Особенности сварки нержавеющей стали

Как осуществляется сварка нержавеющей стали, какие методики доступны

В нашем понимании закрепилась мысль, что сварка нержавеющей стали имеет определенные нюансы, однако этот процесс вполне выполним, даже в домашних условиях. Под нержавейкой понимают материал с антикоррозийными свойствами, которые проявляются, благодаря добавлению в состав хрома. В результате реакции хрома с кислородом образуется своеобразный оксидный барьер, защищающий сталь от окисления.

Зачастую вместе с хромом в составе нержавейки присутствуют такие элементы, как никель, молибден или титан. Эти элементы называются вспомогательными, от их наличия и количества зависят физико-химические свойства полученного сплава. Именно об этих свойствах должен знать сварщик, готовясь к проведению сварочных работ.

Сталь, традиционно именуемая нержавейкой, может иметь разные составы и, как следствие, по-разному реагировать на ведение сварки. Прежде всего, следует отметить, что материал можно разделить на несколько видов.

Аустенитная сталь характерна тем, что в своем составе имеет достаточно много хрома. В долевом соотношении его количество составляет 18%. Также в такой нержавейке содержится до 10% никеля. Примером может служить пищевая нержавейка, маркируемая по ГОСТ, как 08Х18Н10. В другой классификации она имеет название AISI 304. Применяется эта сталь, как при строительстве, так и в производстве посуды. К физическим свойствам можно отнести отсутствие магнитных свойств, пластичность, прочность и химическую стойкость.

Мартенситная нержавейка, благодаря своей специфической внутренней структуре, выделяется в особый класс. Она отличается низким содержанием углерода, который составляет всего 0,12% общего количества вещества. В составе мартенситной стали содержится 13% хрома. В отличие от предыдущего вида, данный материал прочен, но хрупок. Может использоваться в качестве сырья для производства режущих инструментов, а также крепежной фурнитуры при условии эксплуатации в неагрессивных средах. Подлежит дополнительной обработке. Так, при воздействии температуры нержавейка приобретает вязкость. Обозначается, как AISI 410 или 12х13, согласно ГОСТ.

Среднее положение по содержанию хрома занимает ферритная сталь. После ее закалки наблюдается повышенная устойчивость к внешним факторам агрессивной среды. Считается, что этот сплав наиболее трудно поддается сварке. Обозначается подобная сталь по ГОСТ 12х17 или AISI 430. Число 12 указывает на процентное содержание хрома.

Основная сложность сварочных работ обусловлена тем, что нержавеющая сталь считается высоколегированной. Компоненты, входящие в его состав, оказывают непосредственное влияние на результат работы. Ведущая роль здесь отводится хрому. В некоторых материалах его процентное соотношение может достигать 30. Тем не менее, от хрома невозможно «отказаться», так как именно он, наряду с никелем, титаном, молибденом и марганцем, придает металлу антикоррозийные свойства. Приходится учитывать ряд особенностей сплава.

• Нержавеющая сталь обладает высоким коэффициентом температурного расширения. Если сварка ведется без выдержки нужного зазора, особенно при значительной толщине заготовок, могут наблюдаться трещины. Они возникают в процессе остывания, когда металл начинает «стягиваться».
• Низкая теплопроводность не позволяет быстро распределяться теплу, как в случае сварки низкоуглеродистых сталей. В результате этого наблюдаются локальные зоны высокой температуры, что приводит к проплавлению заготовок насквозь, особенно если их толщина невелика. Причем снижение силы тока никак не влияет на ситуацию.
• Наблюдается такое явление, как межкристаллическая коррозия. Она вызвана появлением в структуре металла прослоек, содержащих железо и карбид хрома. Прогрессировать коррозия начинает после нагрева детали до 500°C градусов. Чтобы этого избежать, приходится с большой степенью точности настраивать параметры сварки, а сформированный шов необходимо сразу охлаждать. Самый простой способ – охлаждение в воде, однако он приемлем только для аустенитной нержавейки.

Не стоит забывать про еще один фактор, значительно усложняющий сварочный процесс. Высокое электрическое сопротивление и низкая теплопроводность материала приводит к тому, что при использовании хромоникелевых электродов наблюдается сильное нагревание последних. Выходом из данной ситуации является подбор электродов не только по диаметру, но и по длине.

Подготовительные работы

Сваривать детали из нержавеющей стали можно как обычным инвертором, так и с помощью аргонно-дугового сварочного аппарата. Какой бы способ сварки ни выбрал мастер, в любом случае необходимо провести подготовительные работы.

