Сварка нержавейки в домашних условиях и на производстве

Металлург Гарри Бреарли из Англии в 2019 году при работе над проектом, связанным с улучшением оружейных стволов, обнаружил случайно, что добавление в низкоуглеродистую сталь хрома придает ей способности сопротивляться кислотной коррозии. Добавление в сталь хотя бы 12% хрома делает её коррозионностойкой и нержавеющей, а увеличение содержания хрома до 17% делает её стойкой к агрессивной среде.

Содержание:

  1. Свойства нержавеющей стали
  2. Состав нержавеющей стали
  3. Разновидности нержавейки
  4. Виды аустенитной нержавейки
  5. Свариваемость нержавейки
  6. Особенности сварки нержавейки
  7. Ручная сварка нержавейки покрытыми электродами
  8. Сварка вольфрамовыми электродами в среде аргона
  9. Механические методы обработки нержавейки
  10. Профилактика дефектов после сварки

Свойства нержавеющей стали

Согласно классификации нержавеющие стали принято относить к высоколегированным сталям, что являются устойчивыми к коррозии. Хром, который содержится в стали, при взаимодействии с кислородом образует невидимый и тонкий слой оксида хрома, который называют оксидной пленкой.

Атомы хрома и их оксиды имеют подобные размеры, поэтому они вплотную примыкают между собой на поверхности металла и образуют стабильный слой, который имеет толщину всего лишь в несколько атомов. Если поцарапать или порезать поверхность нержавеющей стали, то оксидная пленка разрушится. Однако вместе с этим создаются новые оксиды, которые восстанавливают поверхность и защищают ее от окислительной коррозии.

Благодаря своим прочностным и антикоррозионным характеристикам, нержавеющие стали активно применяются в промышленности и быту. Изделия, что изготовлены из нержавейки, вы можете встретить везде, — начиная от кухни в каждой квартире и заканчивая цехами-гигантами химического производства.

Оборудование для сварки нержавейки в современном мире позволяет создавать такие сложные изделия, как разнообразные конструкции с нержавейки высокой прочности, перила для лестниц, нержавеющие трубы, листы, сетки, полосы, уголки, нержавеющие баки самого разнообразного назначения, нержавеющие вешалки.

Нержавеющая сталь вместе со стеклом и некоторыми синтетическими материалами является почти незаменимым материалом для создания оборудования для обработки и транспортировки пищевых продуктов, изготовления хирургического инструмента, разнообразных металлических конструкций. Это объясняется высокими гигиеническими, токсикологическими и эстетическими требованиями.

Гигиена в пищевой отрасли имеет высочайшее значение. Существуют конкретные требования, которые касаются смываемости тяжелых металлов с такого оборудования, которое постоянно находится в контакте с пищевыми продуктами. Марками нержавейки, которые используются в пищевой промышленности, выступают AISI 304 и 316.

Состав нержавеющей стали

В составе нержавейки основным легирующим элементом выступает хром с содержанием 12 — 20%. Если содержание хрома составляет больше 17%, такие сплавы являются коррозионностойкими в агрессивных и окислительных средах.

В составе нержавеющей стали также присутствуют элементы, которые отвечают за специфические физико-механические и увеличивающие антикоррозионные свойства нержавейки: никель, молибден, ниобий, титан и марганец. Ниобий, молибден и хром увеличивают коррозионную стойкость, а никель уменьшает теплопроводность и электропроводность стали.

Нержавеющая сталь по химическому составу бывает хромистой, хромоникелевой и хромомарганцевоникелевой. Хромистая нержавейка применение нашла в качестве конструкционного материала для изготовления клапанов гидравлических прессов, арматуры крекинг-установок, турбинных лопаток, режущих инструментов, пружин и прочих предметов быта.

Хромоникелевая нержавейка используется в различных отраслях промышленности. Отмечаются такие свойства нержавеющей стали аустенитного класса. Благодаря собственной структуре поверхность нержавеющей стали считается высококачественной и не нуждается в дополнительной обработке для использования в пищевой промышленности.

Хромоникелевая аустенитная нержавейка не способна магнититься, что позволяет её легко отличить от прочих сплавов, а также применять подобное свойство в промышленности. Особо отличается сталь 12Х18Н10Т, которая используется для сварных конструкций, бытовых приборов, в архитектуре и строительстве зданий различного назначения.

Разновидности нержавейки

Выделяют три основных вида нержавеющей стали — аустенитная, ферритная и мартенситная нержавейка. Эти типы определяются микроструктурой нержавеющей стали, а также преобладающей кристаллической фазой.

Аустенитные стали в качестве основной фазы имеют аустенит. Подобные сплавы содержат никель и хром, иногда азот и марганец. Самой известной нержавеющей сталью аустенитного класса является 304 сталь, которую называют иногда T304, с содержанием 18-20% хрома и 8-10% никеля. Подобное содержание элементов делает нержавеющую сталь немагнитной и придает ей высокие коррозионные свойства, пластичность и прочность, благодаря чему они используются повсеместно в различных областях промышленности.

Ферритные стали в качестве основной фазы имеют феррит. Данные стали содержат хром и железо. Основной вид подобной нержавеющей стали – сталь 430, что содержит 17% хрома. Ферритные стали являются менее пластичными, чем аустенитная сталь. Стали не закаляются посредством термической обработки и, как правило, применяются в агрессивной среде.

Мартенситные стали имеют характерную микроструктуру, которую наблюдал впервые микроскопист Адольф Мартенс из Германии в 2019 году. Мартенситная нержавеющая сталь является низкоуглеродистой сталью, основным видом среди которой является сталь 410, что содержит 12% хрома и около 0,12% углерода. Мартенсит способен придавать стали высокую твердость, однако вместе с этим снижает ее жесткость и делает её хрупкой. Поэтому этот тип стали используется в слабоагрессивной среде, к примеру, при изготовлении режущих инструментов и столовых приборов.

Виды аустенитной нержавейки

Виды сталей самой популярной аустенитной группы обозначают дополнительным номером, указывающим на химический состав:

  • Нержавеющая сталь A1, как правило, используется в подвижных и механических узлах. Из-за высокого содержания серы подобная сталь имеет низкое сопротивление коррозии, чем прочие типы нержавейки.
  • Нержавейка A2 является самой распространенной, нетоксичной, немагнитной, незакаливаемой, устойчивой к коррозии сталью, которая легко поддается сварке и после этого не становится хрупкой. А2 проявляет магнитные свойства после механической обработки. Крепежи и изделия из нержавейки A2 не подходят для применения в кислотах и средах, которые содержат хлор, к примеру, в соленой воде и бассейнах. Пригодна А2 для температуры вплоть до минус 200 градусов по Цельсию.
  • Сталь A3 отличается похожими свойствами, как и нержавейка A2, и стабилизирована дополнительно титаном, танталом и ниобием. Это улучшает ее качества сопротивления против коррозии при высокой температуре.
  • Нержавеющая сталь A4 является похожей на нержавейку A2, но в своем составе имеет 2-3% молибдена. Это придает ей в большой степени высокие способности сопротивляться кислоте и коррозии. Такелажные изделия и крепеж из A4 применяются в судостроении. Пригодна нержавеющая сталь А4 для температуры до минус 60 градусов.
  • Нержавейка A5 имеет похожие свойства, которые присущи стали A4, и дополнительно стабилизирована танталом, ниобием и титаном, но с разным содержанием легирующих добавок для повышения ее сопротивляемости высоким температурам.

