Преимущества использования нержавеющей проволоки для сварки полуавтоматом

Материал, который не ржавеет

К низкоуглеродной стали добавляют различные легирующие добавки: хром – не менее12%, никель и др. Хром при взаимодействии с кислородом из воздуха, образует на поверхности очень тонкую окисную пленку, которая препятствует процессу ржавления и действию химически агрессивной среды. Поверхностный антикоррозионный слой восстанавливается при повреждении. Нержавеющая сталь имеет свои особенности:

• Малая теплопроводность препятствует отводу тепла от места сварки. В результате происходит перегрев и прожог металла, выгорание легирующих элементов.
• Низкая температура плавления снижает энергетические затраты.
• Низкая электропроводимость ведет к снижению напряжения на металле заготовки, что является причиной перегрева и образования прожогов, особенно на тонких деталях
• Большое тепловое расширение деформирует детали при нагревании.

Материал с такими свойствами трудно поддается сварке. Есть несколько способов, один из которых, сварка на полуавтоматическом аппарате. Как варить полуавтоматом нержавейку, начинающему можно ознакомиться на сайте mrmetall.ru.

Характеристики

Для сварки нержавеющих сталей важно использовать сварочную проволоку, состоящую из тех же компонентов, что и основной металл. Это главное условие для получения качественного шва. Химический состав – основной показатель.

Технология изготовления проволоки обеспечивает высокие физические и механические свойства. Они не уступают аналогичным характеристикам основному металлу.

При использовании нержавеющей проволоки в качестве наплавочной, важно знать коэффициент наплавки. С его помощью можно рассчитать потребное количество расходника и подобрать оптимальное значение тока.

Какой газ выбрать

Для защиты сварочной ванны от негативного влияния воздуха используют газ. Он улучшает сжигание проволоки и ее сцепление с обрабатываемой заготовкой, не вступая в реакцию с расплавленным металлом.

Различают два метода: MIG – сварка с защитой инертными газами: аргон, гелий; MAG – с активными газами: азот, кислород, оксид углерода.

Основные используемые газы: аргон (Ar), углекислый газ (CO2) – углекислота, азот (N2) и их смеси.

В среде углекислого газа сварка нержавейки полуавтоматом часто встречающийся вариант, как экономически более доступный. В этом случае шов получается корявым из-за сильного разбрызгивания металла.

При использовании аргона получается надежный шов, который имеет красивую форму. Дороговизна газа предусматривает его использование для изделий, где немаловажен внешний вид соединения. Сварка нержавейки полуавтоматом с аргоном больше всего используется в промышленности.

Каждый газ в чистом виде имеет положительные и отрицательные качества. Поэтому для более эффективного процесса используют газовые смеси в различных пропорциях. Исходя из сложности работ, необходимого результата и материальных затрат, выбирают ту или иную газовую смесь.

Наиболее употребляемый состав Ar+CO2 в пропорциях 98% на 2%, 95% на 5% соответственно. Без повышенных требований к виду шва, допускается увеличение углекислоты до 32%. Процентное соотношение зависит от толщины материала, его типа и других параметров. Сварка нержавейки в такой защитной смеси способствует хорошему растеканию расплавленного металла, улучшает структуру шва.

Иногда к аргону добавляют 1-5% кислорода – Ar+O2. Это способствует уменьшению пористости обрабатываемой поверхности и мелкокапельному переносу металла, стабилизирует дугу.

Разновидности проволоки

Сварочная проволока — это незаменимый элемент для успешного проведения рабочих операций в различных отраслях промышленности и коммунального хозяйства. С её помощью осуществляется соединение нескольких металлических сегментов в цельную конструкцию.

К особенностям этого присадочного материала относятся простота использования и отменное качество выполняемых работ. Грамотный выбор проволоки способствует не только повышению надёжности сварного шва, но и значительному увеличению производительности.

Проволока для полуавтомата, как правило, поставляется в бухтах, мотках и катушках. Масса первого вида упаковки иногда достигает 1,3 тонны. Вес второго типа тары может варьироваться от 15 до 120 килограмм. Показатели массы третьей формы упаковки находятся в диапазоне от 5 до 18 килограмм.

Зачастую проволока помещается в коробки или полиэтиленовые пакеты. В том случае, если продукция не имеет упаковки, то перед применением проволока подвергается высушиванию при температуре 200°C.

Порошковая

Данная проволока представляет собой полый объект, изготовленный из металла, свободное пространство которого заполнено порошком и флюсом. Эти материалы позволяют защитить шов от воздействия кислорода и вредных веществ, образующихся в процессе сварки.
Немаловажным фактором здесь также выступает и обеспечение безопасности органов дыхания специалиста, выполняющего технологические работы.

Использование в сварочной проволоке специальных добавок облегчает поджиг дуги и способствует уменьшению разбрызгивания металла, что самым благоприятным образом сказывается на формировании качественного шва. Горение дуги осуществляется во флюсовой среде, которая позволяет защитить зону свариваемого участка от негативного воздействия окружающей среды.