• Первым делом заготовки следует очистить от пыли и грязи. Посторонние частицы на поверхности металла становятся причиной некачественного и неровного шва.
• Если работа ведется с заготовками, имеющими относительно небольшую толщину (до 1,5 мм), то кромки прижимаются друг к другу вплотную. Для этого рекомендуется воспользоваться струбцинами.
• При толщине металла более 4 мм приходится разделывать кромки. Обычно их обтачивают напильником или шлифовальной машиной под углом 45° градусов. Такая своеобразная канавка позволяет добиться проваривания по всей толщине. Чем больше толщина заготовки, тем больший угол следует создать на кромках.
• Если тонкие листы нержавейки скрепляются плотно, то массивные заготовки требуют зазора между кромками. Имеющимися приспособлениями выставляется зазор в 2 мм. Он должен оставаться постоянным в течение всего процесса.
• Когда толщина металла превышает 7 мм, требуется его предварительный прогрев.

Различают несколько технологий, по которым ведется сварка нержавейки. Они зависят от имеющегося в наличии сварочного аппарата. Аргонодуговая сварка (сварка в режиме TIG) осуществляется инверторами, предназначенными для работы в среде аргона. Сварка ведется неплавящимся вольфрамовым электродом. В зону контакта электрода подается аргон через специальную горелку.

Классический режим сварки подразумевает применение плавящихся покрытых электродов. Сварочные инверторы, работающие в режиме MMA, считаются самыми доступными и недорогими. Ручная дуговая сварка применима для нержавейки только с условием использования специальных электродов.

Сварка в полуавтоматическом режиме (MIG/MAG) требует наличие проволоки из нержавеющей стали. Инверторный полуавтомат оснащен механизмом подачи проволоки, а также горелкой, через которую поступает защитный газ в зону формирования шва.

Холодная сварка принципиально отличается от представленных выше способов. Материал не нужно нагревать и плавить. Соединение деталей осуществляется под воздействием высокого давления.

Можно говорить лишь о статистике, которая показывает, что некоторые способы нашли свое применение в промышленности и в домашних условиях, а другие, наоборот, в силу технологичности не стали массовыми. Однако выбор зависит не от популярности, а от конкретных условий сварки и требований к полученному результату.

Сварка аргоном

Чтобы вести данный вид работ, необходимо иметь в наличии инвертор AC/DC TIG, предназначенный для ведения аргонодуговой сварки постоянным и переменным током. Сварка производится в ручном режиме с помощью неплавящихся вольфрамовых электродов. Так как подобные инверторы можно встретить у любого начинающего мастера, то данный вид сварки нержавейки доступен в домашних условиях. При этом результат получается достаточно качественным. Обычно к подобному способу прибегают при сваривании нержавеющих труб при монтаже магистралей для жидкостей или газов.

Можно выделить основные нюансы аргоновой сварки.

• Дугу необходимо поджигать бесконтактным способом, во избежание попадания вольфрама с электрода в зону расплавленного металла. Часто мастера зажигают дугу на стороне, а впоследствии ее постепенно перемещают в зону формирования будущего шва.
• Как было указано выше, допустима сварка постоянным и переменным током.
• В зависимости от толщины детали выбирается режим сварки. Под ним подразумеваются такие параметры, как диаметр вольфрамового электрода, присадка, показатели сварного тока, скорость подачи аргона и скорость формирования шва.
• В качестве присадки используется проволока из легированной стали. Степень ее легирования должна быть выше, нежели у самого материала.
• Не допускается ведение колебательных движений электродом, это может привести к нарушению зоны сварки и окислению металла.

Важным моментом является окончание сварки, так как на данном этапе можно существенно сэкономить вольфрамовый электрод. После наложения шва необходимо в течение некоторого времени продолжить подачу аргона. В результате того, что раскаленный электрод защищен газом, он не окисляется. Если обеспечить подачу присадки, то скорость сварки существенно увеличится, к тому же автоматизация повышает точность и эстетичность шва.

Ручная дуговая

В силу распространенности инверторов MMA такой режим работы считается традиционным. Если сварщик обладает достаточным опытом ведения работ покрытыми электродами, то технология сварки нержавейки ничем не будет отличаться от работ с черными металлами. Отметим, что при этом качество шва оставляет желать лучшего. При выборе электродов необходимо основываться на том, что все расходные материалы для нержавеющей стали делятся на два вида.

1. Электроды с рутиловым покрытием предназначены для выполнения работ постоянным током с обратной полярностью. Имеет место разбрызгивание металлов, что является одним из недостатков сварки в режиме MMA.
2. Электроды с покрытием из карбоната магния и кальция выбираются только для определенных сплавов.

