Сварка нержавеющей стали: современные технологии, виды и способы

20.02.2019 Автор: VT-METALL

Вопросы, рассмотренные в материале:

Кто и когда создал нержавеющую сталь
Какая существует технология сварки нержавеющей стали
Какие есть режимы и способы сварки нержавеющей стали
Какие необходимы оборудование и расходные материалы для сварки нержавеющей стали
Как выполняется сварка изделий из нержавеющей стали с другими металлами
Какие ошибки чаще всего допускают во время сварки нержавеющей стали

Согласно существующей классификации металлов нержавеющая сталь является высоколегированной, особо устойчивой к разрушению и коррозии. Потребитель видит в этом огромное преимущество, а сварщик – сложность в обработке. На сегодняшний день сварка трубопроводов из нержавеющей стали и сварка тонколистовой нержавеющей стали очень востребованы. Для профессионала выполнение этих работ не должно составлять никакого труда. Разберем подробнее, что такое сварка нержавеющей стали.

История нержавеющей стали

Своим появлением нержавеющая сталь обязана английскому металлургу Гарри Бреарли, который в 1913 году работал над совершенствованием оружейных стволов и отметил, что хром, добавленный в состав низкоуглеродистой стали, резко повышает ее антикоррозийные свойства.

Основными элементами любой нержавеющей стали являются железо, хром и углерод. Количество хрома в составе варьируется в пределах 11–30 %. Высокая устойчивость стали к коррозии обеспечивается хромом, добавленным в количестве не менее 12 %. Именно благодаря ему при взаимодействии с кислородом, находящимся в атмосфере, на стали образуется оксидная пленка, представляющая собой очень тонкий слой оксида хрома. Атомы этого оксида по размеру схожи с атомами хрома, что дает им возможность плотно примыкать друг к другу и образовывать устойчивый к любым воздействиям слой, имеющий толщину нескольких частиц.

Технология сварки нержавеющей стали

Сварка нержавеющей стали – процесс, требующий серьезного подхода. Даже небольшое отступление от разработанной технологии грозит отрицательным результатом. Все требования к технике и способам сварки нержавеющей стали продиктованы ее химическим составом и физическими свойствами.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Марки сталей: классификация и расшифровка
Марки алюминия и области их применения
Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска

Для промышленной или бытовой сварки профильной и листовой нержавеющей стали необходимо правильно выбрать способ работы. Здесь все зависит от вида металла. Нержавеющую сталь профессионалы квалифицируют на:

аустенитную;
мартенситную;
ферритную.

На эффективность процесса сварки нержавеющей стали оказывают влияние многие факторы.

Некоторые особенности технологии

Значительно повысить качество сварки нержавейки, а также упростить процесс ее выполнения позволяет использование специальных сварочных полуавтоматов, упомянутых выше. Использование такого оборудования позволяет решить сразу несколько технологических задач, к числу которых относятся:

подача присадочной проволоки в зону формирования соединения;
подача в зону сварки защитного газа;
охлаждение сварочной горелки;
обеспечение удобства выполнения сварных соединений в труднодоступных местах.

Оборудование для сварки полуавтоматом

В изделиях из нержавеющих сталей в процессе сварки образуются значительные внутренние напряжения, которые снимаются их дальнейшей термической обработкой – нагревом до температуры 660–760° и медленным охлаждением на открытом воздухе.

Подготовка к сварочным работам

Прежде чем варить с помощью полуавтомата изделия, изготовленные из нержавейки, их необходимо правильно подготовить, чтобы получить качественное и надежное соединение. Процесс такой подготовки заключается в следующем.

Поверхность соединяемых деталей тщательно зачищается с применением металлической щетки, а затем обезжиривается, для чего можно использовать наиболее распространенные растворители.
Чтобы удалить с поверхности изделия остатки влаги, его нагревают до температуры 100°.

Подготовка нержавейки для сварки коллектора

Правила и методы сварки

Как уже говорилось выше, чтобы качественно варить нержавейку с помощью полуавтомата, необходимо правильно подобрать присадочную проволоку, из которой и будет формироваться сварной шов. Оптимально, если степень легирования проволоки превышает аналогичный параметр основного металла. Объясняется это тем, что легирующие элементы, содержащиеся в химическом составе проволоки, будут выгорать из металла в процессе его плавления, поэтому их содержание и должно быть учтено с запасом.