Для работ с использованием порошковой проволоки не требуется тяжёлых газовых баллонов, с которыми связаны многие хлопоты: хранение, заправка и возможная утечка.

Омедненная

Омедненная проволока — это изделие, предназначенное для работы с углеродистыми и низко углеродистыми сталями. Она покрыта специальным медным составом и используется для сваривания объектов в среде защитных газов.

Выбор проволоки

При сварке проволока является как присадкой, так и вместе с расплавленным металлом заполняет шов. Используются два вида: порошковая и сплошного сечения с очень низким содержанием углерода и высоким – кремния, устойчивая к окисляющей среде.

Диаметр варьируется от 0,13 до 6-10мм. Для применения в быту обычно берут проволоку сечением 0,6 и 0,8мм, для производства, где работают с мощными полуавтоматичными системами – свыше 1,0мм.

Для сварки нержавейки полуавтоматом без газа используют порошковую (самозащитную) проволоку. Она представляет собой тонкую стальную трубку, заполненную флюсом. При плавлении верхнего слоя, флюс освобождается, а также предохраняет сварочную зону от окисления. Образуется много шлака, которые надо удалять.

Сплошная проволока используется для проведения процесса в газовой среде и под флюсом, при этом она должна быть идентичной обрабатываемому металлу, т.е. из нержавейки. Лучше брать проволоку с немного большим содержанием легирующих элементов, из-за их выгорания при высоких температурах.

Некоторые марки сварочной проволоки:

1. 0,8х20н9г7т – содержит хром, никель и марганец;
2. 0,6х19н9т – высокого качества, устойчивая к коррозии;
3. 0,4х19н11м3 – хром-никелевая с добавлением кремния и молибдена для стойкости к межкристаллической коррозии.

Для уменьшения образования брызг от расплавленного металла используется проволока меньшего диаметра, чем электрод. Шов получается аккуратным, но при этом увеличивается ее расход.

Некоторые аппараты снабжены кабель-шлангом, внутри которого для доставки к сварочной зоне проходят изолированно друг от друга проволока, газ, ток – так называемый сварочный рукав.

Виды сварочной проволоки для полуавтоматов

В обычных условиях используется чуть более десятка типов сварочной проволоки, из более чем семидесяти выпускаемых видов. Это объясняется и промышленной спецификой использования в сварочных автоматах большинства сортов, и высокой стоимостью некоторых из них. Наиболее популярными видами являются изделия диаметром от 0,6 мм до 2 мм, весом от 1 кг до 5 кг. Продукция делится на проволоку сплошного сечения и трубчатую с присадочными наполнителями, которые имеют различное назначение. По химическому составу она может быть алюминиевой, омеднённой, с примесями титана и легирующей.

Особо внимательно подбирается проволока для сварки нержавейки полуавтоматом потому, что она должна быть как можно ближе по составу со свариваемым материалом. Также важны параметры тока, поскольку перегрев при сварке нержавеющей стали ведёт к потере физических свойств этого материала.

При соединении различных сортов нержавеющего металла следует выбирать следующие типы нержавеющей сварочной проволоки:

• для хромоникелевых сталей 12Х18Н9Т и 08Х18Н10Т используют марки СВ-06Х19Н9Т, СВ-01Х18Н10 или аналог OK Autrod 347 Si в среде аргона;
• сталь типов 03Х17Н14М2 и 08Х18Н10Т сваривают с помощью марок СВ-01Х18Н10, СВ-06Х19Н9Т и ОК Autrod 308LSi в инертном газе;
• нержавеющую сталь хромоникелемолибденового состав варят проволокой СВ-06Х20Н11М3ТБ, СВ-08Х19Н10М3Б и ОК Autrod 318 в среде аргона.

Эти виды проволоки соответствуют сортам нержавеющей стали и обеспечивают высокие пределы прочности, удлинения, ударной вязкости и текучести, делая шов прочным и эластичным после остывания и удаления шлака. При работе высокочастотным инверторным или постоянным током не происходит перегрева металла в сварочной ванночке, а значит, не нарушается коррозионная стойкость в месте соединения деталей.

Параметры и состав проволоки регламентируется ГОСТ 18143-72, который и определяет критерии оценки качества и способ производства.

Также для соединения нержавеющих материалов и разнородных сталей применяется порошковая проволока с рутиловым наполнителем. Её используют для сварки трудносвариваемых, углеродомарганцевых и нержавеющих сталей в газовой смеси 80% аргона и 20% углекислого газа. Порошковые изделия дают возможность вести работу в любых положениях, и легированы молибденом, что придаёт шву высокие физико-химические свойства.