Более подробное описание по подбору расходных материалов для каждого типа нержавейки прописаны в ГОСТ 10052-75.

Полуавтоматическая

Если использовать полуавтомат, работающий в режиме MIG/MAG, то в этом случае также можно сваривать нержавейку. По качеству и эстетике результата данный режим считается приоритетным, независимо от толщины заготовок. Источником тока служит инверторный полуавтомат, но подойдет и любой альтернативный выпрямитель тока.

Масса подается на одну из привариваемых деталей, а плюсовым электродом служит специальная горелка. Эта горелка выполняет одновременно две функции: обеспечивает подачу защитного газа и представляет собой электрод. Присадочная проволока подается встроенным устройством. Современные инверторные полуавтоматы снабжены удобным механизмом, позволяющим загружать проволоку в готовых бобинах.

Проволока для полуавтоматической сварки нержавейки также состоит из нержавеющей стали. Ее диаметр, как и прочие параметры, определяются толщиной заготовок.

Например, при толщине листа металла в 1,5 мм рекомендуется использовать проволоку диаметром 1 мм при силе тока в 80 – 100 А. Скорость подачи проволоки составляет 160 м/час. Если же толщина металла достигает 5 мм, то диаметра проволоки увеличивается до 1,6 мм, а сила тока – до 300 А.

В промышленности зачастую требования к сварному шву повышены, так как он должен противостоять агрессивному воздействию среды, поэтому применяют порошковую проволоку. Она представляет собой трубку, внутри которой размещен флюс. Это дает дополнительную защиту в зоне сварки. По себестоимости работы с полуавтоматической сваркой несколько выше, чем работы в режиме ММА, причем описанный метод требует от сварщика определенного навыка.

Данный метод характерен тем, что не требует нагрева деталей и применения специального оборудования. В качестве скрепляющего материала используется двухкомпонентный клей. Состав сохраняет прочность и целостность после застывания. Место сварки не боится влаги, поэтому технология применяется при заделывании течи в емкостях.

Алгоритм работ достаточно прост. Необходимо зачистить и обезжирить поверхности, а затем нанести царапины. Клей отрезается в необходимом количестве. Состав следует размять в руке, слегка разогрев его и перемешав компоненты. После застывания шов можно обрабатывать.

Важная особенность такого способа заключается в том, что клеем можно заделывать отверстия, однако шов не способен выдерживать сильные нагрузки. Не рекомендуется использовать холодную сварку, как способ соединения деталей. Популярность таких работ обусловлена малыми затратами и относительной простотой их проведения.

Сварка нержавейки — технология и особенности

Содержание:

1. Что такое нержавеющая сталь.
2. Возможные способы сварки нержавейки.
3. Нюансы при сварке нержавеющих сталей.
4. Импульсная сварка нержавейки.
5. Сварка нержавейки с разными металлами.
6. Выбираем расходку для сварки нержавейки.
7. Подготовка изделия перед сваркой.
8. Обработка нержавейки после сварочных работ.
9. Для чего применяется нержавеющая сталь.
10. Заключение.

Что такое нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь относится к группе металлов, которые не поддаются коррозии благодаря наличию в своем составе молибдена, марганца, никеля и хрома.

По химическому составу нержавеющая сталь делится на:

• Хромо-марганцево-никелевую – наличие марганца обеспечивает хорошую прочность с сохранением пластичности металла.
• Хромоникелевую – самая популярная группа металлов с хорошей пластичностью. Наличие никеля добавляет небольшие магнитные свойства и стабилизирует структуру сплава.
• Хромистую – обладают невысокой пластичностью, плохо поддается обработке, но при этом обладает высокой прочностью.

Как можно сварить нержавейку

• MMA – дуговая ручная сварка штучным электродом для домашних нужд. Обеспечивает довольно сносное качество шва, но не отличается высокой прочностью и способностью выдерживать высокие нагрузки, обладает слабой структурой.
• TIG – аргонодуговая сварка. Обеспечивает высокое качество сварочного шва, тонкостенных изделий, часто применяется при сварке трубопроводов высокого давления.
• MIG/MAG – полуавтоматическая сварка в газовой защитной среде, которая позволяет добиться качественного шва с хорошим проплавлением. Применяется для сварки толстостенных заготовок.

• лазерная;
• плазменная;
• точечная сварка.

Вышеописанные режимы сварки нержавейки используют для соединений высокой точности и для обработки трудносвариваемых нержавеющих сплавов.