Для полуавтоматической сварки нержавейки используется проволока со сверхнизким содержанием углерода и высоким содержанием кремния, устойчивая к окисляющим средам

Для сварки изделий, изготовленных из нержавейки, используются три основные метода:

метод короткой дуги (применяется в тех случаях, когда свариваются изделия небольшой толщины);
метод струйного переноса (позволяет выполнять сварку деталей даже очень значительной толщины);
импульсный (наиболее универсальная технология, позволяющая выполнять сварочные работы с высокой производительностью и при этом экономить затрачиваемые ресурсы).

Каждый из перечисленных методов отличается определенными особенностями, но есть и общие правила, которых следует придерживаться, используя каждый из них. Рассмотрим эти правила.

Корпус горелки располагается под противоположным углом к ходу шва, чтобы обеспечить качественный обзор последнего.
Сопло горелки, через которое подаются защитный газ и сварочная проволока, располагают на расстоянии приблизительно 12 мм от поверхности изделий.
Присадочная проволока, расплавленная в результате горения электрической дуги, подается в зону формируемого сварного шва небольшими каплями.

Положение горелки – примерно на 11 часов

Кроме того, существуют общие рекомендации по выполнению сварочных работ, для осуществления которых используется защитный газ.

Варить нержавейку следует только на обратной полярности.
Угол, под которым располагается сопло сварочного аппарата, должен обеспечивать хороший провар места соединения и небольшую ширину формируемого шва.
Вылет проволоки из сопла сварочного аппарата не должен превышать 12 мм.
Расход газа, который формирует защитную среду, должен находиться в интервале 6–12 м3/мин.
Газ, который подается в зону сварки, должен предварительно пропускаться через осушитель, в качестве которого используется медный купорос.
Чтобы минимизировать разбрызгивание расплавленного металла из зоны выполнения сварки, поверхность соединяемых изделий обрабатывают водным раствором мела.
Чтобы получить красивый и качественный сварной шов, его не следует начинать и заканчивать на самом краю соединяемых деталей. Лучше отступить на некоторое расстояние. Сама сварка, что важно, выполняется без колебательных движений в стороны от формируемого шва.

Устранение деформаций

В процессе сварки изделия из нержавейки могут деформироваться, что связано с их значительным нагревом в процессе выполнения этой процедуры. Для того чтобы исправить такие дефекты, можно воспользоваться одним из двух способов.

Используя молоток и гладилку, образовавшийся на поверхности нержавейки «пузырь» просто простукивают, двигаясь от края детали.
Выправление сформировавшегося коробления при помощи простукивания будет более эффективным, если совместить его с прогревом деталей, для чего можно использовать обычную газовую горелку.

Для того чтобы качественно варить нержавеющую сталь с помощью полуавтомата, недостаточно просто познакомиться с теоретической базой, очень желательно посмотреть и обучающее видео на эту тему.

Особенности сварки нержавеющей стали:

Теплопроводность данного материала гораздо ниже, чем у низкоуглеродистой стали. Разница может варьироваться в пределах от 50 % до 100 % в зависимости от марки материала. При проведении сварки нержавеющей стали необходимо обязательно учитывать этот момент, чтобы не допустить прожога металла в месте выполнения сварочного шва. Оптимальным будет выбор режима пониженного на 17–20 % тока.

Нержавейку отличает повышенное электрическое сопротивление. Именно этим объясняется значительная скорость сгорания электрода, вызванная быстрым и сильным его нагревом. Оптимальным решением будет выбор хромоникелевых электродов.

У нержавеющей стали высокое значение коэффициента линейного расширения. Поэтому при
сваривании деталей из нержавеющей стали
, особенно значительной толщины, должен быть выдержан некоторый зазор, обеспечивающий нужную усадку шва. Невыполнение данного условия грозит появлением трещин.

Неправильно выбранный режим термообработки аустенитной хромоникелевой нержавеющей стали может спровоцировать потерю ее антикоррозийных свойств, связанную с образованием карбида железа и хрома. Исправить ситуацию можно быстрым охлаждением сварочного шва холодной водой. Однако такой способ значительно снижает стойкость к коррозии.

