Ток обратной полярности применяют при необходимости выделения меньшего количества теплоты в свариваемых заготовках и большего — в электроде, например при сварке металлических конструкций покрытыми электродами УОНИ-13, ДСК-50, ОЗС-2 и др., при сварке тонких заготовок из легкоплавких сплавов, легированных, высокоуглеродистых и специальных сталей, чувствительных к перегреву, некоторых цветных металлов и т. д.

Если сила постоянного тока, используемого при сварочных работах, превышает 400 А, на дугу оказывает действие магнитное дутье — дуга отклоняется от своей оси (рис. 2.4 а, б), что вызывает затруднения при сварке. Причиной образования магнитного дутья является неравномерное расположение магнитного поля относительно дуги. Уменьшить это отрицательное воздействие можно различными способами, например подсоединением токопровода сварочной цепи в непосредственной близости к месту сварки (рис. 2.4, в), наклоном электрода в сторону отклонения дуги (рис. 2.4, г), уменьшением длины дуги.

Рис. 2.4. Схемы отклонения дуги постоянного тока под действием магнитного поля (а, б), уменьшения отклоняющего действия магнитного поля путем изменения места токоподвода (в) и наклона электрода (г)

Сварка на переменном токе существенно отличается от сварки на постоянном. При частоте тока 50 Гц анодное и катодное пятна меняются местами 100 раз в секунду, при этом ионизация дугового промежутка нарушается и дуга горит менее устойчиво. Для повышения устойчивости горения дуги применяют предназначенные для работы на переменном токе электроды, в покрытие которых вводят элементы с низким потенциалом ионизации (калий, натрий, кальций), облегчающие возбуждение дуги.

Графическая зависимость напряжения U_д дуги от силы тока называется статической вольт-амперной характеристикой (рис. 2.5). При малых значениях силы тока (участок I) дуга имеет падающую статическую характеристику. Падение напряжения с возрастанием силы тока объясняется увеличением катодного пятна, поперечного сечения дуги и, следовательно, ее проводимости. На этом участке дуга неустойчива.

Рис. 2.5. Статическая вольт-амперная характеристика дуги

При средних значениях силы тока (ручная и автоматическая сварка под флюсом) напряжение на дуге не зависит от силы тока (участок II), так как сечение столба дуги увеличивается пропорционально силе тока. На участке II характеристика называется жесткой и может быть выражена уравнением (2.1), из которого следует, что напряжение на дуге зависит только от длины дуги.

U_д= a+bL_д, (2.1)

где а — постоянный коэффициент, равный U_a+U_к; b — падение напряжения на 1 мм длины дуги.

При большой силе тока (автоматическая сварка под флюсом и сварка в защитных газах) дуга имеет возрастающую характеристику (участок III). Увеличение напряжения дуги объясняется тем, что плотность тока возрастает с повышением его силы, так как сечение столба уже не может увеличиваться, и проводимость дуги остается постоянной.