Чем сваривают нержавейку


4 способа как варить нержавейку

С нержавеющей сталью каждый человек встречается каждый день — из нее сделано множество вещей, от кухонной посуды до архитектурных деталей зданий, оград, турникетов и сложного промышленного и торгового оборудования. Но только сварщики и инженеры знают, насколько сложна сварка нержавейки. Это своеобразный «высший пилотаж» в сфере сварки металлов плавлением.

Все дело в химических особенностях нержавеющей стали. Этот металл создан довольно давно — более 100 лет назад. Даже известно имя одного из его создателей — англичанин Гарри Бреарли. При исследовании металлов для оружейного производства, он обнаружил, что при добавлении в обычную легированную сталь хрома в количестве выше 11%, сплав получает особые свойства — абсолютно не боится коррозии.

Дело в том, что хром при контакте с кислородом образует очень прочный оксид, который покрывает всю поверхность металла и не допускает возникновения любых химических реакций как при комнатной температуре, так и при нагревании и плавлении. Современные марки нержавейки содержат хрома от 11 до 30% и совершенно по разному ведут себя по отношению к свариванию — от довольно хорошо свариваемых, до практически несвариваемых.

То есть соединять детали в принципе можно, но необходимо знать, как варить нержавейку, какие инструменты и способы применять в каждом конкретном случае, как подготовить зону шва и чем шов обрабатывать по окончании сварки. Именно о методах сварки нержавеющей стали расскажет эта статья.

Виды нержавеющей стали

Промышленная и бытовая сварка листовой и профильной нержавейки требует правильного выбора способа работы. Он определяется видом металла. По основным свойства нержавейка классифицируется на:

  • Аустенитную;
  • Мартенситную;
  • Ферритную.

Аустенитная названа так по основной фазе. Это сплавы с высоким содержанием хрома и никеля. Пример — всем известная пищевая сталь AISI 304 (08Х18Н10 по ГОСТ), активно использующаяся при изготовлении посуды, различных архитектурных деталей, дымоходов, ложек и вилок. Содержит 18% хрома и 10% никеля. Стали аустенитного типа немагнитные, пластичные, химически стойкие и прочные механически.

Мартенситные стали отличаются спецификой внутренней структуры, заметной под микроскопом. Отличаются низким содержанием углерода (сотые доли процента) и хрома до 12%. Металлы очень твердые, но хрупкие, применяются для изготовления режущих инструментов или бытовых вещей, турбин и крепежей, которые используются в слабоагрессивной среде. Широко распространена при производстве алкогольных напитков. После термообработки получают необходимую ударную вязкость и жаропрочность.

Пример — AISI 410 (12Х13 по ГОСТ). Содержит 13% хрома и 0,10-0,12% углерода. Устойчива к серным соединениям.

Ферритные — стали со средним содержанием хрома, не закаляются и очень устойчивы к агрессивной среде (кислотам, солям). Они менее пластичны, чем аустенитные и не такие хрупкие, как ферритные. Пример — AISI 430 (12Х17 по ГОСТ). Хрома — 17%, углерода — 0,10-0,12%. Относится к классу трудносвариваемых. Применяется в машиностроении для изготовления втулок, валов, штуцеров.

Как сваривать нержавеющую сталь

Широкое распространение этого вида металла привело к активной разработке методов сваривания. Сварка нержавеющей стали производится практически всеми наиболее распространенными способами — ручной дуговой MMA, вольфрамовым электродом в атмосфере аргона TIG, полуавтоматами в инертной атмосфере — MIG/MAG, лазером.

Но в отличие от обычной, углеродистой стали, при сварке нержавейки используются особые подходы, благодаря ее сложному химическому составу и физическим свойствам. Основными параметрами, затрудняющими сварку являются:

  • температура плавления ниже, чем у углеродистых сталей;
  • значительное тепловое расширение;
  • низкая теплопроводность.

Как правило, нержавеющая сталь перед сваркой прогревается. Не требуют нагрева сплавы с содержанием углерода менее 0,20%. Но детали из металла толщиной более 30 мм следует нагреть до температуры около 150 0С. Низкая теплопроводность требует снижения силы сварочного тока на 15-20% — металл плохо проводит тепло и может прогорать в зоне сварки.

ММА-сварка

Ручная дуговая сварка ММА производится с использованием двух типов электродов. Первые — с основным покрытием (карбонаты кальция и магния) применяются при сварке постоянным током на обратной полярности (электрод подключен к положительному полюсу аппарата).

Вторым типом электродов, рутиловыми, сварить нержавейку можно как при переменном, так и при постоянном токе обратной полярности. При работе с нержавейкой эти электроды намного удобнее, чем основные — меньше разбрызгивается расплав и лучше держится дуга. Оба вида электродов используются в любом пространственном положении, но рутиловые лучше всего работают в нижнем.

TIG-сварка

Аргонодуговой метод используется при сварке тонкой листовой стали. Производится в полностью аргоновой или аргоно-гелиевой атмосфере. В большинстве случаев используется нержавеющая присадочная проволока с ручной или автоматической подачей.