Свариваемость нержавейки

Перед тем, как приступить к сварке нержавейки своими руками, рекомендуется ознакомиться с ее особенностями. Сварка нержавейки является достаточно трудным занятием, которое зависит от многих параметров. Наиболее важным среди них выступает свариваемость — способность металла образовывать сварное соединение, материал шва которого имеет аналогичные или близкие механические свойства к металлу основы.

На свариваемость нержавеющей стали влияет ряд характеристик, которыми она обладает:

  • Большое значение показателя линейного расширения и существенная литейная усадка, которая возникает из-за этого, высокая литейная усадка способствуют росту деформации металла при сварке и после нее. Если между свариваемыми деталями, обладающими значительной толщиной, отсутствует достаточный зазор, то могут образоваться огромные трещины.
  • Теплопроводность, что снижена по сравнению со сталями низкоуглеродистыми в 1,5 — 2 раза, способна вызывать концентрацию теплоты и усиливать проплавление металлов в зоне сварки. При сварке нержавейки из-за этого возникает потребность уменьшения силы на 15 — 20% тока по сравнению с током для обычной стали.
  • Высокое электрическое сопротивление провоцирует очень сильный нагрев электродов из высоколегированной стали. Чтобы уменьшить отрицательный эффект, изготовляют электроды с хромоникелевыми стержнями, которые имеют длину не больше 350 миллиметров.
  • Важным свойством нержавейки выступает склонность высокохромистой стали к потере собственных антикоррозийных свойств при применении неправильного термического режима или неправильном использовании аппарата для сварки нержавейки. Данное явление называют межкристаллитной коррозией. Его природа заключается в том, что при температурах больше 500 градусов по Цельсию по краям зерен формируется карбид хрома и железа, которые становятся впоследствии очагами коррозионного растрескивания и самой коррозии. С подобными явлением борются различными методами, к примеру, с помощью быстрого охлаждения места сварки любой методикой, вплоть до поливания водой, для уменьшения потерь коррозионной стойкости.

Особенности сварки нержавейки

При сварке нержавейки рекомендуется учитывать некие отличия её физических свойств от характеристик углеродистого проката. К примеру, стоит брать во внимание, что уделенное электрическое сопротивление приблизительно в 6 раз больше, на 100 градусов меньше точка плавления, теплопроводность достигает одной трети от аналогичного показателя углеродистого проката. Показатель теплового расширения по длине составляет на 50% больше.        

Сварку нержавейки в домашних условиях выполняют разными методами. Ручную дуговую сварку нержавейки вольфрамовыми электродами в инертной среде обычно применяют, когда толщина материала составляет больше 1,5 миллиметров. Для сварки труб и тонких листов используют дуговую сварку плавящимися электродами в инертном газе.             

Импульсная дуговая сварка плавящимися электродами в инертном газе предназначена для листов, которые имеют толщину 0,8 миллиметра. Сварка короткой дугой плавящимися электродами в инертной среде прописана для листов, толщина которых 0,8-3,0 миллиметра, а сварка со струйным переносом металла плавящимися электродами в инертном газе — для листов, что имеют толщину больше 3,0 миллиметров.

Плазменная сварки нержавеющей стали может использоваться для широкого диапазона толщины и применяется в наше время достаточно широко. Дуговая сварка нержавейки под флюсом предназначена для материалов, толщина которых больше 10 миллиметров. Однако самыми популярными методами остается технология сварки нержавейки покрытыми электродами, вольфрамовыми электродами в среде аргона и аргонная полуавтоматическая сварка нержавеющей проволокой.

Подготовка кромок нержавеющих деталей практически не отличается от подготовки изделий из стали низкоуглеродистой, за исключением одного нюанса – в сварном стыке должен быть зазор для обеспечения свободной усадки швов.

Поверхности кромок перед сваркой принято зачищать до блеска стальной щеткой и промывать растворителем – к примеру, авиационным бензином или ацетоном для удаления жира, который вызывает появление в шве пор и уменьшение устойчивости дуги.

Ручная сварка нержавейки покрытыми электродами

Сварка нержавеющей стали покрытыми электродами способна обеспечить без особых проблем приемлемое качество швов. Поэтому если вы не предъявляете к сварному соединению особых требований, искать другой способ сварки нержавейки нет резона.

К покрытым металлическим электродам для ручной дуговой сварки нержавеющей стали относят электроды особого состава ОЗЛ-8, НИАТ-1, ЦЛ-11. Выбирать рекомендуется электроды, обеспечивающие основные эксплуатационные характеристики сварного соединения – высокие механические свойства, значительную коррозионную стойкость и жаростойкость.

Сварку принято производить с помощью постоянного тока обратной полярности. Стремитесь к меньшему проплавлению шва, техника сварки нержавейки предполагает использование электродов, которые имеют небольшой диаметр, при минимальной тепловой энергии. При сварке нержавеющей стали сила тока должна быть примерно на 15-20% меньше, чем для обыкновенной стали.

Использование большого тока из-за низкой теплопроводности и высокого электрического сопротивления электродов может спровоцировать перегрев их покрытия и даже отваливание отдельных кусков. Электроды для сварки по данной причине отличаются высокой скоростью плавления, по сравнению с обычными стальными. Приступая к сварке нержавейки впервые, нужно к этому быть готовым.

Чтобы сохранить коррозионные характеристики шва, необходимо обеспечить его ускоренное охлаждение при использовании для этого медных прокладок или обдувания воздухом. Если сталь причисляется к хромоникелевым сталям аустенитного класса, вы можете использовать для охлаждения воду.

Сварка вольфрамовыми электродами в среде аргона

Сварку нержавеющей стали данным методом применяют в ситуациях, когда свариваемый металл очень тонкий или предъявляются к сварному соединению повышенные требования качества. Нержавеющие трубы, которые используются для перемещения под давлением жидкостей или газов, сваривать лучше всего именно вольфрамовыми электродами в инертной среде.

Сварку проводят в среде аргона постоянным или переменным током прямой полярности. Желательно использовать в качестве присадочного вещества проволоку, которая имеет более высокий уровень легирования, чем главный металл. Выполняют работу электродами без колебательных движений, иначе можно нарушить защиту зоны варки, что провоцирует окисление металла шва и увеличивает стоимость сварки нержавейки.

Обратную сторону шва защищают поддувом аргона от воздуха, однако нержавеющая сталь к защите обратной стороны не является такой критичной, как титан. Исключите попадание вольфрама в сварочные ванны. Поэтому целесообразно применять бесконтактный поджог дуги или проводить зажигание дуги на графитовой или угольной пластинке, перенося ее на основной металл.

После окончания процедуры с целью меньшего расхода вольфрамового электрода защитный газ сразу не выключайте. Это следует делать спустя определенное время — 10-15 секунд. Это поможет исключить интенсивное окисление нагретых электродов и продлить срок его службы.

Механические методы обработки нержавейки

Помните, что использовать разрешается только такие рабочие принадлежности, которые предназначаются для обработки нержавеющего проката, и которые вы видели на видео о сварке нержавейки: специальные шлифовальные ленты и круги, щетки из нержавеющей стали, нержавеющие дроби.

