The ABC’s of Arc Welding
How Polarity Affects Electrode Performance in Arc Welding
Termín „polarita“ se používá k popisu elektrického připojení elektrody vzhledem ke svorce zdroje energie. U stejnosměrného proudu (DC), kdy je elektroda připojena ke kladné svorce, se polarita označuje jako kladná elektroda stejnosměrného proudu (DCEP). Je-li elektroda připojena k záporné svorce, označuje se polarita jako stejnosměrná elektroda záporná (DCEN). Při použití střídavého proudu (AC) se polarita mění každý půlcyklus 50 nebo 60 Hz.
Proč se při svařování GMAW používá převážně DCEP
Převážná většina aplikací obloukového svařování plynem (GMAW) používá DCEP. Tento stav přináší stabilní oblouk, plynulý přenos kovu, relativně nízký rozstřik, dobré svarové vlastnosti a hluboký průvar pro široký rozsah svařovacích proudů. Naproti tomu při použití DCEN má velikost kapek roztaveného materiálu tendenci se zvětšovat a přenos kapek se stává nepravidelným, čímž se zvyšuje rozstřik velkých zrn. Speciálně pro DCEN však byly vyvinuty některé specifické dráty s jedinečným chemickým složením, které nabízejí vynikající výkon na pozinkovaných plechách. Pokusy o použití konvenčního střídavého proudu byly obecně neúspěšné kvůli nestabilnímu oblouku při GMAW. Díky nejmodernějším invertorovým a digitálním řídicím technologiím však byly vyvinuty střídavé pulzní zdroje GMAW pro plechy.
SMAW je nejuniverzálnější svařovací proces z hlediska polarity
Velká škála obalovacích tavidel pro obalené elektrody umožňuje, aby byl proces SMAW nejuniverzálnější z hlediska polarity. Většina obalených elektrod používá buď střídavý, nebo stejnosměrný proud. Některé elektrody, konkrétně E6013 (RB-26), E6019 (B-17) a E7024(ZERODE-43F), nabízejí dobrý výkon s AC, DCEP nebo DCEN. Naopak elektrody s vysokým obsahem celulózy, jako jsou E6010 (KOBE-6010), E7010-P1 (KOBE-7010S) a E8010-P1 (KOBE-8010S) pro svařování trubek, jsou určeny pouze pro použití s DCEP pro hladší přenos kapek. Elektrody s nízkým obsahem uhlíku typu Cr-Mo, jako jsou E7015-B2L (CMB-95) a E8015-B3L (CMB-105), jsou rovněž určeny pro použití pouze s DCEP pro lepší výkon. Některé specifické elektrody, jako je LB-80UL pro vysokopevnostní oceli a NB-1SJ pro nízkoteplotní oceli, se doporučují používat pouze AC, aby byly zaručeny přísné požadavky na pevnost a rázovou houževnatost svarového kovu při výrobě.
Jak polarita ovlivňuje SAW
Konkrétní kombinace drátu a tavidla určuje volbu AC, DCEP nebo DCEN v SAW. U DCEP je poměr spotřeby tavidla (poměr množství strusky k množství naneseného kovu) vyšší než u AC zhruba o 10-30 % v závislosti na typu tavidla. V důsledku toho může být chemické složení – tedy mechanické vlastnosti – svarového kovu ovlivněno polaritou, i když míra vlivu závisí na typu tavidla. Proto je při přísných požadavcích na kvalitu svarového kovu nutné pečlivě vybírat kombinaci drátu a tavidla s ohledem na polaritu používaného zdroje energie. Tabulka 1 uvádí příklad vlivu polarity na chemické složení a mechanické vlastnosti svarového kovu. V těchto výsledcích zkoušek jsou rozpoznatelné výrazné rozdíly v obsahu uhlíku, kyslíku, 0,2 %PS, TS a IV mezi AC a DCEP.
| Polarita | C | Si | Mn | P | S | O |
|---|---|---|---|---|---|---|
| AC | 0.07 | 0.30 | 1.61 | 0,017 | 0,005 | 0,067 |
| DCEP | 0,05 | 0,35 | 1,67 | 0,018 | 0.006 | 0,098 |
| Polarita | 0,2% PS (N/mm2) |
TS (N/mm2) |
El (%) |
RA (%) |
Av. IV při -40°C (J) |
|
| AC | 462 | 565 | 30 | 70 | 93 | |
| DCEP | 411 | 512 | 33 | 69 | 74 | |
Page Top