В разных условиях температура сварки нержавеющей стали варьируется от +600 до +1200 °С.

Широкий ассортимент современного сварочного оборудования дает возможность проводить сварку нержавеющей стали как в промышленном масштабе, так и в бытовых условиях.

Подготовительный этап к сварке нержавеющей стали идентичен аналогичным процедурам с другими металлами. Но некоторые моменты все же требуют особого внимания:

Металлическая щетка поможет быстро и эффективно зачистить до блеска кромки соединяемых сваркой деталей.
Подходящий растворитель, ацетон или авиационный бензин поможет обезжирить поверхности. Такой подход снижает пористость шва, а также повышает устойчивость дуги.

Режимов и способов сварки нержавеющей стали

существует довольно много. Чаще всего используют:

аргонодуговую, с режимом DC/AC TIG и вольфрамовым электродом;
сварку с режимом ММА и покрытым электродом;
аргоновую полуавтоматическую, с режимом MIG и нержавеющей проволокой;
холодную, осуществляемую под давлением, без плавления поверхности;
шовную и точечную контактную;
при помощи лазерного луча.

Аргонодуговой сварочный аппарат имеет свои неоспоримые преимущества. Он обеспечивает защиту сварочной ванны аргоном, не допускает соприкосновения металла и воздуха, дает возможность получения качественного сварочного шва. Неплавящиеся вольфрамовые электроды, в свою очередь, не допускают разбрызгивания металла, что способствует получению ровного и прочного шва. Не менее важно и то, что такой вид сварки нержавеющей стали может быть применен в тех случаях, когда сварочные брызги нежелательны.

Аргон не позволяет воздуху и содержащимся в нем газам попасть в сварочную ванну во время расплавления металла. Он тяжелее воздуха и не входит в реакцию с расплавляемым металлом. Такие свойства обеспечивают наилучшую и самую доступную защиту сварочного шва. Профессионалы признают преимущества аргонодуговой сварки, отлично проваривающей шов стали и дающей повышенный провар на корне шва независимо от толщины металла.

Сварочный аппарат для сварки алюминия и нержавейки

Нержавеющая сталь и алюминий — изделия из этих металлов встречаются чуть ли не на каждом шагу. На работе, в магазине, дома, на даче или гараже. Это бак стиральной машины, радиатор автомобиля, полотенцесушитель и т.д. Но жизнь непредсказуема — рано или поздно возникает потребность в ремонте этих изделий. Необходим сварочный аппарат для нержавейки и алюминия.

Особенности металлов

Алюминий — легкий металл серебристого цвета с матовым тусклым отливом. Температура плавления около 660°C. Плотность примерно 2700кг/м³. Обладает высокими показателями по электропроводности. Хорошо проводит тепло. Легко вступает в реакцию со многими минеральными кислотами и кислородом. Пластичен, легко гнется.

Но у него есть одна особенность — металл и сплавы на его основе покрыты защитной пленкой, предохраняющей от коррозии. Это вещество относится к группе тугоплавких материалов: температура плавления 2050-2100°C. Такие особенности создают технологические трудности при обработке алюминия термическим способом, то есть при сварке.

Нержавеющая сталь — группа коррозионно-стойких сталей. Основное преимущество — противостояние агрессивным средам при нормальных условиях или повышенных температурах. В последнем случае материал подразделяется на:

Жаростойкий — свойство противостоять коррозионному разрушению при высоких температурах.
Жаропрочный — свойство сохранять прочностные характеристики при повышенных температурах.

Такие характеристики сталь получает при введении в состав легирующих добавок (хром, никель, молибден, титан, ниобий) и последующей специальной обработке. Последняя создает в изделии прочную межкристаллическую структуру. Но трансформируется при тепловом воздействии. Поэтому при проведении сварочных работ требуется соблюдать определенные требования.

Режимы сварки

Особенности технических свойств металла вызвали в свое время появление специальных сварочных технологий:

MMA — режим ручной электродуговой сварки нержавеющим электродом.
MIG/MAG — сварка на полуавтоматическом аппарате с использованием инертного газа в качестве защиты.
TIG — соединение металлов вольфрамовым неплавящимся электродом в облаке защитного газа и без оного.