Травление считается самой эффективной методикой дальнейшей обработки сварных швов. Если правильно выполнить травление, то вы сможете устранить зону с низким содержанием хрома и вредный оксидный слой. Травление выполняют посредством погружения в кислоту, покрытия пастой или поверхностного нанесения зависимо от условий.

При травлении чаще всего используют смешанную кислоту: азотную и фтористоводородную кислоту в таких пропорциях – от 8 до 20% азотной кислоты и 0,5 – 5% фтористоводородной кислоты, вода выступает в качестве остального компонента. В народе с этой целью используют крепкий настой чая.

Время травления нержавеющего аустенитного проката зависимо от концентрации кислоты, температуры, сорта проката, толщины окалины. Помните, что кислотоупорный прокат нуждается в более продолжительном времени обработки, чем нержавеющий прокат. Доведение уровня шероховатости сварных швов до соответствующего показателя главного листа посредством полирования или шлифования после процедуры травления повышает еще более стойкость конструкции к коррозии.

Профилактика дефектов после сварки

Процесс нержавеющей стали имеет некие особенности. Если их не учитывать особенностей сварки нержавейки, в итоге возникнут некоторые дефекты сварных швов и нежелательные эффекты. К примеру, через определенное время после процедуры в области сварных швов может формироваться так называемая «ножевая» коррозия.

Результат воздействия высокой температуры – горячие трещины, которые возникают из-за аустенитной структуры сварных швов. Причина хрупкости швов кроется в длительном воздействии высокой температуры, а также стигматации.

Чтобы предотвратить возникновение горячих трещин, принято использовать присадочные материалы, которые позволяют формироваться прочным швам. Содержание феррита при этом составляет не меньше 2%. Также с этими целями рекомендуется проводить дуговую сварку с малой длиной дуги. Не следует кратеры выводить на основной металл.

Автоматическую сварку принято осуществлять при уменьшенных скоростях. Лучше всего сделать меньше подходов. Увеличение скорости и применение короткой дуги существенно уменьшают риски возникновения сварочных деформаций и цену сварки нержавейки. Благоприятно влияет на стойкость нержавейки к коррозии сварка на максимальной скорости.

Таким образом, нержавейка бывает разных видов и различного состава. Присутствие в металле хрома определяет основные свойства, за которые нержавейка и ценится в разных отраслях промышленности. Зависимо от конечного результата, существует много способов её сварки. Один из них обязательно подойдет и вам!
 

Оглавление:

  1. Основные характеристики материала
  2. Какой бывает сталь?
  3. Особенности процесса сварки
  4. Методы сварки
  5. Процесс аргонной сварки
  6. Сварка ручного дугового типа
  7. Сварка при помощи лазера
  8. MIG/MAG
  9. Иные распространенные технологии
  10. Интересное видео

Сварка нержавейки и каким образом организовать процесс — вопрос, затрагивающий не только промышленность, но и желающих сделать все самостоятельно в домашних условиях. Перед началом работ стоит принять во внимание, что это довольно стойкий вид стали, требующий выполнения определенного ряда условий.

Основные характеристики материала

Прежде, чем рассматривать вопрос о том, каким образом происходит сварка нержавеющей стали, необходимо узнать какими характеристиками обладает данный материал. В состав металла входит углерод, легированный хром и железо. Благодаря хрому, металл стойко переносит воздействия окружающей среды и противостоит образованию коррозии. Оксид хрома придает материалу стойкости, поскольку покрывает его специальной защитной пленкой. Также легирование может происходить при помощи других металлов: кобальта, никеля, титана.

Сварка нержавейки инвертором также возможно, поскольку сталь хорошо поддается обработке, стойко переносит воздействия окружающих факторов и служит на протяжении длительного срока. Также ее широко используют, благодаря эстетичному виду.

Какой бывает сталь?

Чтобы сварка по нержавейке прошла успешно, важно учитывать характеристики металла, и какая разновидность используется. Среди самых распространенных видов можно выделить следующие:

  1. Аустенитная
  2. Мартенситная
  3. Ферритная.

Название первого вида связано с основной фазой. В нем всегда есть большое содержание никеля, хрома. В качестве примера можно рассмотреть пищевую сталь, которую используют в самых различных отраслях: для изготовления прочной посуды, столовых приборов и даже дымоходов. На долю никеля выпадает 10% содержания, а хрома — до 18%. Она стойка к химическому воздействию, а также с трудом поддается механическим деформациям. Пластичны, поэтому сварка по нержавеющей стали чаще всего не вызывает трудностей.

Второй вид отличается специфичностью самой структуры материала. Рассмотреть ее можно только посредством микроскопа. Углерода в нем содержится небольшое количество (менее процента), а хрома не более 12%. И хотя показатель твердости довольно высокий, этот вид стали хрупкий, поэтому чаще всего из него делают режущие инструменты, либо крепежи, где нет большого воздействия окружающей среды.

Нередко используют для производства алкогольной продукции. Чтобы получить оптимальные характеристики по ударостойкости, используется термическая обработка.

Третья группа вовсе не подлежит термической обработке. Дело в том, что содержание хрома здесь выше остальных представителей, поэтому металл не поддается механическим или воздействию окружающей среды. Сварка для нержавейки в данном случае особо трудна, поэтому чаще всего его используют для машиностроения, изготовления различных деталей: штуцера, втулки или вала.

Особенности процесса сварки

Сварка нержавейки и стали заслуживает особого внимания, поскольку материалы имеют способность линейно расширяться. Это означает, что в результате термообработке, сталь может начать деформироваться, изменять форму и размер. Во избежание возникновения возможных трудностей, рекомендуется внимательно отнестись к самому процессу и оставлять правильное расстояние между деталями, которые планируется сварить.

Также стоит принять во внимание, что посредством воздействия высоких температур, сталь начинает терять оптимальные свойства. Она перестает быть максимально прочной против возникновения и распространения коррозии. Поэтому шов нужно вовремя остудить. Из-за низкой теплопроводности, важно снизить силу тока порядком 25%.

Также среди особенностей сварки нержавеющей стали, стоит учитывать правильный подбор длины электродов. При чрезмерной длине это может привести к возникновению перегрева. Существует еще затруднение. На поверхности металла может образоваться карбид, который сложно плавить или коррозия межкристаллическая.

Методы сварки

Сварочные работы по нержавеющей стали получили широкий интерес, благодаря возрастающей популярности эксплуатации данного металла. На сегодняшний день сварочные работы по нержавейке производятся множеством способов: 

  • MMA (используется дуговой ручной метод);
  • tig сварка нержавейки (посредством вольфрамового электрода при аргоновой атмосфере);
  • MIG/MAG (обработка в условиях инертной атмосферы).

Однако, чтобы грамотно ответить на вопрос, какой сваркой варить нержавейку, важно обратить внимание на химические и физические параметры металла. К особенностям сварки нержавейки, которые могут затруднить процесс, стоит отнести следующее:

  1. Плавление начинает при меньшей температуре
  2. Низкий критерий теплопроводности
  3. Широкий диапазон теплового расширения.

