Иногда в домашних условиях необходимо срочно заварить емкость или трубу из нержавейки. Начинающие сварщики, имеющие в хозяйстве бытовой инвертор, могут устранить проблему самостоятельно. Хотя в промышленных условиях ручную сварку нержавейки электродом не практикуют, дома можно устранить дефект обычной электросваркой. Специалисты поделятся опытом, как варить нержавейку электродом. Какие особенности легированных металлов нужно учитывать, какого режима придерживаться при работе.
Особенности сварки нержавеющей стали
Главная проблема, возникающая у неопытных сварщиков – некачественный шов. В трубе может появиться течь даже при небольшом давлении. На металле в районе шва возникают трещины.
При сварке нержавейки электродом нужно учитывать ряд особенностей легированной стали, ее физические свойства:
- У металла большой коэффициент расширения, он после соединения электросваркой в процессе охлаждения стягивается. Если варить нержавейку обычной присадкой для углеродистой стали, имеющей небольшой коэффициент расширения, на шве могут появиться трещины – его будет разрывать от внутренних напряжений в нержавейке.
- При окислении ванны расплава на поверхности образуется пористость за счет кристаллизации. Если нет возможности создать над рабочей зоной защитную атмосферу, нужно подбирать стержни со специальной обмазкой, содержащей компоненты, препятствующие поступлению кислорода в шов.
- Легированная сталь, используемая в быту, плавится при невысоких температурах. Под воздействием электродуги из нержавейки способны выгорать легирующие добавки. Без них металл будет ржаветь. Чтобы не допускать перегрева, шов ведут в шахматном порядке.
- Присадку для сварки нержавейки подбирают с учетом особенных свойств легированного металла. Желательно точно знать марку свариваемых заготовок.
Что такое нержавейка
Что такое сталь: это сплав железа с углеродом. Доля углерода может быть разной, чем она выше, тем сталь прочнее. В сталь добавляют легирующие элементы для корректировки свойств стали.
Что такое нержавеющая сталь: для устойчивости к коррозии добавляют хром. Его доля в нержавеющем сплаве составляет от 12 до 30%. Хрома и других компонентов типа молибдена, никеля и др. намного меньше, они отлично работают для антикоррозийной защиты, но совсем не облегчают процесс сварки. И это мягко сказано. Высоколегированная нержавеющая сталь – один из самых сложных металлов для сварочных работ.
Схема возникновения сварочной дуги.
Вот основные факторы, влияющие на сварочный процесс:
- У нержавейки теплопроводность ниже, чем у других видов стали. Поэтому ее приходится прогревать намного дольше, а электричества тратить намного больше.
- У нержавейки очень высокий коэффициент расширения, поэтому при соединении двух поверхностей толстых заготовок есть риск возникновения микротрещин в большом количестве. Чтобы минимизировать эту проблему, зазор между заготовками должен быть шире, чем в работе с другими видами стали.
- Высокое сопротивление нержавейки процессам плавления ведет к значительному перегреву электродов. Поэтому пользоваться можно только специальными электродами для нержавеющей стали.
- Внимание! Главный враг в сварке сталей – межкристаллитная коррозия или МКК – очень опасная деформация, которая может возникнуть при нагреве нержавейки свыше 500°С, поэтому определять режим сварки нужно самым тщательным образом, включая в него принудительное охлаждение стальных заготовок.
Можно ли варить нержавейку обычными электродами? Теоретически и даже технически можно. Но только в работе с мелкими металлическими деталями бытового пользования.
Если речь идет о промышленных конструкциях, то никаких простых расходников! О надежности и монолитности швов с их использованием говорить не приходится. Такой вариант может расцениваться лишь как экстренное решение в случаях срочной необходимости.
Какие электроды выбрать для нержавейки
Риск образования трещин снизится, если выбирать присадку со стержнем, по химическому составу схожим с заготовками. Для сварки нержавеющей стали выпускают несколько видов стержней:
- ЦЛ-11 создан для сварки хромоникелевого сплава, у них фтористо-карбонатная обмазка, сварку можно производить при температуре до +450°С. Работать электродом можно в любом положении.
- ОЗЛ-6 предназначен для жаропрочных сталей, если варить им другие заготовки, электрод будет расправляться медленнее, шов получится непрочный;
- НЖ-13 – для пищевой нержавейки. Можно использовать для хромоникелевой стали, легированной молибденом. Обмазка образует небольшой слой шлака, защищающего ванну расплава от окисления.
- ЗИО-8 – для жаростойких сплавов, с ним возникнут проблемы при сварке бытовой нержавейки.
- НИИ-48Г – универсальная присадка с основным видом покрытия.
- ЭФ400/10У, ОЛЗ-17У – профессиональные электроды, предназначенные для аустенитных сплавов. В быту такие стержни использовать нежелательно, обмазка содержит вредные компоненты.
Можно ли варить нержавейку обычным электродом?