MIG MAG-сварка

Сварочные работы в полуавтоматическом режиме производятся в атмосфере смеси газов 98%Ar / 2%CO2. Иногда вместо углекислого газа используют кислород в том же процентном отношении. При этом несколько улучшаются параметры шва. Варить полуавтоматом можно как объемные детали, так и тонкую нержавейку. От остальных методов MIG/ MAG отличается высокой скоростью и точностью шва.

В этом виде сварки используются различные техники:

  • короткой дугой;
  • со струйным переносом;
  • импульсной.

Короткая дуга, как правило, используется при работе с тонкими металлами, струйный перенос — с более габаритными элементами.

Наиболее управляемый и поддающийся тонкому контролю — импульсный метод. Металл в сварочную ванну полается по каплям, благодаря чему происходит уменьшение среднего тока дуги, а, значит, и поступление тепловой энергии в зону сваривания. Зона термического влияния становится уже, что очень важно при низкой теплопроводности металла.

При импульсной сварке практически исключено появление брызг, что очень важно при необходимости получения точного шва, например, при изготовлении емкостей или декоративных элементов.

Сварка нержавейки при помощи лазера

Промышленная лазерная сварка нержавейки требует специального оборудования. В бытовых условиях она практически не реализуется. Основными преимуществами этого способа является отсутствие явления снижения прочности в зоне отпуска, если сталь была термически упрочнена. Также исключается появление одного из самых распространенных дефектов сварки нержавейки — термических трещин.

При лазерной сварке швы остывают намного быстрее, а размеры зерна получаются мельче. Сварка лазером нержавеющей стали производится как точечным, так и шовным методом. Быстрота и точность воздействия сфокусированного луча на металл не допускает возникновения оксидной пленки на поверхности расплава, соединение получается исключительно прочным. Сваривается нержавеющая сталь лазером только встык — термические напряжения, которые могут возникнуть при соединении внахлест, значительно ухудшают общую прочность конструкции.

Подготовка и финишная обработка

Качество сварки нержавейки, как и любых других металлов, зависит от подготовки зоны сваривания. Металл должен быть тщательно очищен от жира, пыли и грязи, промыт ацетоном или высокооктановым бензином и просушен. Металлической щеткой необходимо зачистить кромки деталей до характерного блеска.

Сварка нержавейки имеет свои особенности — высокий коэффициент термического расширения может вызвать появление холодных трещин, если детали сдвинуть очень плотно. Между ними необходимо оставить небольшой зазор, ширина которого определяется по справочнику или опытом сварщика.

Зачистка сварочных швов нержавеющей стали — обязательный этап завершения работ. Она производится механическим или химическим способом. Основная цель — удалить сажу и окалину, очистить зону шва от различных примесей, которые мешают образованию полноценной оксидной пленки.

Перед тем, как зачистить сварочный шов на нержавейке, необходимо тщательно осмотреть его на предмет появления трещин или иных видимых дефектов. При бытовой сварке нет необходимости в использовании дефектоскопической аппаратуры, но при промышленной — она должна применяться в обязательном порядке.

Травление кислотами производится на всех марках стали при помощи соляной и серной кислот. После обработки шва необходимо промыть зону работ чистой водой. В домашних условиях кислотное травление производится редко, более распространен механический способ.

Механическая обработка производится способом очистки металлической щеткой и обработкой мелкозернистой наждачной бумагой. Если есть возможность — обработать пескоструйным аппаратом. После механической обработки следует нанести на шов пассивирующий раствор.

Шлифовка и полировка зоны шва и поверхности изделия целиком производится при помощи полировальных и шлифовальных кругов с различными типами поверхности. Из инструментов при этом используется болгарка или вибрационные шлифмашинки.

Сварочные работы с нержавейкой имеют много особенностей и тонкостей. Если вы обладаете практическим опытом сварки нержавейки — поделитесь им на страницах нашего сайта. Ждем ваших писем и сообщений.

wikimetall.ru

Сварка нержавейки в домашних условиях: варианты, советы, видео

Выполняя такую технологическую операцию, как сварка нержавейки, важно учитывать как физические свойства материала, так и его химический состав. Только в таком случае можно рассчитывать на то, что соединение будет выполнено качественно и надежно.

Аргонная сварка нержавеющей стали

Факторы сложности для сварки деталей из нержавеющей стали

Сварку нержавеющей стали затрудняет то, что данный материал относится к категории высоколегированных сплавов, а значит, в его составе в достаточно большом количестве содержатся элементы, влияющие на его основные свойства. В нержавейке, в частности, таким элементом является хром. Его содержание в данном сплаве может составлять 12–30%. Хром наряду с такими элементами, как никель, титан, марганец и молибден, формирует антикоррозионные свойства нержавеющей стали, но в то же самое время наделяет ее и другими особенностями, влияющими на свариваемость.