Нюансы при сварке нержавеющих сталей

• Высокое электрическое сопротивление. Ввиду данной особенности, хромоникелевые электроды используют ограниченной длины (до 350 миллиметров).
• Высокий коэффициент расширения металла. Нужно строго соблюдать величину зазора между обрабатываемыми изделиями.
• Низкая теплопроводность. Для обработки нержавейки снижают величину тока на 15-20% ниже, чем при сварке обычных сталей.
• Наличие хрома в составе. Данный металл образует карбид хрома при взаимодействии с углеродом на высоких температурах плавления. В результате снижается прочность сварочного шва. Чтобы это избежать, нужно быстро остужать место сварочного соединения.

Импульсная сварка нержавейки

Одним из основных преимуществ импульсной сварки нержавейки является полный контроль над сварочным циклом и тепловложением в шов. Каждый импульс формирует сварочную каплю, которая переходит в сварочную ванну. В результате чего сокращается зона термического влияния, нагрев заготовки становится более контролируемым.

Также в процессе импульсной сварки нержавеющих сталей практически исключается образование сварочных брызг, что позволяет экономить сварочную проволоку, повысить производительность и сократить время на доработку сварочного соединения.

Сварка нержавейки с разными металлами

При смешивании разных металлов и сплавов с нержавейкой, возможно ухудшение качества сварочного шва, который может стать хрупким, с трещинами, менее пластичным и т.д.

Для исключения дефектов при сварке нержавейки с другими сплавами и металлами следует использовать электроды для высоколегированных сталей, и тщательно подготавливать поверхность заготовки и выполнить прокалку электродов. Кроме того, не рекомендуется предварительно подогревать зону сварки перед проведением работ, и желательно применять высоколегированные сплавы или на основе никеля в качестве присадочного материала.

Сварочный шов должен содержать меньшее количество основного металла – не более 40% от всей массы. 60% – это должен быть присадочный материал или электрод, в зависимости от используемого метода сварки.

Выбираем расходку для сварки нержавейки

Для того чтобы добиться качественной сварки нержавеющих металлов, необходимо выбирать присадочный материал, электроды, которые по составу будут такими же, как и обрабатываемые заготовки. Благодаря этому достигается равномерное расплавление металлов, получается качественное и плотное сплавление.

Информация по составу той или иной марки нержавеющей стали представлена на сайтах производителей свариваемых изделий. Порой довольно сложно определить состав нержавеющей стали без проведения сложных спектральных анализов в лабораторных условиях.

Подготовка изделия перед сваркой

• с помощью стальной щетки очищаем поверхность обрабатываемой заготовки;
• используя растворитель (ацетон, уайт-спирит или другие) протираем поверхность изделия для лучшей устойчивости дуги;
• используем средство, защищающее от налипания брызг, чтобы исключить механическую обработку изделия после сварки.

Обработка нержавейки после сварочных работ

Для исключения образования коррозии на поверхности нержавейки и снижения прочности заготовки, в обязательном порядке требуется дополнительная обработка после проведения сварочных работ.

Для правильной обработки нержавейки необходимо использовать следующие методы:

• зачистка шва механическим методом с помощью специальных щеток для улучшения внешнего вида заготовки;
• пескоструйная обработка для улучшения качеств и внешнего вида шва;
• шлифование – для идеально ровной поверхности сварочного соединения.

Для защиты сварочного соединения от возможного разрушения применяют травление и пассивацию. Метод травления – использование химически активных веществ (жидкости и кислоты). Воздействие кислот удаляет окалину, которая может стать причиной образования ржавчины. Метод пассивации – нанесение оксида хрома на поверхность заготовки для создания защитной пленки от образования коррозии.

Для чего применяется нержавеющая сталь

Каждая из вышеописанных групп стали нашла свое применение в разных сферах – металлургия, автомобильная промышленность, строительная отрасль, химическая промышленность и т.д. Самые популярные марки нержавеющей стали: мартенситные, аустенитные и ферритные.

Сварка нержавейки

Использование нержавеющей стали во многих изделиях продлевает их срок эксплуатации и улучшает внешний вид. Легированные металлы широко применяются в химической промышленности, машиностроении, и изготовлении бытовых емкостей и полотенцесушителей. Но порой этот материал, под действием блуждающих токов или сильной коррозионной среды, дает течь. Начинающие сварщики, в попытках исправить положение, сталкиваются с несколькими трудностями по работе с таким металлом. Или же возникает потребность соорудить собственную емкость из легированной стали. Как варить нержавейку правильно, чтобы швы оставались герметичными? Сколько существует способов сварки нержавейки и какой из них лучше? Что наиболее подойдет для работы в домашних условиях?

