Особенности проведения сварки нержавейки полуавтоматом

Нержавеющая сталь применяется во многих отраслях промышленности, а также в быту. При устранении возможных поломок деталей и соединения отдельных частей используется сварка нержавейки полуавтоматом. Специальное оборудование и среда защитного газа позволят избежать появления дефектов в месте соединения.

Сварка нержавеющей стали полуавтоматом

Особенности нержавеющей стали

Процесса соединения нержавейки при помощи сварки считается сложным. Обусловлено это составом нержавеющих сплавов, а также свойствами характерными им свойствами.

Виды нержавеющих сталей

Материал классифицируется на:

1. Ферритная структура. В составе таких сплавов содержится хром в количестве до 20%. Применяются в тяжелой промышленности для изготовления отопительных систем. Устойчивы к коррозии, а также способны намагничиваться, данный металл считается востребованным.
2. Аустенитная структура. В составе содержат никель и хром. Составляют до 70% всех нержавеющих сплавов в промышленности. Устойчивы к коррозии, имеют высокую прочность в отличие от аналогов.
3. Феррритно-мартенситная структура. Имеют игольчатое строение углерода, из-за чего считаются прочным видом нержавеющего сплава. Устойчивы к преждевременному износу, способны выдерживать действие повышенных температур. В составе содержат минимальное количество посторонних примесей.
4. Комбинированная структура. Данная категория получается при сочетании основных типов. Изготавливается в результате применения новых технологий. Содержит все полезные качества используемых материалов.

Свойства и свариваемость нержавейки

Нержавеющие сплавы имеют следующие свойства, которые могут повлиять на процесс сварки:

1. Теплопроводность материала ниже в 2 раза, чем у углеродистых сталей. Из-за этого свойства происходит перегрев сварочной ванны, снижаются коррозионная устойчивость. Для предотвращения место соединения охлаждают.
2. Низкая температура плавления способствует образованию в месте сварки металла с температурой расплава 500°С. Такое явление в дальнейшем приведет к появлению дефектов шва, образуются трещины. Необходимо применять принудительное охлаждение.
3. Высокое тепловое расширение приведет к механической деформации в месте шва. Для предотвращения между деталями рекомендуется оставлять зазор определенного размера.
4. Пониженная электрическая проводимость является основным показателем нержавеющей стали. Такое свойство приводит к критическим нагревам легированных электродов.

Внутренние характеристики делают нержавеющие сплавы сложными для сварки. Для нормального соединения необходимо применять принудительное охлаждение шва.

Подготовительные работы

Перед тем, как варить полуавтоматом нержавейку, требуется провести тщательную подготовку:

• Зачистить рабочие поверхности до блеска;
• обезжирить детали ацетоном или каким-либо органическим растворителем;
• при толщине металла более 4мм обработать торцы, чтобы между ними образовалось небольшое пространство для заполнения металлом;
• прогревая детали до100, убрать лишнюю влагу;
• нагреть металл до 200, чтобы снять внутреннее напряжение.

На производстве для удаления поверхностных загрязнений: нагара, следов от смазки, ржавчины детали и проволоку протравливают раствором соляной или серной кислоты. После этого промывают горячей и холодной водой и просушивают.

Расход газовой смеси при рабочем давлении 0,2 атмосферы с помощью редуктора устанавливается в пределах 6-12м3/мин. Несоблюдение этих показателей снижает качество шва.

Регулировка силы тока и напряжения зависят от мощности аппарата.

От этих параметров зависит глубина провара, длина дуги, форма шва. С увеличением силы тока – шире наплавленный шов, а глубина проварки уменьшается.

Некоторые настройки полуавтоматического сварочного аппарата:

Толщина металла, мм	Диаметр проволоки, мм	Зазор, при сварке деталей в стык, мм	Сила тока, А	Сварочное напряжение, В
1	0,8	0	65	17
1,5	0,8	0	115	17
2	0,8	0,5	130	17,5
3	1	1	210 –215	18
4	1 – 1,2	1,5 – 2,5	220 – 280	20
5	1,2	2,5	190 – 300	21
6	1,2	2,5	300	22

К каждому аппарату дается таблица режимов сварки. Мастер выбирает режим работы полуавтомата, в зависимости от параметров сварки. Настроив аппарат, сварить на пробной заготовке. В случае необходимости коррегировать настройки.

Технология сварки нержавейки полуавтоматом

Для повышения качества соединения, а также снижения уровня ложности процесса сварки нержавеющих сплавов применяются полуавтоматические аппараты. Оборудование дает:

• обеспечение сварочной ванны газом для защиты от постороннего влияния;
• подача проволоки присадочной;
• принудительное охлаждение;
• возможность выполнения работ в труднодоступных местах.