Для тех, кто не любит читать длинные статьи и вникать в технические тонкости, предлагаем сразу посмотреть два видео с наиболее актуальными для домашнего мастера вариантами сварки нержавеющей стали — электродом с помощью инвертора и опять же инвертором, но уже в среде защитного газа (аргона).

Сварка нержавейки должна выполняться с учетом следующих специфических характеристик этого материала. Достаточно высокий коэффициент линейного расширения

По этой причине сварку нержавеющей стали всегда сопровождает значительная деформация соединяемых деталей. В отдельных случаях, когда свариваемые детали имеют значительную толщину и между ними не предусмотрен зазор, такие деформации могут привести даже к появлению крупных трещин.

Низкая теплопроводность

Теплопроводность нержавеющей стали в 1,5–2 раза ниже, чем у низкоуглеродистых сплавов. Такая особенность материала приводит к тому, что соединяемые детали в зоне сварки проплавляются даже при меньших (на 15–20%), чем при сваривании изделий из низкоуглеродистой стали, силах тока.

Межкристаллитная коррозия

При сильном нагреве (более 500 градусов Цельсия) в нержавеющих сталях возникает так называемая межкристаллитная коррозия. Происходит это потому, что по краям зерен структуры металла начинают формироваться прослойки, состоящие из карбида хрома и железа. Избежать этого явления можно не только тщательным подбором режима сварки, но и путем принудительного охлаждения свариваемых деталей из нержавейки, для чего можно использовать обычную воду. Однако следует иметь в виду, что охлаждать водой можно лишь детали, изготовленные из хромоникелевых сталей, которые имеют аустенитную внутреннюю структуру.

Перегрев электродов с хромоникелевыми стержнями

Из-за низкой теплопроводности соединяемых материалов и их повышенного электрического сопротивления сварка деталей из нержавейки сопровождается сильным нагревом электродов, стержни которых имеют хромоникелевый состав. Чтобы избежать этого нежелательного явления, используют электроды для сварки нержавейки длинной до 35 см.

Сварочные электроды Sabaros ME 101 3,2мм для сварки нержавеющих сталей

Наиболее распространенные способы сварки нержавеющей стали

Сварка изделий из нержавеющих сталей, характеризующихся повышенным содержанием хрома, может выполняться с использованием нескольких технологий. Сюда, в частности, относятся следующие виды сварки:

  • аргонодуговую (с использованием вольфрамового электрода и режимов AC/DC TIG);
  • выполняемую в режиме MMA покрытыми электродами;
  • полуавтоматическая электродуговая сварка в среде аргона, проводимая в режиме MIG и с использованием проволоки из нержавеющей стали;
  • так называемая холодная сварка для нержавеющей стали, выполняемая под большим давлением (название данной технологии обусловлено тем, что она не предусматривает плавления металла в процессе его соединения);
  • шовную технологию и контактную точечную сварку.

Технология сварки деталей из нержавеющей стали предусматривает тщательное обезжиривание их поверхностей при помощи ацетона или авиационного бензина. Делается это для того, чтобы уменьшить пористость выполняемого шва, сделать сварочную дугу более устойчивой, тщательно зачистить кромки соединяемых деталей. Только после тщательной зачистки можно приступать к выполнению операции выбранным способом. Есть несколько основных способов сваривания деталей из нержавеющих сталей, а также технологии, которые применяются достаточно редко. В любом случае принимать решение о том, как варить нержавейку, следует исходя из конкретных условий и требований, предъявляемых к формируемому соединению.

Сварка покрытыми электродами (ММА)

Сварка деталей из нержавейки по технологии ММА, предусматривающая использование покрытых электродов, является самой распространенной технологией. Этот способ достаточно прост, его можно применять и дома, но он не позволяет получать шов самого высокого качества.

Что удобно, такую сварку нержавейки можно выполнять даже в домашних условиях, но для этого вам понадобится специальный сварочный аппарат, который называется инвертор. Чтобы сварка нержавейки инвертором позволила получить соединение, обладающее высокой надежностью, необходимо правильно подобрать электрод для определенной марки нержавейки. Все электроды, с помощью которых проводится сварка изделий из нержавеющих сталей, делятся на два основных типа:

  • с рутиловым покрытием на основе двуокиси титана (сварка такими электродами, обеспечивающими небольшое разбрызгивание металла и стабильную дугу, выполняется на постоянном токе и обратной полярности);
  • с покрытием на основе карбоната магния и кальция (такими электродами нержавейка сваривается на постоянном токе обратной полярности).

Чтобы понять, какими электродами варить нержавейку, достаточно заглянуть в ГОСТ 10052-75, в котором представлены все типы таких расходных материалов, а также оговаривается, какой из них следует использовать для работы с металлом конкретного химического состава. Для того чтобы выбрать электроды по нержавейке, соответствующие требованиям данного ГОСТа, достаточно знать марку металла, детали из которого необходимо соединить.

Со всеми требованиями к электродам для сварки нержавейки можно ознакомиться, бесплатно скачав ГОСТ 10052-75 в формате pdf по ссылке ниже.