Для стали марок Е 2209 используют проволоку ОК Tubrod 14.27, для нержавейки 317 и 317L берётся OK Tubrod 14.25, а для марки 309 подходит OK Tubrod 14.22. Для сварки иных металлов можно использовать самозащитную порошковую продукцию с флюсом (например СВ-000009283), которая не требует инертной газовой среды.

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:

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.

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.

Виды

Основным технологическим процессом, где используется нержавеющая проволока — это полуавтоматическая в атмосфере защитных газов. Для улучшения параметров процесса она может быть покрыта медью, т.е. быть омедненной (! не путать с медной проволокой). В качестве дополнительного материала используется в аргонодуговой сварке неплавящимся электродом. С помощью газовой горелки наносится на поверхность в виде наплавки.

Полезное видео

Сварочный процесс

После того как настроена аппаратура, а также учтены все рекомендации, можно приступать непосредственно к сварке.

Во избежание появления деформации и трещин, между деталями по всей длине оставляется зазор на расширение. Детали закрепляются в тисках или другим способом и прихватываются в нескольких местах.

Начинать надо с минимальным расходом защитного газа. Выключить подачу проволоки и настроить вентилем на редукторе расход газа на рабочий режим. Затем направить газовый поток на заготовку и продуть ее поверхность буквально за 3-5сек.

В начале сварки нужно смотреть на шов. Если образуются поры, увеличить подачу газа до тех пор, пока они не будут появляться. Расход газа надо настраивать на экономный режим. Чтобы качество шва при этом не пострадало.

Начинать варить надо, отступив от края 5-6мм, чтобы не допустить образования трещин. Сопло горелки должно быть расположено под углом слегка назад по направлению шва и на высоте 10-12мм над сварочным стыком.

В случае наклона угла вперед увеличивается ширина шва, а проникновение сварочной дуги уменьшается, что хорошо для тонких листов.

Скорость сварки

Скорость, с которой электрическая дуга движется вдоль места сварки, контролируется сварщиком. Слишком высокая – может вызвать много брызг и расплавление металла, при этом защитный газ не успевает выйти и образуются поры. Недостаточная скорость – причина изменения проникновения сварочной дуги в свариваемые детали.

Варить надо короткой дугой – это, когда расстояние между концом проволоки и поверхностью расплавленного металла составляет 0,5-1,5мм. Проваренный таким способом, шов имеет правильные очертания, гладкую и выпуклую поверхность.

Другой способ сварки тонких деталей – сварка с отрывом, т.е. короткими замыканиями дугового промежутка. Нажать на курок – отпустить, и так постепенно заполнить ниточным швом (валиками) место соединения.

Если аппарат имеет импульсную функцию, то лучше работать на ней. Для расплавления металла используются импульсы, генерируемые коротким замыканием в сварочном аппарате.

При сварке тонкой (до3мм) нержавейки полуавтоматом сопло горелки вести вдоль шва, не допуская поперечных движений. В противном случае есть вероятность выхода расплавленного металла из зоны защитной среды. Лучше выполнять сварку тонких деталей в вертикальном положении, двигаясь сверху вниз.

Если две заготовки различной толщины, то сопло держать на толстой. Мгновенным движением переместить горелку на тонкую заготовку и опять вернуться на толстую. Иначе произойдет пережог тонкого металла.

Чтобы избежать серьезных дефектов во время сварочных работ, стоит использовать керамические подкладки, которые представляют собой самоклеящуюся ленту. Они наиболее подходящие для работы с тонкими деталями, а также в неудобном пространственном положении.

Соединение нержавейки с черной сталью

Сварку таких материалов ведут при постоянном токе. Положение проволоки – строго перпендикулярное к рабочей зоне.

В составе проволоки из нержавейки должны содержаться марганец, а также никель, например, марки ESAB OK, Autrod. Специальная переходная проволока наплавляет буферный слой, который и соединяет детали.

Приваривая сталь Ст40 к нержавейке, можно использовать проволоку 08Г2С. Это упрочняет шов двух разнородных металлов после остывания. Самое главное в процессе – это, чтобы нержавейка не стала сильно текучей, а черный металл не остался твердым. Шов делается как можно шире и максимально глубоким.

Достоинства и недостатки

Несомненные преимущества сварки нержавейки полуавтоматом:

• Высокая производительность сочетана с качественным соединением;
• незначительное выделение дыма, что сохраняет здоровье и окружающую среду;
• небольшое разбрызгивание металла, вследствие автоматической подачи проволоки;
• универсальность – можно сваривать различные по толщине заготовки, а также разнородные металлы.

Один существенный недостаток – громоздкий газовый баллон. Это дополнительные затраты на его приобретение и неудобное перемещение.

Распространение метода стало возможным с развитием технологий и автоматизации процессов. Применяется в основном в промышленности для крупномасштабного производства. Работа со сварочным полуавтоматом, хотя требует определенных знаний и умений, все же остается одним из популярных видов обработки металлов. Подробнее о том как работать сварочным полуавтоматом можете в нашей статье.