Перед тем, как приступить к сварке нержавеющей стали в домашних условиях или промышленных целях, материал необходимо прогреть. Единственный материал, который не требует данной процедуры, это сплав, где содержание углерода менее 0,2%. При толщине больше 30мм, все же нагревать металл следует до температуры в 150 градусов. Сварочный ток должен подаваться с заниженной силой порядком 20%. Это поможет избежать ситуации прогорания в зоне проведения сварочных работ.

Процесс аргонной сварки

tig сварка нержавеющей стали подразумевает наличие защитной среды, которая создается посредством аргона. Это оптимальный вариант, если планируется сварка тонколистовой нержавеющей стали. Такой способ эффективно защищает материал от попадания кислорода.

Посредством специального оборудования изготовляют дугу, которая находится между вольфрамовым электродом и деталью. Под воздействием высоких температур, кромка начинает расплавляться, в результате чего образуется ванна сварочная. В дуге постоянно находится специальная проволока для сварки тонколистовой нержавейки. Весь процесс должен происходит под прямым углом. Чтобы вся работа прошла на высшем уровне, колебания электрода не должны возникать.

Такая работа помогает сделать шов качественным без шлаков. На это необходимо обратить внимание, поскольку такой шов будет обладать лучшими характеристиками: высокая прочность и отличные эстетические качества.

Сварка посредством газа осуществляется во многих отраслях промышленности: автомобильной, химической, теплоэнергетической и даже авиации. Однако данный метод подразумевает и некоторый недостаток: большой расход времени, а также обязательное наличие высокой квалификации работника.

Что касается оборудования, то для проведения всего процесса, обязательно понадобится инвертор. Сварка тонкой нержавейки инвертором имеет довольно много преимуществ:

  • его легко эксплуатировать;
  • стабильность работы дуги;
  • небольшой удельный вес.

При использовании инструмента, можно не сомневаться в том, что швы получатся высокого качества. В вопросе, как сваривать нержавейку инвертором, важно подобрать правильную температуру. Также стоит обратить внимание, что некоторые модели устройств в холодное время не работают на открытых пространствах.

Сварка TIG нержавейки также обращает внимание на мощность. Чтобы грамотно произвести процесс, перед началом процедуру обязательно все детали необходимо обезжирить. Для сварки понадобиться баллон, где содержится аргон. Если работы будут проводиться на свежем воздухе, то подойдет устройство с током в 160А. Горелка крепится к специальном шлангу, куда нужно вставить вольфрамовый электрод. В процессе сварки инверторной сваркой нержавейки понадобится специальная проволока, изготовленная из того же материала, что и сами детали.

Сварка ручного дугового типа

Сварка нержавейки ручной дуговой сваркой осуществляется посредством двух типов электрода:

  • первый тип имеет основное покрытие, в котором содержится магний и кальций. Как правило используется сварка постоянным током нержавейки с обратной полярностью. Электрод должен быть подключен к положительному полюсу;
  • второй тип разрешает использование переменного и постоянного тока с обратной полярностью. Их использовать намного комфортнее. Однако замечается максимальный эффект при работе в нижнем положении.

Таким образом, можно использовать для сварки труб из нержавейки. Получение короткого шва посредством электрода. Среди основных преимуществ сварки нержавейки переменным током можно выделить следующие:

  1. Простота в эксплуатации
  2. Можно соединять различные по характеристикам металлы
  3. Не нужно включать в процесс газ, а значит сварка обойдется намного дешевле
  4. Дает возможность сварить детали даже в самых труднодоступных местах.

Однако недостатки в данной технологии также существуют:

  1. Небольшая скорость прохождения процесса
  2. Шов придется дополнительно очищать от шлаков.

Как правило, электроды для сварки элементов из нержавейки, обладают стойким соединением, которое противостоит появлению коррозии. Они могут работать при высоких температурах. В состав таких электродов входит хром и никель. В процессе сварки используют самые различные стержни из вольфрама.

На сегодняшний день существует большой ассортимент, чем сваривают нержавейку:

  • зеленого цвета стержень означает, что в нем максимальное количество содержания вольфрама. За счет такого состава стойкость достигает большого значения
  • белого цвета стержни (WZ8) обладают легированным покрытием с содержанием циркония
  • красный цвет означает наличие оксида тория. Самый распространенный вид стержней, который используется для выполнения различных работ, поскольку критерий стойкости здесь самый высокий.

Могут встречаться и другие виду стержней с покрытием лантана и церия.

Сварка при помощи лазера

Для современной промышленности данный способ является одним из самых популярных и востребованных. В домашних условиях практически не применяется. Основным достоинством данного метода является сохранение всех положительных характеристик материала. Критерий прочности остается нетронутым. Если предварительно материал был термически обработан и закален, то также можно не переживать за появление трещин в детали.

Лазерный метод также популярен тем, что после сварки шов остывает намного быстрее. Зерно при этом имеет меньший размер. Может применяться шовный или точечный метод. Поскольку скорость протекания реакции оказывается намного быстрее, оксидная пленка не успевает образовываться. Это еще один плюс, благодаря которому прочность металла остается на высоте.

При использовании лазера вся процедура осуществляется встык, чтобы избежать негативного влияния на качество конструкции и ее прочность. Стоит отметить, что при отсутствии сварочных электродов, отсутствует даже минимальная вероятность попадания инородных частиц в сварочные швы. В некоторых случаях ее используют даже при ювелирном производстве.

Однако существует и при таком инновационном подходе серьезный недостаток. Стоимость такой сварки на порядок дороже, а значит его использование может себе позволить даже не каждое предприятие.

MIG/MAG

Данный метод подразумевает использование полуавтоматического способа сварки. Атмосфера предполагает содержание 98%Ar, CO — 2%. В качестве альтернативы за место углекислого газа иногда используют кислород. Соотношение в процентах сохраняется. Также стоит отметить качественное состояние шва. При использовании MIG/MAG прочность шва высока также, как и точность.

Как правило, используются следующие способы:

  1. Импульсный. Самый актуальный способ для тех, кто желает контролировать процесс. В ванну метал попадает по капле, за счет чего снижается среднего тока, а значит тепловая энергия так же уменьшается. Этот метод можно успешно использовать в работе с металлами, обладающими низкой теплопроводностью. Здесь существует минимальная вероятность появления брызг, что увеличивает точность. При декоративном элементе или изготовлении специальных емкостей, подобный подход наиболее актуален.
  2. Струйный перенос. Актуален в работе с крупногабаритными материалами.
  3. Короткая дуга. Чаще всего данный метод применяют в работе с небольшой плотностью металла, например, сварка тонкой нержавейки.

Подготовительный этап

Для того, чтобы получить результат качества, важно провести подготовительный этап, согласно всем правилам. Самое главное — обработать тщательно и качественно зону, в которой будут проходить сварочные работы. В первую очередь необходимо обезжирить ее, избавиться от грязи и пыли. Предварительно допускается промыть с помощью бензина и ацентона, а затем просушить. Посредством щетки зачищаем все края и кромки, чтобы появился блеск.

Перед проведением сварки в домашних условиях важно помнить об особенностях процесса. Здесь присутствует высокая вероятность термо расширения, что может повлечь за собой холодные трещины. Поэтому деталь ни в коем случае не стоит сдвигать вплотную. Всегда нужно оставлять хотя бы небольшого размера зазор. Как правило, чтобы определить оптимальный размер ширины, достаточно использовать специальный справочник, либо воспользоваться услугами квалифицированного специалиста.