Отдельно режимы могут применяться для каждого металла. Например, нержавеющую сталь соединяют в режиме MMA посредством электрода из соответствующего материала. Но это не применимо для алюминия. Кроме этого, сталь сваривают на постоянном токе обратной полярности, что также не подходит легкому металлу.

Особенности процессов

Сложности при сварке объясняются свойствами металлов:

Нержавеющая сталь. Наличие легирующих добавок (до 20%) придает материалу негативные свойства (для сварочного процесса):

Снижение теплопроводности (до 2 раз) по сравнению с обычными сталями. Это может вызвать местный перегрев, ведущий к разрушению межкристаллических связей.
Увеличение коэффициента линейного расширения. Следствие — усадка металла, появление деформаций вплоть до растрескивания.
Повышенное электрическое сопротивление. Результат — нагрев электрода и расплавление до окончания операции.

Алюминий и сплавы. Особенности технологии соединения:

Теплопроводность. При соединении толстых деталей часть тепла будет интенсивно отводиться вглубь изделия. Шов станет рыхлым, непрочным.
Разница в температурах плавления защитной пленки (2100°C) и металла (660°C). При постоянных токах малой величины процесс почти неосуществим.
Химическая активность. Алюминий активно вступает в реакцию с кислородом воздуха, поэтому зону сварки необходимо изолировать.

Разрушению пленки способствует выбор работы на переменном токе (нержавейка — на постоянном).

Используемое оборудование

Для работы с алюминием и нержавейкой используются:

Сварочный трансформатор. Работает только в режиме MMA. Вполне годится для работ с нержавеющей сталью посредством соответствующих электродов. Необходимо принять во внимание особенности материала и использовать требуемые режимы:

Электрод должен быть коротким (иначе расплавится до окончания процесса).
Сила тока уменьшается до 20%, по сравнению с обычными сталями.
Увеличить зазоры между изделиями во избежание деформационных процессов.
Необходим практический опыт.

Сварочный трансформатор для работ с алюминием применять возможно, но с созданием защитной среды и высокой квалификацией сварщика.

Выпрямитель. Работает во всех трех режимах. Годен для соединения алюминия или нержавейки. Относится к профессиональному оборудованию. Эффективен при сетевом напряжении 380В. Требует определенной квалификации сварщика. Стоит дороже, чем бытовой трансформатор или инвертор в 2-5 раз.

Инвертор. Используется для всех режимов:

Ручная сварка всеми типами электродов.
Полуавтоматическое соединение металлов посредством проволоки в облаке газа или без оного.
Соединение металлов вольфрамовым стержнем с применением инертного газа.

На базе инвертора производятся:

Сварочный инвертор MMA.
Инвертор TIG.
Инвертор MIG/MAG.

Аргонодуговая сварка нержавеющей стали инвертором в режиме DC/AC TIG

Если материал для сварки выбран очень тонкий, а требования к качеству предъявлены высокие, то предпочтительнее будет применить метод TIG. Вольфрамовый электрод в инертном газе оптимально подходит для сварки нержавеющих труб, используемых при транспортировке газа или жидкости под давлением.

Сварка нержавеющей стали в среде

аргона проводится под действием переменного или постоянного тока прямой полярности. Присадочным материалом может служить проволока с более высокой степенью легирования, чем обрабатываема сталь. Защитить изделие от брака в этом случае поможет аргон.

При работе старайтесь исключить колебательные движения электродом, чтобы не нарушить защиту области сварки и не допустить окисления металла на шве. Оборотную сторону шва от воздуха защищает поддув аргона. Стоит отметить, что нержавеющая сталь – не слишком требовательная к защите оборотной стороны, как, к примеру, титан.

Важно прослеживать, чтобы вольфрам не попадал в сварочную ванну. С этой целью оптимально применение бесконтактного поджога дуги или зажигание ее сначала на пластине из графита или угля с последующим переносом на основной металл.

Чтобы концентрация хрома на внешних участках оставалась постоянной и не уменьшалась, сварочный шов охлаждают водой. Чтобы уменьшить расход вольфрамового электрода, не следует по окончании сварки сразу выключать защитный газ. Сделайте это на 10–15 секунд позже. Нагретый электрод не получит интенсивного окисления, что значительно продлит срок его службы.