Особенности сварки

Варить нержавеющую сталь возможно несколькими способами, но в каждом из них необходимо учитывать специфические особенности материала. Работа с легированной сталью отличается от низкоуглеродистой тем, что свариваемый металл позволяет формировать ровные швы, требующие минимальной обработки. Благодаря шлифовке и полировке можно получить идеальный вид поверхности, которую не нужно красить.

Но в том, как сваривать нержавейку, есть и свои трудности. Они заключаются в следующем:

• Линейное расширение металла проявляется сильнее, чем у других видом стали. Из-за этого изделие значительно удлиняется во время нагрева от сварки, а по окончании процесса возвращается в первоначальную форму. Это создает два распространенных дефекта при сварке нержавейки. Во-первых, изделие сильно деформируется (образовываются волны, дугообразные прогибы), что портит внешний вид и требует правки геометрических форм. Во-вторых, происходит растяжение сварочного шва, который может не выдержать такого микродвижения и дать трещины. Правильная сварка нержавеющей стали подразумевает ведение дуги на меньших токах, чтобы минимизировать прогрев изделия, и подбор качественных присадочных материалов. В изделиях, которые толще 7 мм, применяется предварительный подогрев всей поверхности током.
• В расплавленном состоянии нержавейка быстро взаимодействует с кислородом, находящимся в окружающем воздухе. Если вести сварку без защитного облака, то металл будет сильно пениться и шов не получится. Слабая защита сварочной ванны позволяет выполнить работу, но дает много пор. Поэтому заварить легированную сталь качественно можно только в хорошей защитной среде. Это обеспечивает специальная обмазка электродов или инертные газы.
• Хорошая теплопроводность и низкая температура плавления материала создают еще одну трудность для сварки нержавеющей стали — выгорание легирующих элементов. Так, после нескольких месяцев, на свариваемом материале можно обнаружить следы коррозии. Чтобы предупредить этот дефект, необходимо выполнять шов немного быстрее, чем на низкоуглеродистой стали. Правильно установленная сила тока тоже играет важную роль.

Зная о вышеописанных свойствах металла можно выбирать верные режимы сварки и правильные расходные материалы, что позволит получить качественный результат.

Подготовка металла

Как правильно варить нержавейку показано на различных видео. Но все эти способы подразумевают предварительную подготовку материала под сварку. Эти этапы включают ряд действий:

1. Изделие требуется очистить от масла и мусора.
2. Тонкие платины (от 0,5 до 1,5 мм) не нуждаются в зазоре, а наоборот их требуется плотно подвести друг ко другу.
3. В материале с толщиной от 4 мм и выше, для качественного провара, требуется выполнить разделку кромок. Это производится «болгаркой» или напильником. Благодаря этому будущий шов становится немного шире и глубже, что лучше связывает свариваемые стороны.
4. Между пластинами выставляется зазор в 1-2 мм.
5. Детали толще 7 мм рекомендуется предварительно подогревать.
6. Чтобы зафиксировать пластины и не дать им изменить положение во время сварки, ставится несколько прихваток по всей длине соединения.
7. После этого можно приступать к ведению шва.

Чем варить нержавейку: суть методов и технология процесса

Технология сварки легированных сталей подразумевает использование электрической дуги, позволяющей плавить металл, и создания защитного газового облака. Существует три способа сварить нержавейку.

Покрытыми электродами ( MMA )

Суть метода заключается в использовании источника тока (трансформатор с выпрямителем или инвертор), подсоединяемого одним концом (массой) к изделию, а вторым к держателю электрода. Сварочный ток создает дугу между ними, способную плавить металл и формировать шов. Кроме краев пластин плавится и стержень электрода, который состоит из похожего по составу к основному металла. Сварочную ванну защищает обмазка электрода, которая расплавляется и выделяет особый газ.

ММА — это отличный вариант, когда требуется сварка нержавейки в домашних условиях . Аппараты доступны по цене и компактны для хранения в кладовке или гараже. Транспортировка не требует много места, а легкий вес позволяет работать на любой высоте. Электроды по нержавейке доступны в продаже.

После подготовки металла процесс сварки выполняется ведением электрода по линии соединения. Первый проход необходимо произвести ровно, наклонив электрод на себя или в удобную сторону. В этом же направлении и ведется шов. Расстояние между концом электрода и поверхностью металла выдерживается в 3-5 мм. Когда свариваемые пластины толстые, то требуется несколько проходов. После каждого следует отбивать шлак. Многопроходные швы ведутся с легкими колебаниями электрода для придания чешуйчатости и заполнения места соединения.