Завершающий этап

Когда все работы прошли успешно, не стоит забывать о завершающем этапе. Он заключается в полной и грамотной очистке шва. При правильном проведении процедуры, в первую очередь увеличивается срок эксплуатации и визуально шов смотрится эстетически приятней.

Если этого не сделать, то в качестве побочного эффекта можно возникнуть коррозия металла. Для начала нужно приступить к механическому этапу очистки. Если используется пескоструйная обработка, то в будущем место соединения будет выглядеть наиболее презентабельно.

После проведения процедуры, шов должен быть отшлифован. Чтобы избежать появления и в дальнейшем распространении коррозии, настоятельно не рекомендуется задействовать абразиву из корунда. Важно понимать, что подобные процедуры помогают улучшить эстетический вид. Для сохранения надлежащего состояния и вида шва, можно использовать травление или пассивацию.

Первый способ — это процесс обработки металлической поверхности специальными синтетическими веществами или химикатами, разрушающими окалину. Во втором методе используется специальное вещество, где были соединены детали посредством сварки. В результате химической реакции, образуется из оксида хрома специальная пленка.

Перед тем, как переходить к очистке шва, в первую очередь необходимо визуально оценить качество проделанной работы, не появилось ли трещин после завершения работы или деформации. Если происходила сварка нержавеющей стали в домашних условиях, то дефектоскопическая аппаратура не понадобится.

Однако в промышленной области проведение такой работы является обязательным условием. Обработка соляной и серной кислотой происходит на всем прохождении завершающего этапа. После того, как процесс будет завершен, обязательно необходимо промыть область воздействия обыкновенной проточной водой. В домашних условиях подобный способ применяется довольно редко, тем более, без профессиональной подготовки он может быть опасен для здоровья. Поэтому обезопасить себя лучше всего при использовании механическим способом.

Иные распространенные технологии

Есть и другие способы сварки, которые чаще всего применяются в определенных ситуациях, поэтому в качестве универсальных методов выступать не могут. В качестве примеров, как сваривать нержавейку, можно отметить следующие:

  1. Организация холодной сварки с большим давлением. Как видно из названия, при использовании данной технологии не понадобится воздействие высоких температур. Процесс соединения происходит на уровне кристаллических решеток. В зависимости от того, каким образом процесс организуется, давление может оказываться на одну или обе детали
  2. Контактный процесс сварки. В данном случае используется роликовая система. Она актуальна для того, чтобы соединить тонкие листы толщиной не более 2 мм. Как правило, используется тоже самое оборудование.

Сварка листовой нержавейки характеризуется как один из самых сложных процессов. Это связано с тем, что сам металл довольно сложно поддается проведению необходимых манипуляций. Наличие электрода при сварке нержавейки инвертором своими руками считается обязательным условием, при этом он должен состоять из того же материала, что и деталь.

Чтобы повысить результат при сварке в домашних условиях, рекомендуется использовать флюс и постоянно осуществлять контроль на каждом этапе. Важно принять на заметку, что электрод не должен терять своего первоначального состояния, чтобы шов получился качественным и в будущем не образовалась коррозия.

Некоторые специалисты отмечают, что одним из сложных процессов является потолочная сварка. Это связано с тем, что материал сильно растекается, а значит всегда есть вероятность того, что он просто упадет вниз. Не менее важно контролировать завершающий этап, чтобы не произошло деформации металла и снижения физических характеристик самого металла.

Интересное видео

При монтажных, ремонтных работах часто нужна сварка нержавейки. Использование стойких к коррозии легированных стальных сплавов давно приобрело массовый характер. Сварить нержавейку можно несколькими способами, используя бытовое оборудование. Для некоторых необходимы дорогие промышленные автоматы. В небольшом обзоре кратко представлены все виды горячего соединения легированных сталей.

Особенности сварки деталей из нержавеющей стали

Сначала о том, можно ли варить легированный металл как черный. Да, ММА, TIG MIG – все эти способы актуальны. Но при сварке нержавеющей стали нужно учитывать некоторые особенности сплавов:

  • высокий коэффициент термического расширения, складывать детали из нержавеющей стали нужно с зазором;
  • высокая теплопроводность нержавейки, чтобы не создавать большую температуру в рабочей зоне, заготовки с содержанием углерода меньше 0,2%, предварительно прогревают, сварочный ток снижают на 20%;
  • высокое сопротивление нержавеющих сталей, металл быстро нагревается, поэтому для сварочных работ подбирают специальные электроды длиной 35 см;
  • при нагреве хромоникелевой нержавейки образуются термостойкие пленки оксидов легирующих элементов, процесс сварки из-за этого затрудняется, рабочую зону необходимо охлаждать.

Варить нержавейку в домашних условиях нужно, учитывая особенностей стали, иначе соединение получится некачественным.

Подготовительные работы

Чтобы правильно сварить нержавейку, перед проведением работ требуется провести ряд работ:

  • заготовки предварительно очищают от грязи, пыли, снимают с поверхности оксидный слой до металлического блеска щеткой, мелким напильником или наждачной бумагой;
  • кромки толще 4 мм разделывают болгаркой или спиливают под углом;
  • нержавейку толще 7 мм подвергают предварительному нагреву, температура зависит от марки стали;
  • детали укладывают с зазором, его размер определяют по справочнику.

Перед проваркой шва стык прихватывают в нескольких местах, чтобы детали не смещались во время работы.

Распространенные способы сварки нержавеющей стали

Любые способы горячего соединения высокоуглеродистых сплавов подходят для сварки нержавейки в домашних условиях, но прочность соединения будет разной. Наплавочные электродуговые швы надежны, но не рассчитаны на разнонаправленную нагрузку. Тонколистовую нержавейку лучше варить аргоном, для них наплавка не нужна, главное уберечь металл от прожогов. Полуавтоматическая с использованием инвертора – универсальная, подходит для многих марок нержавейки, работы с деталями разной толщины. Каждый из способов стоит рассмотреть подробнее.

Сварка покрытыми электродами

Электродуговой метод ММА чаще всего используют для нержавейки, если к соединениям не предъявляют особых требований. При выборе электродов руководствуются ГОСТ 10052−75. В стандарте указано, чем варят нержавейку, легированную хромом, никелем, железом, тугоплавкими металлами. Электроды делятся на две группы. Стержни с основным видом обмазки, в состав которой входят карбонаты кальция, магния, ими варят легированный металл на обратной полярности, подключают их «+». Рутиловая обмазка содержит оксид титана, такие стержни применяют при токе любой полярности, подключают к «+» и «-» контактам. Они меньше разбрызгиваются, реже залипают.

Полуавтоматом

Качественно заварить нержавейку, используя присадочную проволоку, поможет технология MIG с подачей углекислого газа в область расплава. Полуавтомат обеспечивает равномерную подачу присадки в рабочую зону. Проволока подбирается под вид сплава – основной легирующий компонент. Выпускают омедненную присадку, порошковую с каналом, заполненным флюсом, алюминиевую. В качестве источника тока используют выпрямитель или инвертор. Дуга создается примерно так же, как в электродуговой сварке. Контакт «+» подводится к горелке, по ней попадает на подающий проволоку мундштук. Одновременно с проволокой подается газовая смесь, образующая защитную атмосферу.

