).
Слишком короткая дуга — близкий контакт кончика с металлом.
Загрязненная поверхность заготовки — грязь, ржавчина, масло мешают стабильной дуге.

Рекомендации:

Храните электроды в сухом месте, при необходимости — прокалить.
Используйте метод поджига «чирканьем» — как спичкой.
Очистите заготовку перед сваркой.
Поддерживайте оптимальную длину дуги и настройте ток по рекомендациям.
Учтите полярность и соответствующие свойства тока для материала и типа электродов.

Почему «кипит» металл — избыток тепла

Когда сила тока значительно выше рекомендуемой или применяется обратная полярность, в зоне дуги возникает чрезмерный тепловой поток. В результате меняется поведение сварочной ванны, а металл начинает «бурлить» и разбрызгиваться. Основные причины этого эффекта:

Чрезмерный нагрев электрода — при обратной полярности большая часть тепла концентрируется на электроде, что вызывает его слишком быстрое плавление.
Перегретые капли расплава — металл в капле становится чрезмерно жидким, при попадании в ванну он бурно перемешивается, создавая эффект «кипения».
Потеря стабильности дуги — избыток тепла переводит процесс в нестабильный режим, при котором увеличивается разбрызгивание и появляются всплески металла.
Слабое проплавление основы — несмотря на «активную» ванну, при обратной полярности проплавка основного металла уменьшается, что снижает прочность шва.
Неправильная комбинация режима и полярности — слишком высокий ток в сочетании с неподходящим типом электродов приводит к образованию излишнего шлака, пор, спаттера и ухудшает внешний вид шва.

При правильной настройке режима и выборе полярности можно полностью исключить эффект «кипения» и добиться ровного, стабильного формирования шва.

Как добиться баланса: не липнет — не кипит

Правильные настройки

Выбирайте ток согласно диаметру электрода и толщине металла — соблюдайте рекомендованные диапазоны.
Подбирайте полярность: DCEN для глубокой проплавки, DCEP — для быстрого поджига и тонких материалов, AC — когда нужно справиться с магнитными отклонениями дуги

Техника

Храните и используйте прокаленные и качественные электроды.
Избегайте прилипаний через грамотный «чиркач» и оптимальную дугу.
Для оптовых закупок (сварочные электроды оптом, электроды оптом, электроды купить оптом от производителя) — тщательно уточняйте диапазон токов, полярность и тип покрытия от производителя.

Практика

Для тонких деталей предпочтительна обратная полярность (DCEP) для быстрого поджига.
Для толстых конструкций — прямая полярность (DCEN) обеспечит более глубокую проплавку и контроль тепла.
AC-полярность используется только где требуется компенсировать дуговое отклонение (arc-blow).

Почему электроды липнут? — из-за недостатка тепла на торце или плохих условий хранения, ошибки в токе, полярности или технике зачистки и зажигания.

Почему металл «кипит»? — из-за избытка тепла в дуге, особенно при обратной полярности и высокой силе тока.

Чтобы сварка была эффективной и безопасной:

Следите за балансом между током и полярностью.
Держите электроды сухими, эмпирически подбирайте оптимальные параметры.
Правильный поджиг дуги, подготовленная поверхность и качественный электрод решают большинство проблем.