В процессе сварки на поверхности металла образуются области повышенного внутреннего напряжения. Для предотвращения явления рекомендуется проводить обработку при помощи нагрева детали до температуры 760°С и дальнейшим самостоятельным охлаждением.

Защитный газ – как применять и всегда ли нужен

Уже упоминалось, что есть три варианта инертного газа, который можно использовать при сваривании нержавеющей стали полуавтоматом. А именно:

1. В среде аргона. Преимущество такого способа заключается в том, что шов получается эстетичным. Недостаток – большое количество брызг расплавленного металла. Дуга горит нестабильно, а стоимость аргона высока.
2. В среде углекислого газа. Самый бюджетный из трех вариантов способ сваривания. Однако брызг получается еще больше, чем при работе с аргоном. Да и шов получается очень грубым и непривлекательным.
3. Смесь углекислого газа и аргона. Оптимальный вариант, позволяющий собрать воедино достоинства обоих инертных газов – высокое качество шва в сочетании с невысокой стоимостью.

Если требования к качеству шва невысоки, то процент содержания углекислоты в смеси можно доводить до 30. Но чаще всего применяются сочетания аргона и углекислоты в соотношениях 95-98% и 5-2% соответственно.

Относительно вопроса, всегда ли требуется использовать инертный газ, есть однозначный ответ – нет, не всегда. Защитная среда нужна, но обеспечить ее можно и без газа. Альтернатива решению – порошковая проволока. Она представляет собой тонкостенную узкую трубку, внутри которой содержится флюс. Покрытый защитным металлическим слоем флюс освобождается в процессе сварочных работ и обеспечивает защиту расплавленному металлу от атмосферного кислорода.

Следует иметь ввиду, что степень защиты рабочей зоны при использовании проволоки с флюсом меньше, нежели при работе с газом. Швы получаются не такими надежными и эстетичными. Поэтому данный метод сваривания менее востребован и прибегают к нему реже.

Подводя итоги, можно подчеркнуть, что среди достоинств использования защитного газа с присадочной проволокой (назовем данный вариант классическим) – высокая производительность и минимальное количество брызг расплавленного металла. Его недостатками является необходимость тащить баллон с самим газом и связанные с этим некоторые ограничения при использовании вне стационарных сварочных постов.

Порошковая проволока дает возможность избавиться от этих недостатков. Можно выполнять сварочные работы где угодно и нет необходимости тащить за собой тяжелый баллон с инертным газом. Но у этого способа свои минусы. И заключаются они в высокой стоимости расходного материала, обильном образовании шлака на поверхности шва и необходимость в дополнительной его защите от коррозии после завершения сварочных работ.

Материалы и оборудование

В процессе сварки используют полуавтоматические аппараты. Они обеспечиваются системой подачи проволоки, а также защитного газа. Полуавтомат для сварки должен иметь возможность переключения полярности, а также контролем и регулировкой основных параметров.

Проволока для сварки нержавейки

Для обеспечения надежного шва необходимо применять проволоку для сварки нержавейки полуавтоматом. Она изготавливается также из нержавеющего сырья. Если нет возможности использовать газовую среду рекомендуется применять порошковую проволоку, она имеет полое строение, пустота заполняется флюсом. Недостатком последней является появление в дальнейшем трещин в структуре шва.

Выбор газа

Применение газа обусловлено необходимостью обеспечения защиты места соединения от вредного окисления. При этом вещество не должно вступать в химические реакции с металлом, чем может снизить характеристики нержавейки. В таком случае используются инертные газы с добавленной углекислотой.

Баллоны с газом

Выбор газа

Полуавтоматическая сварка без использования защитного газа возможна только в том случае, если речь идет об использовании присадочной порошковой проволоки. В этом случае защита шва создается из порошка, которым покрыта проволока, что исключает попадание воздуха в сварочный шов.

Если же сварка происходит с использованием проволоки, изготовленной без специального покрытия, то возникает необходимость выбора специального защитного газа, который также защитит сварочный шов от попадания воздуха.

Для сварки нержавейки в настоящее время могут быть использованы два газа:

• углекислый газ;
• аргон.

Опытные сварщики используют для данного вида сварки специальную смесь, в которой соединены аргон и углекислый газ. Наиболее распространенным процентным соотношением таких газов является: 98% аргона, 2% углекислого газа.

Однако каждый сварщик в зависимости от своего опыта работы, предпочтений и технологических требований к качеству и внешнему виду шва подбирает параметры смеси по-своему. Главным условием при этом является обеспечение максимальной защиты сварочной зоны.