Ручная и полуавтоматическая сварка нержавейки в среде аргона (AC/DC TIG, MIG)

Для выполнения ручной сварки нержавейки в среде аргона применяются электроды из вольфрама. Эта технология даже в условиях дома позволяет получать качественные и надежные соединения изделий, отличающихся небольшой толщиной. Сварку такими электродами по нержавейке используют преимущественно для монтажа коммуникаций из труб, по которым под давлением будут транспортироваться газы или различные жидкости.

Аустенитную нержавеющую сталь следует сваривать особенно тщательно и с осторожностью

У данной технологии есть определенные особенности.

  • Для того чтобы вольфрам, из которого изготовлены электроды по нержавейке, не попал в расплавленный металл в зоне сварки, дугу поджигают бесконтактным способом. Если выполнить это непосредственно на детали не представляется возможным, то дугу зажигают на специальной угольной плите и аккуратно перемещают ее на соединяемые заготовки.
  • Сварку нержавеющей стали данным способом можно выполнять как на постоянном, так и на переменном токе.
  • Режимы подбираются в зависимости от толщины соединяемых деталей. К таким режимам, в частности, относятся параметры сечения вольфрамового электрода, диаметр проволоки, используемой в качестве присадки, параметры тока (сила и полярность), расход защитного газа, скорость выполнения сварки.
  • Очень важно, чтобы уровень легирования присадочной проволоки был выше, чем у соединяемых деталей.
  • В процессе выполнения сварки электроды по нержавейке не должны совершать колебательных движений. Если пренебречь этим требованием, это может привести к нарушению сварочной зоны и окислению металла в ее области.

При использовании данной технологии можно сократить расход вольфрамового электрода. Для этого нужно некоторое время (10–15 секунд) не отключать подачу аргона после окончания сварочного процесса. Подобная процедура способствует защите раскаленного вольфрамового электрода от активного окисления.

У полуавтоматической сварки нержавейки в среде аргона, по сути, мало отличий от обычного ручного способа. Основное ее отличие заключается в том, что подача проволоки в зону сварки осуществляется при помощи специального оборудования. Благодаря механизации процесс протекает значительно точнее и с большей скоростью.

Благодаря использованию полуавтоматического оборудования могут быть реализованы следующие техники сварки деталей из нержавеющей стали:

  1. метод струйного переноса, который позволяет эффективно сваривать детали большой толщины;
  2. сварка короткой дугой – для выполнения соединения деталей небольшой толщины;
  3. импульсная сварка – универсальная технология, которая позволяет получать качественные и надежные соединения и является самым выгодным вариантом в финансовом плане.

Аргонодуговая сварка нержавеющей стали

Другие технологии сварки нержавеющей стали

Существует еще несколько способов сварки нержавейки, которые лучше демонстрируют себя в определенных ситуациях, то есть не отличаются универсальностью. Сюда относятся следующие способы, предполагающие использование специального оборудования.

Сварка нержавеющей стали с использованием лазерного луча

Такой способ сварки, который даже на видео выглядит очень впечатляюще, обладает целым рядом весомых преимуществ: металл в зоне сварки не теряет свою прочность из-за чрезмерного температурного воздействия, быстро остывает, на нем не появляются трещины, а в его структуре формируются зерна минимального размера. Оборудование для лазерной сварки и сама технология находят широкое применение в различных отраслях промышленности (автомобиле- и тракторостроение, монтаж коммуникаций из труб и др.).

Холодная сварка под большим давлением

Данная технология не предусматривает плавления материала в зоне сварки, а металлические детали соединяются на уровне их кристаллических решеток. В зависимости от получаемого соединения и конфигурации деталей давление может оказываться на одну или сразу на обе металлические заготовки. Очень интересно посмотреть на видео такого процесса: две детали, находясь в холодном состоянии, как будто вдавливаются друг в друга.

Контактная сварка изделий из нержавейки

Такая сварка может выполняться по точечной или роликовой технологии. В результате могут быть соединены тонкие листы нержавейки с толщиной не более 2 мм. При этом используется то же самое оборудование, что и для других металлов.

На видео ниже подробно объясняются и наглядно демонстрируются нюансы подачи присадочного прутка при сварке нержавейки неплавким электродом в среде аргона и прочие нюансы работы.

met-all.org

Сварка нержавейки: методы, их отличия и описание, как сварить электродом

Сварка изделий из нержавейки является довольно сложной в технологическом плане операцией, которую невозможно качественно выполнить без учёта физических свойств и химического состава материала. Подобный подход к выполнению работы является единственно правильным и позволит создать максимально надежное и качественное соединение.

Основные трудности, возникающие при сварке нержавейки, связаны с тем, что этот материал относится к группе высоколегированных сплавов, а потому содержит в своем составе множество разных элементов, определяющих его основные свойства. Так, в ее составе присутствует такое соединение, как хром. Его доля в сплаве может достигать 12−30%. Хром, как и другие элементы, содержащиеся в составе нержавейки — молибден, марганец, титан и никель, обеспечивает этого металлу антикоррозионные свойства. Но при этом от него нержавейка получает и ряд особенностей, которые влияют на ее свариваемость.