К бесспорным преимуществам данного вида сварки нержавеющей стали можно отнести:

выполнение высококачественных швов;
возможность визуального наблюдения за ходом работы;
отсутствие разбрызгивания металла;
возможность выполнения сварки в любой плоскости;
защита сварного шва от попадания шлака.

Плюсы и минусы метода

На фоне прочих методов сварки, например, сварки ТИГ, сварки в защитных газах плавящимся электродом МИГ/МАГ, сварки под флюсом, использование метода соединения нержавейки ММА обеспечивает ряд значимых плюсов:

подобная технология предусматривает использование специального сварочного аппарата, отличающегося простой конструкции, доступной ценой и небольшими размерами;
РДС ориентирован на соединение многих видов чёрных и цветных металлов, а помимо этого и разных сплавов, вне зависимости от их толщины;
отсутствие необходимости в применении дополнительной флюсовой или газовой защиты;
подобная технология применима в тех случаях, когда трудно добраться до обрабатываемого участка по причине малых размеров конкретного сварочного аппарата.

Вместе с тем у этого метода имеются и определенные недостатки:

приходится регулярно удалять шлак, образующийся после создания шва;
учитывая, что сварочный ток проходит в непрерывном режиме по всей длине электрода, приходится выставлять для него ограничение, поскольку в противном случае может возникнуть перегрев электрода, а это может закончиться разрушением покрытия;
сварка подобным методом требует больше времени.

Ручная дуговая сварка нержавеющей стали покрытыми электродами (режим ММА)

В ручной дуговой сварке используются покрытые электроды, что обеспечивает шву достойное качество. Когда к сварному соединению не предъявляется каких-либо отдельных требований, то этот способ будет самым оптимальным.

Электроды, которые применяются при сварке нержавеющей стали, должны соответствовать ГОСТу

10052-75 «Электроды, покрытые металлические для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами». Для процесса
сварки нержавеющей стали используются электроды марок
ЦЛ-11, ОЗЛ-8, УОНИ-13/НЖ 12Х13, НИАТ-1 и др.

Какая защита лучше

При выполнении полуавтоматической сварки можно использовать 3 варианта защиты: аргоновую среду, углекислый газ, состав аргона с углекислым газом.

Аргоновая среда

При использовании такой защиты сварочные швы получаются более эстетичными. Но в процессе работы наблюдается интенсивный вылет расплавленного металла, дуга нестабильная. При этом аргонодуговая сварка достаточно дорогая.

Рекомендуем к прочтению Как приварить нержавейку к чермету

Углекислый газ

Это самый экономичный вариант сварки нержавеющего металла полуавтоматом. Но брызг еще больше, чем при аргоновой защите. Из-за этого получаются грубые швы.

Оптимальный вариант – смесь этих компонентов в пропорции 95%/5% или 98%/2%, соответственно аргона и углекислого газа. Это позволяет удешевить сварные работы без ухудшения качества соединения. А если ко шву не предъявляются высокие требования, можно увеличить процентное содержание углекислого газа до 30%.

Рекомендуем ознакомиться

Какой газ нужен для полуавтомата

Другие современные способы сварки нержавеющей стали

Холодная сварка нержавеющей стали без плавления под давлением.

В данной технологии плавление материала в зоне соединения не предусмотрено. Совмещение стальных деталей производится на уровне кристаллических решеток. Будет ли давление оказываться на обе заготовки или одну определяется конфигурацией частей и получаемым соединением. Любопытно этот процесс смотрится на видео, когда две стальные заготовки будто бы вдавливают друг в друга.

Шовная и точечная контактная сварка нержавеющей стали.

Существует две технологии выполнения такой сварки: точечная и роликовая. Такой метод позволяет соединять тонкие пласты нержавеющей стали, которые имеют толщину не больше 2 мм. Оборудование применяется такое же, как и для обычной сварки.

Лазерная сварка нержавеющей стали.

Этот метод сварки нержавеющей стали потрясающе смотрится и имеет целый ряд серьезных преимуществ. Сталь в зоне соединения не теряет своей прочности даже при высоком температурном воздействии, быстро охлаждается, трещины не появляются, зерна, образующиеся в структуре металла, имеют минимальный размер. Технология лазерной сварки и необходимое оборудование широко применяются в самых разных промышленных сферах: автомобилестроении, тракторостроении, при монтаже различных коммуникаций и т. д.