Примерная стоимость баллонов с аргоном разных объемов на Яндекс.маркет

Как варить нержавейку полуавтоматом

Часто детали для соединения могут располагаться в труднодоступных местах. Сварка нержавеющей стали полуавтоматом обеспечивает надежный шов, который защищен от преждевременного износа.

Подготовка металла

Перед выполнением работ по соединению присадочной проволокой необходимо подготовить детали:

• в месте соединения удаляют все загрязнения;
• проводят обезжиривание металла, для надежности шва и защиты от трещин, помогут при этом растворители;
• для удаления избыточной влаги детали рекомендуется нагреть до значения 100°С.

Техническая схема сварки

Для соединения нержавеющих сплавов при помощи сварки применяют три метода:

• для деталей маленькой толщины необходим метод короткой дуги;
• при струйном переносе получают сварное соединение нержавейки при деталях большой толщины;
• импульсный метод считают универсальным.

Технологический процесс требует выполнения некоторых правил:

• для хорошего обзора необходимо горелку располагать под отрицательным углом к шву;
• головку следует вести на расстоянии 12 мм от поверхности металла;
• проволока должна плавиться небольшими порциями, без больших капель.

Сварщику рекомендуется выполнять ряд требований:

• сварка ведется при обратной полярности клемм;
• значением угла регулируется качество и ширина шва;
• длина вылета присадочной проволоки должна составлять не более 12 мм;
• в место шва необходимо подавать осушенный газ, при расходе до 12 м3/мин;
• для предотвращения появления брызг поверхности обрабатывают раствором мела;
• начало и окончание шва рекомендуется делать на некотором расстоянии от края деталей.

Исправление дефектов

При выполнении сварочных работ в местах соединения могут возникать деформации, происходит это в результате нагрева. Для устранения следует выполнять следующее:

• при образовании пузырей в месте шва применяют метод простукивания молотком от края деталей;
• покоробленный металл необходимо выправить при помощи разогрева детали горелкой, а также простукивания молотком.

Для получения шва необходимо изучить теоретическую часть, а также выполнить пробную сварку на образцах.

Варианты настройки режимов сварочного аппарата

Для того чтобы качество сварного соединения было максимальным, а сам стык был предельно прочным и не мог разрушиться в скором времени после начала эксплуатации изделия, необходимо грамотно подобрать режимы сварочного аппарата.

При подборе параметров, в которых будет работать аппарат, необходимо опираться на следующие исходные данные:

• вариант исполнения соединения (угловое нижнее соединение, нижнее соединение встык либо вертикальное пространственное);
• толщина свариваемых деталей соединения (чем толще металл, тем выше параметры сварочного тока и сварочного напряжения);
• толщина проволоки (здесь также действует правило прямой зависимости сварочного тока и сварочного напряжения от толщины проволоки);
• наличие или отсутствие зазора при сварке деталей встык и величина такого зазора.

Если речь идет о сварке деталей, где толщина металла каждой детали составляет 0,8 мм, и которая осуществляется встык с нулевым зазором с использованием проволоки толщиной также 0,8 мм, то сварочный ток находится в диапазоне от 50 до 80 А, сварочное напряжение не может быть выше 16 В.

Все основные режимы сварки можно увидеть в таблице.

Последовательность хода работы

Сварку нержавейки можно проводить тремя основными способами:

• С использованием короткой дуги – сварка полуавтоматом в газовой среде, особенно подходящая для работы с тонкими заготовками;
• со струйным переносом – используется порошковая проволока;
• импульсный метод – наиболее точный и эффективный, когда проволока подается в зону сварки импульсами в виде небольших капель.

Перед тем, как варить нержавейку полуавтоматом в углекислоте, надо учесть общие положения:

1. Установить обратную полярность – в плюсовую клемму включить горелку, а в минусовую – заготовку;
2. сила тока должна быть примерно на 20% ниже, чем для обычных сварочных работ;
3. вылет, т.е. расстояние от наконечника до кончика проволоки, не более 12мм;
4. для удаления водяных паров, газ проходит через осушитель, расположенный перед или после редуктора.
5. аппарат заправить катушкой с проволокой. При помощи механизма протяжки регулируется ее натяжение.

Что понадобится для сварки

• Источник тока (полуавтомат);
• сварочная проволока;
• защитный газ.

Сварочная проволока должна быть идентична свариваемому металлу. В нашем случае, выбирайте нержавейку для полуавтомата.

Сварочная проволока нержавейка для полуавтомата

На рынке присутствует проволока российских и зарубежных производителей, которая подразделяется на порошковую и сплошного сечения. Диаметром от 0,13 до 6,0 мм. В домашних условиях применяются диаметры 0,6 и 0,8 мм, а свыше 1,0 мм на производстве.