Поэтому при сварке нержавейки необходимо учитывать ряд характеристик этого материала.

  • Высокий коэффициент линейного расширения. Из-за этой особенности во время сваривания деталей из нержавейки они неизбежно подвергаются значительной деформации. Иногда вызванное этим свойством деформация может вызвать появление крупных трещин, если подготовленные для соединения детали имеют большую толщину и между ними отсутствует зазор.
  • Низкая теплопроводность. В отличие от низкоуглеродистых сплавов нержавейка имеет в полтора — два раза ниже показатель теплопроводности. Из-за этой особенности при сварке детали проплавляются даже при токах меньшей величины, чем при соединении деталей из низкоуглеродистой стали.
  • Межкристаллитная коррозия. В условиях, когда нержавейка во время сварки подвергается сильному нагреву (до температуры +500 градусов Цельсия и выше), приходится наблюдать такое явление, как межкристаллитная коррозия. Она возникает из-за того, что по краям зерен структуры металла образуются прослойки, состоящие из карбида хрома и железа.

Но предотвратить это явление можно, если с особой тщательностью подходить к выбору режима сварки, а также в принудительном порядке остужать соединяемые элементы, с чем легко может справиться обычная вода. Но важно помнить, что такой метод охлаждения можно применять только в отношении изделий из хромоникелевых сталей, обладающих аустенитной внутренней структурой.

  • Перегрев электродов с хромоникелевыми стержнями. Учитывая, что свариваемые материалы имеют низкие показатели теплопроводности и повышенное электрическое сопротивление, во время их соединения электроды, стержни которых состоят из хромоникелевого соединения, часто нагреваются до критических температур. Предотвратить подобное явление можно только при условии применения для сварки электродов, имеющих длину не более 35 см.

Популярные методы сварки

В случае необходимости соединения изделий из нержавеющей стали с повышенным содержанием хрома их сваривание может быть выполнено несколькими способами. К настоящему моменту наибольшее распространение получили следующие виды сварки:

  • Аргонодуговая. При этом виде сварки применяют вольфрамовые электроды и режимы AC/DC TIG.
  • Сварка, проводимая покрытыми электродами в режиме MMA.
  • Полуавтоматическая электродуговая сварка. Проводится в аргоновой среде с использованием режима MIG, а также проволоки из нержавейки.
  • Холодная сварка, которую выполняют под высоким давлением.
  • Шовный метод сваривания и контактная точечная сварка.

Перед началом работ по свариванию нержавейки необходимо в обязательном порядке обезжирить их поверхности, для чего может применяться авиационный бензин или ацетон. Это делают с целью уменьшения пористости создаваемого шва, а также для обеспечения повышенной устойчивости сварочной дуги. Только когда эта операция будет выполнена, можно приступать непосредственно к свариванию заготовок выбранным способом.

Для сваривания элементов из нержавейки можно использовать несколько способов, среди которых имеются как получившие наибольшее распространение, так и применяемые в редких случаях. Конечный выбор наиболее подходящего метода должен осуществляться с учетом конкретных условий и требований, которым должно отвечать выполняемое соединение.

Покрытыми электродами

Чаще всего сварку заготовок из нержавеющей стали выполняют методом ММА, предусматривающим использование покрытых электродов. Главными его достоинствами является простота и универсальность, что позволяет использовать его даже в бытовых условиях, хотя он и не в состоянии обеспечить шов высокого качества.

Несмотря на то что этот тип сварки нержавейки электродами ММА подходит для использования в домашних условиях, чтобы им воспользоваться, придется приобрести специальный сварочный аппарат — инвертор.

Для надежного соединения изделий из нержавейки с помощью инвертора важно правильно выбрать электроды. На сегодняшний день всё разнообразие электродов, используемых для соединения нержавейки, можно представить в виде двух групп:

  • С рутиловым покрытием на основе двуокиси титана. При использовании таких электродов минимизируется количество образующихся во время работы брызг металла, а также обеспечивается стабильность дуги, но их применение возможно только при постоянном токе и обратной полярности.
  • С покрытием на основе карбоната магния и кальция. При работе этими электродами сварка выполняется при постоянном токе и обратной полярности.

Ручная и полуавтоматическая в среде аргона

При сварке изделий из нержавеющей стали ручным способом в аргоновой среде обычно используют электроды из вольфрама. Подобный способ соединения деталей подходит для использования и в домашних условиях, обеспечивая качественное и надежное соединение изделий, имеющих небольшую толщину. Чаще всего этот тип электродов применяют при выполнении работ по прокладке коммуникаций из труб, предназначенных для доставки в условиях высокого давления газов или различных жидкостей.