Сварка ММА

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.

Читать также: Добавка в сталь и чугун для стойкости

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?

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.

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.

Читать также: Как соединить выхлопную трубу без сварки

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»

Читайте на сайте статью: Сварка алюминия — инструкция, аппарат, проволока, газ

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?

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.

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.

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Cтоит ли ПОКУПАТЬ, отзывы сварщиков:

Сварочный трансформатор PATRIOT 200AC 102,00 ₽
Зарядное устройство GreenWorks G24C 2490,00 ₽
Стабилизатор напряжения PRORAB DVR 1000 2597,22 ₽
Стабилизатор Ресанта АСН-2000 Н/1-Ц Lux 3610,00 ₽
Стабилизатор напряжения Ставр СН-2000 3920,00 ₽
Сварочный аппарат BauMaster AW-79161 3990,00 ₽
Hitachi AB17 зарядное устройство 4076,87 ₽

Как происходит сварка нержавейки полуавтоматом в среде углекислого газа — тема нашей публикации.

Оборудование и расходные материалы для сварки нержавеющей стали

Стандартный комплект, состоящий из инвертора, осциллятора и баллона с аргоном, дополненный горелкой и набором шлангов и проводов, прекрасно подойдет в качестве сварочного аппарата для сварки тонкой нержавеющей стали

, для работы в ручном режиме.

В качестве расходных материалов будут выступать аргон и присадочная проволока. Важно, чтобы состав присадки и свариваемого материала был одинаковым. Обычно разнообразные изделия изготавливают из нержавеющей стали, имеющей марку 304. Оптимальным присадочным материалом для нее станет пруток для сварки нержавеющих сталей

, имеющий марку Y308.

Аргон – не единственный защитный газ, применяемый в сварочных работах такого типа. Однако он считается основным, поэтому процесс сварки и называют аргонодуговым.

Расход аргона – серьезный показатель в расчете себестоимости проведения сварочных работ. Он напрямую зависит от вида металла, свариваемого по технологии TIG. К примеру, при соединении алюминиевых стыков требуется около 20 л/мин, а титановых – 50 л/мин. На сварку нержавейки понадобится 8 л/мин аргона. Установка газовой линзы, оснащенной специальной сеточкой, позволит снизить объемы расходуемого аргона и усилит износостойкость сварочной ванны.

Линза подбирается для каждого сопла горелки по размеру, с соответствующим номером от 4 до 10. Чем выше номер, тем сильнее защитные свойства линзы. Следует учитывать, что для работы в труднодоступных местах лучше подойдут более компактные линзы. Отмечено, что благодаря установке на горелки газовых линз неплавящиеся вольфрамовые электроды выдвигаются на 10 мм дальше. Для аргоновой сварки нержавеющей стали оптимально подходит универсальный вид вольфрамовых электродов. Диаметр тугоплавкого стержня выбирают, ориентируясь на толщину свариваемых заготовок.

При толщине детали из нержавеющей стали до 1,6 мм диаметр вольфрамового электрода должен быть не менее 1 мм, а сила тока – 50 А. Если свариваемый материал большей толщины, то сила тока требуется до 50 А, а диаметр вольфрамового стержня не менее 1,6 мм.

Аппараты для домашних работ

Сварочные агрегаты для работы с нержавейкой дома должны выбираться исходя из следующих условий:

толщина металла;
величина сварочного тока;
диаметр проволоки и стержней.

Если какой-либо параметр будет недостаточным, надеяться на хорошо свариваемые детали не придется.

QUАTTRО ЕLЕMЕNТІ МULТІ РRО 2100

Полуавтоматический аппарат инверторного типа РRО 2100 представляется классическим агрегатом, возможным проводить несколько видов сварки нержавейки дома.

Его характеристики выражены следующими показателями:

напряжение — 220 V;
вес — 17 кг;
сварочный цикл — 60%;
сварка — ручная, полуавтомат; аргонодуговая;
ток А — 160 (ММА и ТІG), 190 (МІG/МАG);
мощность — 4900 Вт;
электроды — 1,60-4,0 мм.