Полуавтоматом варят детали:

  • до 4 мм (короткой дугой);
  • толще 4 мм, используя метод струйного переноса.

Импульсная сварка с минимальным разбрызгиванием ванны расплава применима для нержавеющей стали любой толщины.

Ручная и полуавтоматическая в среде аргона

Технология TIG (ручной) и MIG (полуавтоматической) применяется для работы с тонкой нержавейкой, предусматривает использование вольфрамовых тугоплавких электродов для создания электродуги. Подачу аргона начинают до розжига дуги, заканчивают через 20 секунд после угасания.

Другие способы сварки нержавейки

На производстве используют другие методы соединения легированных деталей. Для соединения заготовок на промышленном оборудовании не применяется наплавочный материал, нержавеющий сплав расправляется ограниченно, на большую глубину.

Холодная сварка под большим давлением

Технология основана на способности сплавов преобразовывать кинетическую энергию в тепловую. При сдавливании внутренняя структура стали изменяется с выделением энергии, нержавейка становится пластичной. Один слой вдавливается в другой с образованием диффузного слоя. Сварка нержавеющей стали производится односторонним или двухсторонним давлением. На прессы устанавливают специальные штампы. Получаются очень аккуратные точечные или линейные соединения без окалины, трещин, внутренних напряжений в рабочей зоне.

Контактная сварка нержавейки

Ток подается на два неплавящихся электрода из цветных сплавов, заготовки помещаются между ними. При подаче тока электроды с усилием сжимают. Варят нержавеющую сталь только в зоне контакта, дуга прошивает детали насквозь, расплавляет. Ручные сварочные клещи используют для сварки тонкой нержавейки до 2 мм. Заготовки потолще соединяют аппаратами с усилителями, чтобы можно было продавить зону контакта. Образуется точка размером с площадь электрода.

Лазерным лучом

Для нержавеющей стали применяют технику точечного и шовного метода. Приварить детали можно только встык. При соединении заготовок внахлест в рабочей зоне создаются остаточные напряжения. Ванна расплава ограничена за счет молниеносного воздействия луча. Нержавейка разогревается мгновенно, шов образуется прочным, мелкозернистым. Расплав полностью заполняет стык. В быту лазерная сварка используется редко из-за высокой стоимости оборудования.

Плазменная сварка

Принцип основан на ионизации газа под действием дуги в специальной камере – плазмотроне. Электрическое поле создается с использованием тугоплавкого вольфрамового электрода. Направленный поток плазмы быстро расплавляет заготовки в месте соединения до высокой температуры. Оборудование бывает двух типов:

  • ручное, вторым контактом для образования дуги становится металлическая деталь;
  • автоматическое, дуга создается между электродом и стенкой камеры.

Ручной плазмой сваривают тонкие заготовки до 3 мм, автоматами – толщиной до 160 мм. Кромки предварительно разделывают, но проваривается шов сразу, за одну проходку.

Завершающий этап

Качество соединения проверяют до зачистки нержавейки после сварки. Если нет трещин, приступают к удалению окалины, сажи, чтобы на металле образовался оксидный слой. Это делают двумя способами:

  • механическим с помощью железной щетки, наждачки, шлифовального инструмента;
  • химическим, используя соляную и серную кислоту с последующей промывкой поверхности.

После обработки рабочей зоны на шов накладывают пассивирующий слой.

Самостоятельный монтаж или ремонт металлоизделий из нержавейки требует определенной квалификации от сварщика. Важно учитывать особенности сплава, правильно подобрать электроды, параметры тока. Особенно аккуратно нужно обращаться с тонкостенными деталями. Они быстро разогреваются, деформируются.

Бытовые способы сварки нержавейки

Сварка нержавеющей стали — занятие, требующее определенных навыков и знания теоретических основ. Если у вас нет опыта со сваркой обычной низколегированной стали, то за нержавейку браться не стоит, даже на полуавтомате. Особенности металла непременно дадут о себе знать. Но это совершенно не значит, что сварка нержавейки в домашних условиях невозможна.

Как и любой металл, нержавеющая сталь сваривается плавлением, причем некоторые марки поддаются сварке довольно беспроблемно. Для сварки применяются практически все известные способы — сварка покрытым электродом, в аргоновой атмосфере вольфрамом и полуавтоматом. Если на обычной стали эти методы освоены, то можно переходить к нержавейке.

Особенности сварки нержавейки

Нержавеющая сталь сложная для сваривания вследствие повышенного содержания хрома — в сплаве его от 13 до 30%. При соединении с кислородом, хром образует оксидную пленку, которая препятствует сплавлению металла в сварочной ванне. Низкая теплопроводность металла вызывает перегрев в зоне шва и частичное изменение структуры материала, что приводит к снижению прочности.

Но бороться с этими трудностями вполне возможно, просто необходимо помнить об особенностях металла и выбирать оптимальный режим работы.

Важен и второй вопрос — чем лучше всего варить нержавейку в домашних условиях? Однозначного ответа здесь нет. Все зависит от марки стали и опыта сварщика. Если есть выбор, то лучше всего выбрать инверторный аппарат, как самый удобный в использовании и обладающий широким диапазоном точных настроек.

В бытовых условиях чаще всего используется сварка покрытыми электродами, но подходят не все виды. Необходимо выбирать только электроды с основным или рутиловым покрытием. Если ориентироваться на марки, то покупать следует ОЗЛ-8, НИАТ-1, ЦЛ-11 или их зарубежные аналоги. В каждом магазине, торгующим сварочным оборудованием, вам подскажут, какие электроды для какой стали подходят лучше всего.

Наиболее распространенными марками стали, с которыми приходится встречаться домашнему мастеру, являются AISI 304, 304L, 316L и 321. Аналогами по ГОСТ выступают 08Х18Н10, 03Х18Н11, 03Х17Н14М3 и 12Х18Н10Т. Именно такие металлы используются для посуды, изготовления труб и листов, из которых делают ворота, ограды и другие декоративные архитектурные элементы.

Настраивается аппарат на обратную полярность (+ на электроде) и сила тока выставляется на процентов 20-25 ниже, чем для сварки обычной стали такой же толщины. Также следует учесть тот факт, что электрическое сопротивление нержавеющей стали ощутимо выше, чем обычной. Электроды с низколегированным стержнем могут перегреваться и разрушаться в процессе работы.

Если есть возможность, лучше найти специальные электроды для нержавейки, их очень легко отличить — они выпускаются длиной 350 мм. Если же варить будете обычными электродами, следует быть готовым к тому, что покрытие с них может попросту осыпаться.

Под свариваемые листы нержавейки необходимо установить медную подложку, чтобы она отводила тепло из зоны сваривания и не возникало перегрева и металл не изменял своей структуры. Также не следует стыковать кромки вплотную — тепловой коэффициент расширения нержавеющей стали достаточно высокий, поэтому при охлаждении шов может покрываться микротрещинами. Зазор не должен превышать 2 мм. Электрод ведут вдоль прямой линии, колебательная траектория при сварке нержавейки не применяется.