Эта технология имеет ряд особенностей, о которых также не помешает узнать перед использованием:

  • Во время сварочных работ важно, чтобы вольфрам, из которого выполнены электроды, не попал в расплавленный металл в зоне сварки. Решается эта задача путем поджигания дуги бесконтактным способом. В том случае, если это невозможно сделать на детали, дугу можно зажечь на отдельной угольной плите, а затем осторожно ее переместить на соединяемые заготовки.
  • Этот метод сваривания изделий из нержавейки может использоваться как при постоянном, так и переменном токе.
  • При выборе оптимального режима сварки в расчет берется толщина соединяемых деталей. Говоря о режимах, речь идет о количестве расходуемого защитного газа, показателях тока, выбранной для сваривания присадке, диаметре проволоки, сечении вольфрамового электрода.
  • Используемая для сваривания присадочная проволока должна иметь более высокий уровень легирования, нежели соединяемые заготовки.
  • Во время сварочных работ электроды для нержавеющих сталей должны сохранять устойчивое положение. При несоблюдении этого требования возможно нарушение сварочной зоны и окисление металла в ее области.

Одним из плюсов использования этого метода сварки является то, что он позволяет значительно экономить вольфрамовые электроды. Для этого после завершения сварочных работ нужно примерно на 15 секунд не отключать подачу аргона. Такой прием позволяет защитить раскаленный вольфрамовый электрод от активного окисления.

Электродами полуавтоматическим способом

Этот метод сваривания изделий из нержавейки в аргоновой среде практически не отличается от классического ручного. Разница между ними состоит лишь в том, что проволока в сварочную зону поступает посредством специального оборудования. Механизация этого процесса позволяет повысить его точность и скорость.

если есть полуавтоматическое оборудование, специалист может воспользоваться следующими способами сваривания изделий из нержавейки:

  • Метод струйного переноса. Главным его достоинством является то, что с его помощью можно создавать надежные соединения при работе с деталями значительной толщины.
  • Сварка короткой дугой. Предназначена преимущественно для соединения заготовок небольшой толщины.
  • Импульсная сварка. Универсальный метод соединения деталей, который гарантирует получение качественных и надежных соединений и максимальную экономию на расходных материалах.

Какими электродами варить нержавейку

Чтобы разобраться, какой тип электродов лучше всего подойдёт для сваривания нержавейки, необходимо обратиться к ГОСТу 10052−75, из которого можно узнать об особенностях существующих типов расходных материалов и рекомендациях по их выбору для работы с металлом определенного химического состава. Определиться с наиболее подходящим типом электродов для сваривания нержавейки, соответствующим требованиям данного ГОСТа, можно, если знать марку металла, элементы из которого необходимо соединить.

Другие способы сварки нержавеющей стали

В ряде ситуаций специалистам приходится рассматривать альтернативные методы сварки изделий из нержавейки, которые позволяют создавать надежные соединения только в особых условиях. К ним можно отнести следующие методы, предусматривающие использование специального сварочного оборудования.

Лазерным лучом

Из достоинств, которыми обладает этот метод соединения деталей из нержавейки, следует отметить сохранение изначальных показателей прочности металла в сварочной зоне по причине повышенного температурного воздействия, минимальное время, необходимое для остывания, отсутствие трещин после сварки, а также формирование минимального размера зерен в его структуре. Сам рассматриваемый метод, как и оборудование, которое позволяет его реализовать, активно используется в самых разных отраслях промышленности, в том числе при прокладке коммуникаций, в автомобилестроении и др.

Холодная под большим давлением

При этом способе соединения деталей из нержавейки материал не подвергают плавлению. Соединение заготовок обеспечивается за счет особого взаимодействия их кристаллических решеток. В зависимости от того, какое соединение необходимо получить и с деталями какой формы предстоит работать, давление может оказываться на одну или сразу на обе детали.

Контактная сварка изделий из нержавейки

При этом способе соединения изделий из нержавейки может применяться точечная или роликовая технология. Он позволяет соединять тонкие листы из нержавеющей стали, имеющие толщину до 2 мм. Примечательно, что при сваривании деталей этим способом применяют то же оборудование, что и при сваривании других металлов.

Нержавеющая сталь является одним из наиболее популярных материалов, из которого изготавливается множество разнообразных металлоизделий и конструкций. Однако процесс сваривания деталей имеет свои особенности, которые обязательно нужно учитывать каждому специалисту. Особенно это касается домашних мастеров, многие из которых не знают, как сварить нержавейку инвертором в домашних условиях.

От низкоуглеродистых сталей этот материал отличается содержанием определенного набора элементов, которые создают определенные трудности при соединении деталей из нержавейки. Это является одним из главных моментов, о котором необходимо знать перед началом сварочных работ. Дело в том, что каждый входящий в состав нержавейки элемент обладает особыми свойствами, что напрямую влияет на характеристики, которые демонстрирует нержавейка во время сварки. Особые физические свойства и химический состав нержавейки требуют использования определенных методов сваривания изделий, выполненных из этого металла.

Выбор наиболее подходящего способа должен осуществляться с учётом характеристик соединяемых деталей, а также используемых электродов. Это также может в значительной степени повлиять на качество и надежность создаваемого соединения.

tokar.guru

Сварка нержавейки для начинающих: электроды для сварки, технология работы инвертором и полуавтоматом

Вопрос №1.