Модуль снабжен функцией антизалипания и горячим стартом. Цена колеблется в районе $300.

FUВАG ІRМІG 200 SYN

Полуавтоматический инвертор от латвийской фирмы Hunter. Агрегат работает на постоянном токе от домашней сети.

Располагает следующими характеристиками:

сварка — ММА, МІG/МАG, ТІG;
мощность — 7800 Вт;
холостой ход — 65 V;
ток сварки — 15-200 А;
цикл — 40%;
электроды — 1,0-4,0 мм;
проволока — 0,8-1,0 мм;
защита — 21;
изоляция — H;
вес — 12 кг.

Аппарат снабжен горелкой, кабелями электрододержателя и заземления с зажимом, газовым шлангом. Цифровой дисплей улучшает пользование модулем в домашних условиях.

Дополнением является хомут для шланга и сменный ролик. Цена полуавтомата достигает 600 долларов США.

FОХWЕLD ІNVЕRМІG 185

Сварочный полуавтоматический инвертор, выполняет три вида сварки от бытовой электрической сети.

Техническое обоснование:

сварка — ММА, МІG/МАG, ТІG;
рабочее напряжение — 15-26 V;
холостой ход — 60 V;
ток А — 20, 30, 160, 180, 250;
продолжительность включения — 60%;
подача проволоки — встроенная;
электроды — 1,0-4,0 мм;
проволока — 0,6-1,0 мм;
катушка — внутренняя;
цифровой дисплей;
вес — 20 кг.

Особенности сварки изделий из нержавеющей стали с другими металлами

Современный человек использует в своей жизни все больше инструментов, вещей, средств, которые со временем при износе или поломке требуют применения сварки. Однако очень многие металлы могут быть успешно сварены только после дополнительной подготовки.

1. Сварка нержавеющей стали с титаном.

Каждый способ сварки нержавеющей стали подразумевает свои требования ко всем элементам конструкции, включая подготовку самих деталей, их кромок, определение нужного размера шва и т. п. Все параметры утверждены и регламентированы ГОСТом. Особые требования предусмотрены для сварочных работ со сталью и титаном. Рассмотрим, что именно предусмотрено нормативными актами в этом случае и какие требования следует соблюдать в работе.

Самой главной задачей в подготовке сварочных работ стали и титана является правильный выбор материала, метода и режима сварки. Оптимальный режим позволит либо предотвратить, либо резко подавить образование хрупких интерметаллических фаз, негативно влияющих на получение качественного результата работы.

Обычным способом соединить титан и сталь невозможно. Просто сваривать эти два металла друг с другом бесполезно. Здесь нужно применять аргон в совокупности с вольфрамовым электродом. Значительно реже, но все еще применяют сварку при помощи специальных промежуточных вставок. Такой способ достаточно трудоемок, но всегда дает хорошие результаты. В качестве вставок можно использовать технический талан, имеющий давление 700 Мпа, и термообрабатываемую бронзу.

2. Сварка нержавеющей стали с алюминием.

Надежным способом профессионалы считают сварку алюминия и стали через биметалл. Биметаллом является материал, структуру которого составляют несколько слоев различных металлов.

Изготавливается он одновременным прокатом через валы. Между слоями происходит диффузия молекул. Для алюминирования применяется прерывный и непрерывный методы. Металл помещается во флюс, затем обсушивается и обрабатывается реакционным газом. В этом случае он приобретает чистую и слегка пористую поверхность.

Деталь погружается в горячий алюминиевый расплав, полностью там прогревается и удерживается некоторое время для проникновения алюминия в пористую структуру поверхности. Затем ее вынимают из ванны. За счет закупорки в поверхности части расплавленного металла и получается прочное соединение. Такой электролитический метод сварки нержавеющей стали признан наиболее затратным и энергоемким.

Примерная инструкция по сварке алюминия со сталью следующая: взять по бруску алюминия, биметалла, состоящего из алюминия и нужной стали, а также самой стали. Все поверхности нуждаются в обработке и обезжиривании.

Первый шаг – соединение алюминия с алюминиевой подложкой биметалла. Необходимо следить за процессом, чтобы не допустить перегрева. Оптимальным решением будет использование хорошего полуавтомата сварки MIG. Проволоку выбирайте также алюминиевую. Это обеспечит большую скорость и возможность регулирования глубины проваривания.