Настройки на аппарате выставляются соответственно изделию:

Сварка нержавеющей стали (нержавейки) – основные моменты

Нержавеющая сталь нашла свое применение во многих сферах жизнедеятельности человека: тяжелом машиностроении, строительстве, производстве бытовой электроники, пищевой и химической промышленности и т.д. Практически во всех перечисленных областях для производства изделий используется сварка нержавейки как один из наиболее эффективных способов соединения деталей.

Известно, что данный тип металла обладает антикоррозионными характеристиками из-за добавления в его состав хрома, который при взаимодействии с атмосферным кислородом образует оксидный барьер, защищающий железо от окисления. Помимо хрома, нержавеющая сталь может включать и другие компоненты (никель, титан, молибден). Добавление в состав вспомогательных элементов дает возможность изменять свойства материала, что и определяет сферу его применения.

Классификация нержавеющих сталей

Процесс сварки нержавейки считается более сложным, чем сварка обычных стальных изделий. Это связано с уникальной микроструктурой металла, которая зависит от преобладающей кристаллической фазы. Наличие того или иного компонента приводит к разной реакции на термообработку, поэтому выбор способа сваривания во многом зависит от класса материала.

• Аустенитный класс.
  В таком сплаве основной фазой выступает аустенит. Дополнительными элементами обычно являются хром (до 20%) и никель (до 10%). Хром способствует антикоррозийности, а никель – пластичности, что позволяет применять данный материал в машиностроении. При термообработке аустенитные сплавы не теряют своих характеристик, поэтому хорошо переносят сварочный процесс.
• Ферритный класс.
  Основной фазой в этом случае является феррит. Добавление хрома придает изделию антикоррозионные свойства, однако, в отличие от аустенитного, ферритный сплав не обладает большой гибкостью. Главной особенностью ферритов является повышенная устойчивость к агрессивным средам, поэтому такой материал часто используют в химической промышленности. Вместе с тем, устойчивость к сверхвысоким температурам делает его неудобным для сварки.
• Мартенситный класс.
  Наличие в качестве основной фазы мартенсита придает металлу повышенную твердость. Мартенситный сплав в основном применяют для изготовления работающих на износ деталей и режущих инструментов (ножей). В то же время, материал является довольно хрупким, это нужно учитывать во время его обработки и эксплуатации.

Как осуществляется сварка нержавейки

Перед выполнением сварки нержавеющей стали необходимо ее подготовить. Очень важно уделить внимание кромкам свариваемых деталей – они должны быть зачищены до стального блеска. Также следует обезжирить поверхность с помощью растворителя, авиабензина или ацетона.

Для сваривания нержавейки можно применить одну из следующих технологий:

Ручная MMA-сварка, как правило, используют при отсутствии высоких требований к качеству шва. Основная сложность данной технологии заключается в правильном выборе электрода, который нужно подбирать в соответствии с маркой металла. Обычно для таких целей применяют электроды с основным покрытием, изготовленным из карбонатов магния и кальция, или рутиловым покрытием, созданным на основе двуокиси титана. Если в первом случае сваривание осуществляется исключительно обратнополярным постоянным током, то во втором допускается применение тока с переменной характеристикой.

Таблица для подбора электродов

TIG-сварка эффективна для сваривания тонких листов нержавейки. Чтобы добиться высокого качества шва, следует использовать присадочную проволоку с более высоким уровнем легирования, чем у основного металла. В качестве защитной среды зачастую применяется 100% аргон, однако в некоторых случаях для повышения стабильности дуги и увеличения скорости процесса аргон могут разбавлять гелием.

TIG сварка изделий из нержавейки

TIG сварка выхлопных систем

Аргонодуговая сварка TIG с вольфрамовым электродом

Полуавтоматическая технология MIG/MAG является наиболее универсальной для сварки нержавеющей стали, так как позволяет работать с разными толщинами: для тонких листов подходит метод короткой дуги, для толстых – струйного переноса. С целью защиты шва обычно используют смесь аргона (98%) с диоксидом углерода (2%). Не рекомендуется увеличивать концентрацию углекислоты и, тем более, применять ее в чистом виде, поскольку это приводит к появлению металлических брызг и нарушению структуры шва. Подробнее о сравнении углекислого газа и сварочных смесей читайте в нашей статье.