Варит ли инвертор нержавеющую сталь? Вчера решил испытать судьбу. Взял круглый бак от стиралки и отправился к знакомому у которого есть инвертор. Варить пытался электродом для нержавейки, диаметром 3 мм. Дуга скачет, невозможно работать. Если добавить ток, дуга обрывается. В баке прожоги металла.

Сварочный инвертор аврора

Ответ:

Для сварки коррозионостойких сталей нужен инвертор со встроенным осциллятором или с «хорошо выпрямленным» током. В паспорте, который прилагается к инвертору, обычно указывается на какие металлы он рассчитан. Но даже если вы не найдете в паспорте требуемую информацию, всегда можно выяснить все возможности аппарата в специализированном магазине. Лучше всего подходит аргонодуговая сварка (в частности, популярностью  пользуется сварочник Aurora PRO INTER TIG 200 PULSE). АДС позволяет выполнять качественные швы на тонкостенных листах и деталях (трубах, например). Соединить же тонкий лист (до 3 …5 мм) ручной дуговой сваркой и получить качественный шов – это задача непростая.

Металлы, устойчивые к коррозии обычно содержат много хрома, а он, в свою очередь, образует с кислородом воздуха оксиды, что зачастую приводит к растрескиванию шва во времени. Образуется окалина. Поэтому важно, выполняя тонкие работы с изделиями, к которым предъявляются высокие требования, производить поддув аргоном обратной стороны шва.

Для работы штучным электродом с флюсующей обмазкой необходим опыт. Нужно поиграться с полярностью, а не просто работать по инструкции. С толстостенными изделиями, как уже говорилось выше, обычно не возникает  проблем. Но так ли много изделий или конструкций из толстой нержавейки вы знаете? Правильно, все, что встречается – относительно тонкостенное, до 5 мм толщиной в сечении.

Когда варят  тонкостенную нерж, приходится уже выкручиваться:

  • Токи нужно устанавливать как можно меньше, дугу держать как можно короче.
  • Дуга зажигается в стороне, а затем постепенно подводится к свариваемой кромке.
  • Обращайте внимание на подключение клеммы заземления, в ее направлении будет действовать дутье дуги.

Что касается прожогов, для  толщин в 1 мм нужен электрод более тонкий, чем 3 мм. Для поджига трехмиллиметрового электрода нужен ток, который моментально прожжет тонкий лист. Электродом «тройка» сваривать и «черные» металлы непросто, а по нержавейке, да еще для того, чтобы учиться, нужно брать электрод 2 или 1,6 мм Лучше всего сваривается нержавейка с пониженным содержанием углерода. В связи с тем, что стали с высоким содержанием хрома склонны к концентрации напряжений, которые на порядок превышают аналогичные напряжения в углеродистой стали, нужно избегать перепадов температур.

Рекомендуется предварительный подогрев  до 200 -350 градусов Цельсия.

Основные особенности,о которых нужно знать:

  • Коррозионостойкие металлы имеют крайне низкий показатель теплопроводности. Это означает , что тепло передается в окружающее воздушное пространство медленно, а скорость образования сварочной ванны увеличивается.  По этой причине сварку  выполняют на низких токах. Если для  углеродистой стали определенной толщины вам необходимо было установить на своем  аппарате 80А, то для аналогичной нержавейки вам потребуется 60А. Силу тока в среднем снижают на 25%.
  • линейные размеры  при нагреве испытывают существенные изменения, тому причиной немалое значение коэффициента термического расширения. Следствие — большие поводки деталей. Если речь идет о сварке толстостенных деталей в стык без зазора — гарантировано такое соединение потрещит. Причиной тому высокие напряжения такого соединения, которые возникают из-за неравномерного расширения металла. Сварку встык при больших толщинах производите с зазором.
  • Большое количество легирующих элементов увеличивает  электрическое сопротивление, поэтому при  ММА работают электродами не более 350 мм в длину.
  • Строго соблюдайте режимы термообработки, рекомендуемые для той или иной марки , из-за склонности к возникновению межкристаллитной коррозии.

Электроды ММА для нержавеющих сталей

Вопрос №2. В гараже стоит инвертор для РДС (ММА). Есть работа по сварке нержавеющей стали. Подскажите, какие электроды подходят для такой работы, какие не подходят. Какие «подводные камни» сварки теми или иными электродами?

Ответ:

Выбор электродов для нержавейки, действительно, требует надлежащего подхода. Благо, ассортимент их довольно широкий. Наилучшими для коррозиестойких сталей на сегодняшний день являются электроды ОК61.30. Выпускаются они шведской компанией ESAB и успешно используются при сварке 12Х18Н10, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10 и т.д. ОК61.30 с рутиловым покрытием имеют легкий поджиг, держат уверено дугу, обеспечивают оптимальный прогрев, т.е. очень хорошо проявляют себя. Шлак отлично отделяется. Отечественные электроды в основном идут с базисным покрытием. Они довольно капризны и требуют от сварщика определенного мастерства (имеют склонность к залипанию, при поджиге дуги нередко происходит отслоение покрытия, могут внезапно прекратить работать), но выполненный ими шов обеспечивает высокие коррозионные свойства. В продаже часто встречаются марки ЦЛ-11, либо ОЗЛ-8.