Использовать углеродистые стержни можно только в крайних случаях. Ожидать особой прочности от шва в этом случае не стоит. При остывании соединения можно будет услышать потрескивание – черный металл порвет сокращающаяся в размерах нержавейка. Со временем в рабочей зоне обязательно образуется ржавчина, даже под небольшим давлением образуется течь.
Простым электродом НЕ варят:
- нихромовые трубы системы отопления;
- полотенцесушители;
- нержавеющие емкости.
Новичкам, имеющим дома инвертор, желательно иметь в запасе пачку универсальных электродов для нержавейки.
Как правильно варить тонкую нержавейку?
При работе с тонкими нержавеющими листами существуют определенные правила, которых важно придерживаться для создания прочного и аккуратного шва. Пошаговая инструкция, как варить нержавейку:
- На подготовительном этапе нужно очистить детали от налета, краски, грязи.
- Выкладываем флюс.
- Нагреваем примерно до 250 градусов. При этом наблюдаем изменение цвета поверхности материалов.
- Поскольку мы работаем с тонкими листами, быстро проводим электроды, чтобы не проплавить материал.
- Остужаем материал медными пластинами, чтобы избежать образования ржавчины.
Нержавейку электродами выполняют в домашних условиях и на производстве. При этом может меняться температура, оборудование, сила тока, толщина стали, другие особенности технологии и самого материала.
Технология сварки нержавеющей стали электродом
Ход работы немного отличается от электросварки черных металлов. Есть тонкости образования шва, поэтому должна соблюдаться технология сварки. Подготовительный этап стандартный:
- Заготовки зачищают, снимают с них грязь, масляные пятна, следы краски. Все эти компоненты вспенивают ванну расплава.
- У деталей, толще 4 мм, разделывают кромки под углом 45°.
- Детали укладывают встык с зазором не меньше 1 мм, это связано с большим коэффициентом расширения нержавейки в процессе сварки.
- Прочность швов повышается, если детали предварительно прогревают до +150°С, затем приступают сваркой.
Как правильно варить нержавейку электродами:
- Сначала будущий шов прихватывают в нескольких местах.
- Стержень необходимо держать под углом от 45 до 60°, наклоняют его к себе или в сторону.
- Нужно быть готовым к густой ванне расплава, жидкий металл вязкий, как пластилин.
- Шов накладывают мелкими стежками, быстро.
- Необходимо поддерживать короткую дугу, колебательные движения недопустимы.
- При остывании стыка металл дополнительно не охлаждают, шов должен кристаллизоваться постепенно, чтобы не возникали внутренние напряжения в заготовках. Тогда качество соединения будет нормальным.
- Сварку тонкой нержавейки электродом проводят током обратной полярности, при таком подключении клемм самая высокая температура будет сконцентрирована на кончике присадочного стержня.
Сварочный процесс
Чтобы успешно сваривать инвертером нержавеющую сталь в домашних условиях, следует придерживаться определенных этапов работы:
- Удалить с места стыка остатки краски, масла или мусора. Нержавейка довольно «капризный» металл, и плохо реагирует на подобные включения в сварочную ванну. Зачистка проводится металлической щеткой.
- Предварительная прокалка электродов поможет вернуть хорошие свойства их обмазке, что облегчит сварочный процесс и последующую обработку.
- При работе с краями соединения, которые толще 4 мм, необходима разделка кромок под 45 градусов. Это обеспечит хорошее проплавление и заполнение присадочным металлом зоны соприкосновения. Разделку можно выполнить «болгаркой» или напильником. В особенно ответственных изделиях скос кромок выполняется на фрезерном станке. Дополнительно, выставляется зазор в 1-2 мм между пластинами, что позволяет затечь раскаленному металл до самого основания шва.
- Если сваривать инвертором предстоит тонкий металл (1-2 мм), то потребности в зазоре нет. Наоборот, требуется плотно свети края соединения друг ко другу, и выполнить прихватки.
- При работе с толстыми листами железа (более 7 мм) рекомендуется производить подогрев изделия до 150 градусов. В домашних условиях это можно сделать паяльной лампой. Подобная мера позволяет избежать резкого перепада температуры при нанесении шва на холодный металл.
- Шов, при сварке нержавейки инвертором, выполняется на короткой дуге, и ведется немного быстрее, чем при сварке «черного» железа. Для повышения скорости провара не используют колебательные движения электродом. Шов получается узким, но не перегревающим материал. Электрод можно наклонить на себя или в удобную сторону, и удерживать его на 40-60 градусов относительно поверхности изделия.
- В конце шва необходимо выполнить «замок», предотвращающий последующие трещины и свищи. Для этого сварочную ванну выводят в сторону на основной металл, или на уже застывший предыдущий шов, и удерживая электрод на месте, прерывают дугу.
- После прекращения сварки изделию необходимо дать время остыть. Не стоит поливать его водой, ускоряя процесс, иначе высокий коэффициент линейного расширения негативно скажется на качестве стыка.