Особенности работы с нержавеющей сталью

Приступая к сварочному процессу, необходимо учитывать несколько важных моментов, характерных для нержавейки:

• Данный материал обладает меньшей теплопроводностью, чем обычное железо. Поэтому во избежание высокой концентрации тепла в районе шва с дальнейшим прожогом детали сварочный ток необходимо уменьшать на 20-30%.
• Из-за повышенного электрического сопротивления металла электроды нагреваются гораздо сильнее, что приводит к их более быстрому износу.
• Нержавеющая сталь отличается высоким коэффициентом линейного расширения. При сваривании деталей большой толщины важно выдерживать определенный зазор для нормальной усадки шва. В ином случае возможно появление трещин.
• В режиме термообработки возникает вероятность снижения антикоррозионных свойств в месте соединения деталей. С целью предотвращения такой ситуации шов следует оперативно охлаждать. Для этого используют разные способы, например, подкладывают под место соединения медную пластину или снижают его температуру с помощью холодной воды.

Сваривание изделий из нержавейки это распространенная задача на производстве. Как показывает практика, попытки сэкономить на качестве защитных газов приводят к уменьшению надежности и долговечности сварного соединения. Качество имеет первостепенное значение для всего результата работы. Например, здесь можно ознакомиться с защитными газовыми смесями, которые применяются для различных видов металлов, и их типовыми характеристиками.

Сварка нержавейки полуавтоматом: всё что нужно знать в одном месте

Для того, чтобы сварить нержавеющую сталь применяют несколько методов: ручную сварку, аргоновую и сварку полуавтоматом. В настоящее время метод полуавтоматической сварки является наиболее надежным и долговечным, в основе чего лежит высокое качество получаемого сварного шва.

Можно ли варить нержавейку полуавтоматом и что это такое?

Сварка нержавейки полуавтоматом представляет собой соединение заготовок между собой в среде защитного газа. Выделяют две технологии: MIG (сварка металла инертным газом) и MAG (сварка активным газом). Для проведения данного типа сварки необходимы защитный газ и сварочная проволока, которая автоматически непрерывно подается в зону сварки. Таким образом, присадочный материал плавится вместе со сталью заготовок, образуя сварной шов. Защитный газ, поступающий из баллона, нужен для того, чтобы кислород не смог проникнуть в зону сварки и окислить металл.

Ниже представлена схема сварки полуавтоматом:

Достоинства и недостатки сварки полуавтоматом

Достоинства:

• высокая производительность без потери качества сварного шва;
• отсутствие сильной задымленности, что облегчает сварку в помещении;
• небольшое количество брызг металла (благодаря постепенной подаче сварочной проволоки);
• возможность сваривать тонкие и толстые заготовки;
• уменьшенное количество расхода сварочного материала.

Недостатки:

• необходимость использования газового баллона

В этом недостатке кроется сложность транспортировки баллона к месту сварки. Но если учесть все перечисленные достоинства, то на этот недостаток с легкостью можно закрыть глаза.

Видео о сварке нержавейки полуавтоматом

Особенности сварки нержавеющей стали полуавтоматом

Как и любой другой способ, сварка полуавтоматом имеет свои особенности. Рассмотрим самые важные из них:

• газовая смесь для сварки должна включать в себя 70% углекислого газа и 30% аргона
• угол сварки должен составлять от 5 до 10 градусов по отношению к детали для лучшего проплавления шва. Это особенно актуально для сваривания толстых деталей
• обратная полярность
• видимая длина присадочного материала должна составлять от 6 до 12 мм. При формировании шва расстояние от сопла до металла должно быть минимальным

Обычно выделяют 3 способа соединения заготовок методом сварки полуавтоматом:

1. Струйным переносом

Его используют при необходимости сварить толстостенные детали между собой. Для этого применяют порошковую проволоку и специальные головки.

2. Короткой дугой сваривают тонкую нержавейку для исключения прожига металла

3. В среде защитного газа

Наиболее традиционный метод сварки, где в качестве защитного газа используется аргон, углекислота или их смесь. Более подробно поговорим об этом ниже.

Использование газа в сварке нержавеющей стали

Когда мы используем полуавтомат для сварки нержавейки, возникает следующий вопрос: “Какой газ использовать?”

Существует 3 варианта газа, которые можно использовать:

Сварка нержавейки полуавтоматом в среде аргона широко используется из-за эстетичности получаемых швов, но имеет недостатки в виде обилия брызг, нестабильности дуги и высокой стоимости.

Углекислый газ

Сварка полуавтоматом нержавейки в среде углекислого газа — самый дешевый вариант, но из-за ещё большего количества брызг, чем при аргоне, швы получаются очень грубыми.

Cмесь аргона и углекислого газа

В основном эти смеси содержат 98% аргона и 2% углекислого газа, либо 95% и 5% соответственно. Это самый оптимальный вариант, т.к. он объединяет в себе и доступную стоимость, и хорошее качество шва. При отсутствии высоких требований к виду шва процент углекислого газа возможно увеличить до 30.