Остальная часть пластины приваривается непосредственно к стали. Здесь должна использоваться специальная проволока. Следует учитывать роль алюминия в отводе тепла. Нельзя допускать его перегрева, чтобы не спровоцировать появление экзотермической реакции со сталью, вызывающей образование на стыке металлов очень хрупкого соединения FeAl3.

Технология сварки нержавейки инвертором, необходимые материалы и оборудование

Такая сталь (высоколегированная) считается довольно «капризной» в плане обработки. Но так как она широко используется, то рано или поздно с ней придется столкнуться, в том числе, и проводить сварочные работы. Поэтому необходимо, прежде всего, ознакомиться с некоторыми характеристиками данного материала, чтобы были понятны все нюансы этого процесса.

Особенности «нержавейки»

свойства

Повышенное омическое сопротивление: это приводит к быстрому перегреву электродов. Поэтому их рекомендуемая длина – до 35 см.

Большое линейное расширение: эта особенность приводит к тому, что в процессе сварки (из-за термического воздействия) соединяемые элементы могут деформироваться. Поэтому необходимо следить за выдерживанием оптимального зазора между деталями.

Низкая теплопроводность: на обрабатываемой поверхности «концентрируется» больше тепла, чем при работе с обычными металлами. При сварке «нержавейки» необходимо уменьшать силу тока.

Влияние высоких температур на свойства высоколегированной стали: в данном случае имеется в виду снижение антикоррозийных качеств. Поэтому шов должен как можно быстрее охлаждаться. На практике применяются различные способы.

Одним из эффективных методов соединения деталей из высоколегированной стали считается сварка инвертором. Чем этот аппарат лучше других (выпрямителей и трансформаторов)?

Достоинства инверторов для сварки

Можно работать с любыми металлами.
Высокий к.п.д., что уменьшает электропотребление в процессе работы по сравнению с другими изделиями.
Компактность (небольшие показатели как по габаритам, так и по весу).
Незначительные пульсации сварочного тока.
Стабильность дуги.
Плавная ее регулировка.
Простота в эксплуатации.
Отличное качество сварки.

Принцип работы изделия заключается в преобразовании «питания» (переменного напряжения в постоянное). Это обеспечивает большую устойчивость дуги.

Как выбрать инвертор

Рабочий диапазон температур. Некоторые модели в холодное время года не могут работать на открытом воздухе.
Мощность аппарата. Для бытового применения достаточно, если он обеспечил силу тока до 160 А. Этого достаточно, чтобы работать и с «нержавейкой», и с алюминием.
Допустимые отклонения напряжения сети от номинального значения без ущерба качеству сварки. Рекомендуется не менее ± 20%.

Существует довольно много различных моделей. Для домашнего использования можно купить вполне приличный аппарат за 5 100 – 5 300 рублей.

Методика сварки

Подготовка деталей

Соединяемые поверхности обрабатываются металлической щеткой и обезжириваются (ацетон, растворители).

Сварка

Необходимо для обеспечения свободной усадки материалов оставлять между деталями небольшой зазор.

Особенности:

обратная полярность тока;
электроды должны иметь маленький диаметр (как выбрать, читайте тут);
поверхности сильно не разогреваются;
для охлаждения применяются специальные прокладки из меди. Иногда – вода, при работе со сталью аустенитной хромоникелевой.

Обработка места соединения абразивом — сначала шов зачищается, а потом полируется.

Тип электрода зависит от марки «нержавейки». В быту чаще всего пользуются изделия ОЗЛ-8 или ЦП-11, если качество сварки специально не оговорено. К таким электродам предъявляются особые требования, что усложняет технологию их изготовления. Поэтому и стоимость их выше, чем у аналогов.

Цена ОЗЛ-8 от 400 руб/кг.

ЦП-11 обойдется в 440 руб/кг.

Полезные советы

Профессионалы рекомендуют для начала потренироваться на сварке того материала, с которым нужно работать. Для этого можно взять отходы (обрезки) и попробовать. Возможно, придется взять другой тип электродов, изменить полярность напряжения.
Шлак довольно часто «стреляет». Поэтому нужно позаботиться о защите глаз.

ismith.ru