- Отбитие шлака производится спустя 5 минут, чтобы не оставить следов удара на мягком металле.
- Зачищенный шов осматривается на наличие дефектов. Если изделие предназначено для работы под давлением, то стоит произвести опрессовку. После чего можно проводить шлифовку и полировку для блеска нержавеющей конструкции.
Какой сварочный аппарат выбрать
Сварочные аппараты некоторые умельцы берут напрокат. Для работы с легированным металлом надо выбирать современное оборудование для сварки, генерирующее постоянный ток, с таким аппаратом легче поддерживать короткую дугу, получаются ровные стежки шва. Можно сварить металл трансформатором, но в этом случае возможно образование наплывов, снижающих прочность реставрированного элемента. Лучше выбирать сварочники с дополнительными функциями. Риск залипания электрода, прожога заготовки снизится. Хороший вариант – универсальный генератор, вырабатывающий постоянный и переменный ток. Допустимо использование инвертора, выдающего переменный импульсный ток высокой частоты.
Настройка сварочного аппарата
Для сварки нержавеющей стали электродами придерживаются определенного режима работы. Чтобы сварить 4 мм заготовки, нужен аппарат, выдающий 100 А с напряжением 16 В. Диапазон сварки более тонких деталей:
| Толщина заготовки, мм | Диапазон силы тока, А | Рекомендуемое напряжение, В |
| 1 | 30 — 40 | 12 |
| 1,5 | 40 — 60 | 13 |
| 2 — 3 | в пределах 80 | 14 — 15 |
Диаметр электрода должен быть меньше толщины заготовки, сталь до 3 мм варят двойкой, 4 мм – 3-х мм стержнями.
При соблюдении всех технологических тонкостей сварки легированных металлов можно получить достаточно прочное соединение в домашних условиях. Для реставрации труб, емкостей, рассчитанных на высокое давление, лучше прибегнуть к услугам профессионалов.
Способы сварки нержавейки
Мы рассмотрим 2 способа сварки:
- Ручная электродом;
- Ручная аргоном.
Каждый из представленных ниже методов предполагает использование определенного оборудования и точно выбранных расходных материалов.
Ручная электродом
Качество сварного шва, полученного этим методом достаточное, чтобы этот метод сварки мог применяться как в быту, так и на производстве. Ручная сварка с применением электрода с покрытием считается универсальной и используется во всех отраслях.
Достоинства ММА-сварки:
- простой и легкий процесс сварки;
- высокая продолжительность работы аппаратов;
- компактные агрегаты небольшим весом;
- получение прочных сварных швов;
- подходит для самостоятельного обучения этому методу.
От правильности выбора сварочных материалов зависит качество и надежность сварного шва.
При ручной сварке рекомендованы электроды следующих марок:
- ESAB OK 61.30 имеет высокую устойчивость к межкристаллитной коррозии и дает надежное сварное соединение. Шлаковый слой отпадает самостоятельно, что увеличивает скорость сварки.
- AG E 308L-16 подходит для металлов, эксплуатация которых происходит при низких и высоких температурах.
- ESAB OK 63.30 применяют для сварки металлов, контактирующих с агрессивной средой. Эти электроды можно применять при сварке на постоянном и переменном токе.
Для сварки данным методом надо устанавливать режим постоянного тока с обратной полярностью.
Ручная аргоном
Аргонодуговую сварку применяют для получения внешне красивых сварных швов. Этот способ хорошо себя зарекомендовал во время сварки очень тонких деталей.
Для сварки нержавеющей стали аргоном необходимо использовать вольфрамовые электроды. Если следовать этой технологии, то сварной шов непременно получится прочным и качественным, даже при выполнении сварочных работ в бытовых условиях. При сварке этим методом слоя шлака на швах и разбрызгивания металла не будет. Аргонодуговая сварка считается самым чистым способом соединения металлов.
Для данного метода подходит постоянный ток с прямой полярностью или переменный.
Таблица 1. Зависимость силы тока от толщины металла
| Толщина металла, мм | Вид и полярность | Сила тока, А | Диаметр электрода, мм |
| 1 | Постоянный | 30-60 | 2 |
| Переменный | 35-75 | ||
| 1,5 | Постоянный с прямой полярностью | 40-75 | 2 |
| Переменный | 45-85 | ||
| 4 | Постоянный с прямой полярностью | 85-130 | 4 |
Особенности аргонодуговой сварки:
- дуга разжигается бесконтактно, чтобы избежать попадания вольфрамового покрытия от электрода в уже расплавленный металл;
- во время сварки нужно исключить колебания стержня. В противном случае нарушится защитный барьер в рабочей зоне и, как следствие, произойдет окисление шва.
Данный метод сварки позволяет снизить расход сварочных материалов. Необходимо после окончания сварочных работ продолжить подачу аргона в течение 10-15 секунд. Эти действия помогут защитить раскаленный электрод от активного окисления.