Но всегда ли необходим защитный газ?

Ответ — нет. Защитную среду можно обеспечить и без использования газа. В этом случае применяют аналог сплошной проволоке — порошковую проволоку. Она представляет собой тонкостенную трубку, которая внутри заполняется флюсом и газом. Сверху покрывается металлическим защитным слоем, который при плавлении высвобождает флюс, который в свою очередь перекрывает доступ кислорода к месту сварки.

При этом порошковую проволоку применяют не так часто в силу неспособности обеспечить нужную защиту зоны сварки. Это в свою очередь занижает качество шва — он становится менее долговечным и прочным.

Материалы и оборудование, необходимые для сварки

1. Сварочный полуавтомат в качестве источника тока
2. Редуктор

Необходим при сварке полуавтоматом для регулирования давления газа, поступающего из баллона. Для каждого вида газа предусмотрен свой редуктор.

Сплошная или порошковая проволока (идентичного со свариваемыми деталями материала для повышения качества шва)

Баллон с защитным газом

Для исключения п. 4 необходимо выбрать порошковую проволоку, при этом необходимо помнить про снижение качества шва.

Средства защиты:

Cварочная маска — обязательное средство защиты глаз и лица во время проведения сварочных работ

Сварочные маски выпускают нескольких типов: с небольшой площадью покрытия лица и головы, с большим защитным покрытием включая шею и волосы, а также с поднимающимся светофильтром.

Краги — необходимый атрибут для защиты рук сварщика

Их изготавливают из спилка или брезента. Помимо этого, они различаются по количеству отделений под пальцы.

Выбор сварочной проволоки

Дает хорошее качество шва, несмотря на то, что имеет невысокую стоимость.

Дает более низкое качество шва, зато позволяет проводить сварочные работы без использования газовых баллонов.

Применяется по большей части при сварке в среде углекислого газа и его смесей. Использование этого типа проволоки ведет к увеличению устойчивости горения дуги.

Присадочная проволока производится от 0,13 до 6 мм в диаметре.

Предварительные работы до начала сварки

Непосредственно до начала процесса сварки необходимо выполнить следующие действия:

1. Зачистить до блеска абразивным материалом поверхность, по которой будет проходить сварка
2. Снять фаски, если толщина стенок свариваемых заготовок более 4 мм
3. Произвести обезжиривание поверхности спиртом, ацетоном, бензином или растворителем
4. Удалить влагу путем прогревания кромок горелкой до 100⁰C
5. Чтобы устранить внутреннее напряжение перед сваркой металл нагревают до 200⁰

Предварительные работы до начала сварки

В независимости от типа газа, обеспечивающего защитную среду (аргон или углекислый газ) правила проведения сварки полуавтоматом одни и те же:

1. Ток должен быть обратной полярности
2. Наклонять горелку нужно так, чтобы обеспечить провар достаточной глубины и правильную ширину шва
3. Вылет проволоки достаточно сделать до 12 мм
4. Расход газа настраивают от 6 до 12 мᶾ/час
5. Защитный газ пропускают через осушитель (чаще всего на основе медного купороса) для удаления влаги. Перед применением его необходимо прокалить при 200 ⁰С при длительности около 20 мин
6. Для защиты от раскаленных брызг поверхности, прилегающие к стыку, необходимо обработать растворенным в воде мелом
7. Во избежание образования водородных трещин сварку нужно начинать, отступив примерно 5 мм от края заготовки
8. Сварку нужно выполнять плавным движением полуавтоматической горелки вдоль шва. Если производить поперечные движения, то расплавленный металл может выйти за пределы защитной среды

Сварка нержавейки полуавтоматом с другими типами металлов

Сегодняшние технологии сварки полуавтоматом позволяют соединять нержавеющий металл с алюминием, металлы высокой и низкой легированности, а также и другие сплавы.

Отличительные черты сварки полуавтоматом нержавейки с другими металлами:

• во время сварки черного металла с нержавейкой понижается предел текучести металла, образуется защита поверхности от действия окружающей среды
• когда мы привариваем Ст40 к нержавейке, то применяем проволоку 08Г2С, которая помогает избежать разрыва шва в месте соединения двух типов металла после остывания
• чтобы сварить нержавейку с медью необходимо использовать легкоплавкие припои и флюс
• импульсный режим применяется для сварки нержавейки с алюминием и другими металлам, за счет чего появляется повышенная устойчивость к коррозии и улучшается качество провара
• аргон используют для сварки алюминия с нержавейкой с включением импульсного режима. При этом рекомендована медно-порошковая проволока