Вопрос №3 Как правильно варить ЦЛ-11?

Ответ:

 Как и ESAB ОК61.30 электроды ЦЛ-11 изготовлены для конструкций ответственного назначения из сталей, содержащих Cr и Ni, типа 12Х18Н10Т, 12Х18Н12Б и т.п., которые будут работать в непростых условиях, когда к ним предъявляют большие требования. Швы, полученные ЦЛ-11 имеют высокую стойкость к образованию коррозии между кристаллами.

Електроды ЦЛ-11

Перед сварочными работами детали зачищают крацовочной щеткой до металлического блеска, удаляют грязь, масло, коррозию, которая несмотря на то, что нержавейка, может проявлять себя. Дугу нужно стараться поддерживать как можно короче, шов формировать неширокими валиками. Для электродов до 4 мм используют ток DC и обратную полярность. Варят в любых положениях кроме «от потолка к полу». Если диаметр четыре миллиметра и более – возникают сложности с прохождением швов на потолке и по вертикали. Благодаря малому содержанию «вредных элементов» и небольшому газообразованию ЦЛ-11 дает шов устойчивый к обычной коррозии и между кристаллами.

В случае, если электроды долгое время провалялись в сыром помещении и набрали влаги, требуется термообработка около 200 градусов Цельсия в течении часа.

Мех.показатели: Временное сопротивление разрыву, более 540Н/мм2 Относительное удлинение, более 20%

Ударная вязкость более 80 Дж/см2

Аналоги ОЗЛ-7;-8, ESAB OK61.85, ОК61.30

Вопрос №4

Какой газ применяют для защиты шва?

Ответ:

Вольфрамовым электродом удобно варить тонкостенные листы. Швы качественные. Защита ванны — аргон 100%. Ничего другого для вольфрама придумывать не нужно. Единственный недостаток — низкий КПД по сравнению с полуавтоматической сваркой, потому что сварочную проволоку приходится держать левой рукой, подавая в сварочную ванну.

Вопрос №5

Сам сварке только учусь. Расскажите о сварке нержавейки полуавтоматом. Какой газ лучше применять для нее?

Ответ:

По всем теоретическим канонам сварку нержавейки производят в аргоне. Но на практике получается не совсем так, а точнее, немножко по — другому. При сварке в аргоне сварщики жалуются на большое разбрызгивание металла, нестабильную дугу. Не будем углубляться в возможные причины того, почему так происходит. Например, при сварке алюминия нужно использовать только аргон высокой чистоты (высокоочищенный), иначе возникают аналогичные проблемы, шов получается с раковинами, дефектами, в окалине, сварка затруднена. Таким образом для сварки нержавейки нужно использовать высокочистый аргон, но на практике готовят смесь аргона и углекислоты в соотношении 95-98% к 2-5%. Во всяком случае все промышленные работы проводят в такой среде. Допускается заменить углекислоту на чистый кислород в некоторых случаях. Варить в 100% углекислоте не рекомендуется, хотя жажда опытов толкает сварщиков на разнообразные эксперименты заканчиваются они снижением коррозионной стойкости шва. Углекислота лучше всего подходит для «черных» сталей (то бишь низко- и среднеуглеродистых), по какой причине, читайте в статье «Защита сварочной ванны»

Теперь о технологии. Практикуют 3 способа:

• Сварка короткой дугой – позволяет избежать проплавление металла при соединении тонких листов • Струйный перенос – лучше всего использовать порошковую проволоку без газа

• Импульсный режим (присадочный материал подается порционно каплями малой величины) — наилучший способ, позволяет практически полностью избавиться от брызг и уменьшить расход проволоки.

Вопрос №6

Здравствуйте! Трудность в следующем: не выходит настроить скорость подачи проволоки полуавтомата. Свариваю нержавейку. Защитная среда углекислота. Шов получается низкокачественный, дугу рвет. При поджиге дуги проволока сгорает до горелки. Как настроить полуавтомат?

Ответ:

Трудность возникла из-за неправильно подобранных режимов сварки. При подборе режимов ориентируйтесь на 2 основных параметра: с какой скоростью подается проволока и каково напряжение на источнике питания.

Сварочный полуавтомат

Сначала выбирается с какой скоростью будет подаваться проволока. Выбирается скорость исходя из толщины изделия. Так же скорость связана с током. Чем скорость подачи выше, тем больше ток. Под скорость проволоки выставляют требуемое напряжение. Если напряжение низкое – поджиг дуги затруднен, при высоком напряжении проволока быстро сгорает до токопроводящей части и дуга обрывается. Вам необходимо верно подобрать соотношение параметров скорости и напряжения. Только в таком случае вы получите шов, который будет соответствовать критериям качества.

svarka-master.ru


Смотрите также