1. Сплошная проволока используется для соединений в среде защитных газов и под флюсом. Такой способ, исключает попадание воздуха в зону сварки, тем самым улучшая качество сварного шва.
2. Порошковая нержавеющая проволока (самозащитная) — тонкостенная трубка, заполненная флюсом и газом. Смесь компонентов позволяет сваривать изделия без защитных газов (углекислого газа и аргона).

Проволока для сварки нержавейки полуавтоматом, производится с термической обработкой или холоднотянутая. И подразделяется на оксидированную (Т) и светлую (белую, ТС).

Нержавеющая проволока выпускается 2 классов точности:

• повышенной точности (П);
• нормальной точности.

Проволока с повышенной точностью применяется для улучшения качества шва.

Нержавеющие стали по химическому составу делятся на разные марки и проволока тоже имеет различную маркировку. Таблица (ниже) познакомит с марками, диаметром и весом нержавеющих проволок:

Стоимость нержавеющей проволоки для полуавтомата

Цена варьируется в зависимости от производителя и региона проживания покупателя.

• ER 308 LSI 0,8мм 1кг — 825 руб;
• ER 308 LSI 0,8мм 5кг — 4237 руб.

Видео:

Выбор газа

Варить полуавтоматом без газа — нельзя, кроме случаев, использования порошковых проволок. Сварку нержавейки полуавтоматом можно выполнить в среде углекислого газа или смеси углекислоты и аргона.

Углекислый газ — доступный и дешевый газ для соединения нержавеющих сталей. При чистом его использовании, сварщик сталкивается с излишним разбрызгиванием металла и корявым сварочным швом.

Удобнее применять смесь аргона и углекислоты, процентное соотношение 98/2 (Ar-98%, CO2-2%). Опытные сварщики состав смеси варьируют в зависимости от марки нержавейки и своих предпочтений.

Процентное соотношение углекислого газа и аргона можно настроить с помощью двух отдельных баллонов. Выходы с двух редукторов соединить с помощью тройника, взятого с стеклоочистителя автомобиля отечественного производства. Подробности подобной конструкции в видеоролике:

Всё, вам осталось выбранный защитный газ и проволоку подключить к аппарату. Знайте: токопроводящий наконечник должен быть одного диаметра с проволокой.

Наконечники приобретайте с запасом, в процессе работы они выгорают и аппарат тогда хуже варит.

Видео: как настроить полуавтомат к работе (для начинающих).

Как сварить нержавейку в среде углекислого газа

Болгаркой зачистить рабочую поверхность изделия, при соединении в стык металла толщиной от 4 мм сделать кромки (канавки для наплавления металла). В этой статье, рассказывается про маркировку нержавеющих сталей и подготовку поверхностей.

После нарезки фасок, детали состыковать с помощью щипцов-зажимов, оставив зазор между изделиями (не менее 1,5 мм).

Зазор должен быть по всей длине заготовки, он позволит проварить металл на всю толщину. Подключить массу и выставить свои настройки на полуавтомате в зависимости от конструкции вашего аппарата и толщины металла.

Простые полуавтоматы на лицевой панели имеют 2 регулировки:

• сварочное напряжение;
• скорость подачи проволоки.

Продвинутые модели оснащены ручкой регулировки индуктивности. Также, скорость подачи проволоки от диаметра может регулироваться переключателем.

Настройка индуктивности изменяет жесткость дуги, глубину провара и форму валика:

1. При малой индуктивности: дуга холодная — получаем тонкий валик с глубоким проплавлением;
2. При большой индуктивности: дуга горячая — широкий валик с неглубоким проплавлением.

Держа горелку с уклоном 20-60 градусов (расстояние от сопла до сварочной ванны 10-20 мм), короткими прихватками выполнить соединение нержавеющей стали. Нажали на курок — отпустили, нажали и отпустили, вот так неспеша и происходит заполнение нарезанных кромок металлом. Варить можно, как углом назад (к себе), так и углом вперед (от себя).

Таблицы (ниже) помогут вам определится с настройками полуавтомата:

При сварке внахлест, фаски нарезать не надо, достаточно зачистить поверхность, наложить детали друг на друга и выполнить соединение.

В процессе сварки, перед новым швом откусывайте наплавленный шарик на кончике проволоки.

В процессе соединения нержавейки полуавтоматом в среде углекислого газа, изменяйте скорость подачи проволоки, такими манипуляциями вы добьетесь качественного шва.

Видео:

Нержавеющая сталь из-за содержащихся в ней химических элементов (например, хрома) слабо подвержена коррозийному воздействию окружающей среды. Однако такие свойства данного металла требуют тщательного подхода к процессу его сварки, что выражается в тонкостях подбора присадочных материалов, с помощью которых производится сварочный процесс.

Читать также: Мотопомпа бензиновая для воды характеристики