Перед тем, как варить нержавейку покрытым электродом в домашних условиях, позаботьтесь о наличии всего необходимого для подготовки металла к работе и финишной обработки шва. Подготовка заключается в тщательной очистке зоны шва от пыли, грязи и следов технических жидкостей. Если есть возможность — пройдитесь зачистным кругом болгарки или мелкой наждачной бумагой. Затем необходимо промыть поверхность ацетоном или чистым бензином для удаления остатков масел и жиров.

После сварки необходимо обработать шов специальной травильной пастой, если такой нет — соляной или серной кислотой и обработать металлической щеткой, а еще лучше — зачистить с помощью болгарки. На шве остается значительный процент окалины, которая может вызвать коррозию шва.

Аргоновая сварка

Часто для нержавеющей стали применяется сварка TIG вольфрамовым электродом в аргоновой среде. В домашних условиях таким аппаратом варить удобнее, чем покрытым электродом, но не у каждого мастера есть аппарат, способный выполнить такую работу.

Метод сварки в аргоне используется для тонких листовых металлов и труб, которые будут эксплуатироваться под давлением. Работает аппарат на переменном токе или постоянном обратной полярности. Также для сварки понадобится присадочная проволока и баллон с газом. Как правило, если в гараже или домашней мастерской есть аппарат с возможностью TIG-сварки, то есть и все необходимые приспособления и аксессуары. По сравнению с ММА-сваркой, аргоновая дает более прогнозируемые результаты.

Полуавтоматическая сварка нержавейки

Если в распоряжении сварщика только полуавтоматический аппарат, который может работать с нержавеющей проволокой или порошковой ее разновидностью, то работать можно и на нем. Проволока выбирается специальная, для сваривания нержавеющей стали. Алюминиевая не подойдет. Газовой средой обычно служит углекислота, но при сварке ответственных деталей нужен аргон или смесь из 70% аргона и 30% углекислого газа.

Возможность регулировки скорости подачи проволоки и открытой длины электрода позволяют выбирать самый оптимальный режим сварки. Также конструкция горелки позволяет работать в труднодоступных местах. Перед началом сварочных работ рабочую зону рекомендуется просушить путем нагревания до 100 0С. Это удобно еще и тем, что нагретая нержавейка лучше сваривается.

При использовании порошковой проволоки, если в домашней мастерской нет специальной, необходимо помнить, что шов спустя некоторое время может начать ржаветь. Чтобы этого не случилось, его необходимо обработать специальной пастой.

Тема сварки нержавеющей стали в домашних условиях очень актуальна. Если вы обладаете собственным опытом таких работ — поделитесь с читателями. Пишите нам на сайт в раздел комментарии.

wikimetall.ru

Как варить нержавейку при помощи самодельного сварочного аппарата

Вопрос:

Сварочными работами по дому занимаюсь достаточно давно, но есть опыт работы только с черным металлом. Работаю на самодельном аппарате, вторичка намотана шиной, металл толщиной 3 мм варит легко – на переменном токе. Напряжение холостого хода порядка 70 В. Для регулировки сварочного тока установил на него реостат из нихрома. Чтобы варить таким аппаратом нержавейку, собрал для него диодный мост и смонтировал его на радиаторе. Моя первая попытка сварки тонколистовой нержавеющей стали оказалась неудачной. Попробовал варить электродами диаметром 2 мм, они липнут и нагреваются докрасна, увеличиваешь силу тока – с них каплями стекает обмазка. Что я не так делаю, подскажите?

Ответ:

Конечно, для сварки нержавейки лучше всего применять инвертор, но, если вы собираетесь использовать свой самодельный аппарат, то необходимо дополнить его конструкцию дросселем. Такая несложная доработка даст вам возможность успешно сваривать изделия из нержавеющей стали с толщиной от 1 мм и выше. Если вы будете варить листы нержавейки встык, то обязательно используйте подложку из черной стали, так как нержавеющая сталь сильно течет при нагревании.

met-all.org

Как выполняеться сварка нержавейки инвертором

Сварка нержавейки инвертором производиться при помощи специальных электродов. Данные сварочные электроды, в основном, производятся на крупных промышленных предприятиях, таких, к примеру, как «СпецЭлектрод». Далее, представлены наиболее часто используемые сварочные электроды, применяемые для сваривания нержавейки: ЦЛ-11, ОЗЛ-8, ЦТ-28, ЦТ-15, ЭА-400/10У и т.д.

Сваривание при помощи электросварки производиться таким образом, что дуга возбуждается на расстоянии от плоскости детали, которую следует сварить, до электрода. Чтобы результат сварки был успешным, достаточно соблюдать простые правила, благодаря которым сварка нержавеющих деталей будет очень качественной и быстрой.

К свариваемой поверхности, прикрепляют кабель, выходящий из сварочного аппарата. Второй кабель, с электродом, следует приблизить к свариваемой поверхности, вследствие чего, произойдет образование сварочной дуги.

Чтобы сварка нержавейки инвертором получалась надежной, следует пользоваться правилами сварки при помощи электродов. Оптимальное расстояние между кончиком электрода и свариваемой деталью лежит в пределах от 2 до 6 мм. Вследствие влияния высоких температур происходит оплавление металла и заполнение канавки, образуемой во время воздействия дуги на поверхность свариваемого металла. При правильном перемещении электрода, произойдет заполнение всей канавки, и качество сварки будет высоким.

Чтобы результат сварочных работ был хорошим, следует обратить внимание на выбор электродов для сварки. У сварочных электродов, используемых для сваривания нержавейки, должна быть хорошая ударная вязкость и вязкость сварного шва, а кроме этого. Кроме этого, немаловажный фактор в таком деле как выбор электродов для сварки – это то, что диаметр электрода и толщина детали, которую требует сварить, должны находиться в правильном соотношении.

Чтобы сваривание было удачным, положение электрода во время сварки должно иметь правильный угол. Это важно для осуществления полного контроля за сварочным процессом. Значение угла наклона должно равняться примерно 80-ти градусам. Наклон должен производиться к дуге. Дуга зажигается за счет того, что электрод черкает поверхность свариваемой детали или же за счет ударов со средней силой по свариваемой поверхности.

Сварка нержавейки инвертором видео

Помимо всего сказанного, стоит помнить, что сварка нержавейки инвертором предполагает то, что сила тока имеет требуемое значение. Если значение силы тока будет слабым – будет происходить постоянное затухание электрода, и сварка будет плохой. Если значение силы тока будет больше чем необходимо, то будет происходить прожигание металла, а это тоже отрицательно скажется на качестве сварки.

sdelaj-sam.com

Как варить нержавейку в домашних условиях.

При принятии решения о сваривания нержавеющей стали, и изделий из нее в домашних условиях следует учитывать все особенности материала и подобрать оптимальный способ для выполнения этих работ. Нужно учитывать, что процесс по свариванию изделий из нержавеющих сталей требует очень большого труда.

Затрудняется процесс выполнения сварных работ образованием в процессе тугоплавких карбидов, а также повышению хрупкости металла, особенно на месте шва.

Также не стоит забывать о возможности развития межкристаллитной коррозии.В принципе по большому счету можно сваривать нержавейку любым из существующих способов сварки, будь то: аргоновая, аргоново-дуговая, точечная, холодная, импульсно дуговая и другие. Но на практике, конечно же, существует наиболее оптимальный и действенный способ не требующих через, чур, огромного затрачивания времени и сил при выполнении сварных работ. Лучше всего осуществлять, наплавку нержавейки применяя метод пайки металлов.

В любом случае какой-бы метод не был выбран необходимо обработать получившийся сварной шов на изделии или конструкции из нержавеющей стали. На поверхности сварного шва зачастую появляется пористый слой, образованный воздействием оксида хрома. Его легко укрепить при помощи травления и последующей обработки сварного шва.

При профессиональном выполнении травления шва практически в 100% удается убрать вредный оксидный слой и устранить зону с низким содержанием хрома. Для выполнения травления рекомендуется использовать смешение двух кислот: азотистой и фтористоводородной.

Для достижения наиболее хорошего результата перед выполнением сварных работ необходимо предварительно подготовиться к процессу сварных работ и учесть ряд требований:

— для избежание охрупчивания металла необходимо ограничить содержание ферритной кислоты в окружающем пространстве; — для не допускания коробления конструкций нужно увеличить длину прихватов и уменьшить расстояние между ними; — желательно сочетать в конструкции металлы с аустеничной структурой, это будет залогом выдерживания негативного влияния низких температур

3g-svarka.ru

Выполняя такую технологическую операцию, как сварка нержавейки, важно учитывать как физические свойства материала, так и его химический состав. Только в таком случае можно рассчитывать на то, что соединение будет выполнено качественно и надежно.

Аргонная сварка нержавеющей стали

Факторы сложности для сварки деталей из нержавеющей стали

Сварку нержавеющей стали затрудняет то, что данный материал относится к категории высоколегированных сплавов, а значит, в его составе в достаточно большом количестве содержатся элементы, влияющие на его основные свойства. В нержавейке, в частности, таким элементом является хром. Его содержание в данном сплаве может составлять 12–30%. Хром наряду с такими элементами, как никель, титан, марганец и молибден, формирует антикоррозионные свойства нержавеющей стали, но в то же самое время наделяет ее и другими особенностями, влияющими на свариваемость.

Для тех, кто не любит читать длинные статьи и вникать в технические тонкости, предлагаем сразу посмотреть два видео с наиболее актуальными для домашнего мастера вариантами сварки нержавеющей стали — электродом с помощью инвертора и опять же инвертором, но уже в среде защитного газа (аргона).

Сварка нержавейки должна выполняться с учетом следующих специфических характеристик этого материала.

Достаточно высокий коэффициент линейного расширения

По этой причине сварку нержавеющей стали всегда сопровождает значительная деформация соединяемых деталей. В отдельных случаях, когда свариваемые детали имеют значительную толщину и между ними не предусмотрен зазор, такие деформации могут привести даже к появлению крупных трещин.

Низкая теплопроводность

Теплопроводность нержавеющей стали в 1,5–2 раза ниже, чем у низкоуглеродистых сплавов. Такая особенность материала приводит к тому, что соединяемые детали в зоне сварки проплавляются даже при меньших (на 15–20%), чем при сваривании изделий из низкоуглеродистой стали, силах тока.

Межкристаллитная коррозия

При сильном нагреве (более 500 градусов Цельсия) в нержавеющих сталях возникает так называемая межкристаллитная коррозия. Происходит это потому, что по краям зерен структуры металла начинают формироваться прослойки, состоящие из карбида хрома и железа. Избежать этого явления можно не только тщательным подбором режима сварки, но и путем принудительного охлаждения свариваемых деталей из нержавейки, для чего можно использовать обычную воду. Однако следует иметь в виду, что охлаждать водой можно лишь детали, изготовленные из хромоникелевых сталей, которые имеют аустенитную внутреннюю структуру.

Перегрев электродов с хромоникелевыми стержнями

Из-за низкой теплопроводности соединяемых материалов и их повышенного электрического сопротивления сварка деталей из нержавейки сопровождается сильным нагревом электродов, стержни которых имеют хромоникелевый состав. Чтобы избежать этого нежелательного явления, используют электроды для сварки нержавейки длинной до 35 см.

Сварочные электроды Sabaros ME 101 3,2мм для сварки нержавеющих сталей

Наиболее распространенные способы сварки нержавеющей стали

Сварка изделий из нержавеющих сталей, характеризующихся повышенным содержанием хрома, может выполняться с использованием нескольких технологий. Сюда, в частности, относятся следующие виды сварки:

  • аргонодуговую (с использованием вольфрамового электрода и режимов AC/DC TIG);
  • выполняемую в режиме MMA покрытыми электродами;
  • полуавтоматическая электродуговая сварка в среде аргона, проводимая в режиме MIG и с использованием проволоки из нержавеющей стали;
  • так называемая холодная сварка для нержавеющей стали, выполняемая под большим давлением (название данной технологии обусловлено тем, что она не предусматривает плавления металла в процессе его соединения);
  • шовную технологию и контактную точечную сварку.

Технология сварки деталей из нержавеющей стали предусматривает тщательное обезжиривание их поверхностей при помощи ацетона или авиационного бензина. Делается это для того, чтобы уменьшить пористость выполняемого шва, сделать сварочную дугу более устойчивой, тщательно зачистить кромки соединяемых деталей. Только после тщательной зачистки можно приступать к выполнению операции выбранным способом. Есть несколько основных способов сваривания деталей из нержавеющих сталей, а также технологии, которые применяются достаточно редко. В любом случае принимать решение о том, как варить нержавейку, следует исходя из конкретных условий и требований, предъявляемых к формируемому соединению.

Сварка покрытыми электродами (ММА)

Сварка деталей из нержавейки по технологии ММА, предусматривающая использование покрытых электродов, является самой распространенной технологией. Этот способ достаточно прост, его можно применять и дома, но он не позволяет получать шов самого высокого качества.

Что удобно, такую сварку нержавейки можно выполнять даже в домашних условиях, но для этого вам понадобится специальный сварочный аппарат, который называется инвертор. Чтобы сварка нержавейки инвертором позволила получить соединение, обладающее высокой надежностью, необходимо правильно подобрать электрод для определенной марки нержавейки. Все электроды, с помощью которых проводится сварка изделий из нержавеющих сталей, делятся на два основных типа:

  • с рутиловым покрытием на основе двуокиси титана (сварка такими электродами, обеспечивающими небольшое разбрызгивание металла и стабильную дугу, выполняется на постоянном токе и обратной полярности);
  • с покрытием на основе карбоната магния и кальция (такими электродами нержавейка сваривается на постоянном токе обратной полярности).

Чтобы понять, какими электродами варить нержавейку, достаточно заглянуть в ГОСТ 10052-75, в котором представлены все типы таких расходных материалов, а также оговаривается, какой из них следует использовать для работы с металлом конкретного химического состава. Для того чтобы выбрать электроды по нержавейке, соответствующие требованиям данного ГОСТа, достаточно знать марку металла, детали из которого необходимо соединить.

Со всеми требованиями к электродам для сварки нержавейки можно ознакомиться, бесплатно скачав ГОСТ 10052-75 в формате pdf по ссылке ниже.

Ручная и полуавтоматическая сварка нержавейки в среде аргона (AC/DC TIG, MIG)

Для выполнения ручной сварки нержавейки в среде аргона применяются электроды из вольфрама. Эта технология даже в условиях дома позволяет получать качественные и надежные соединения изделий, отличающихся небольшой толщиной. Сварку такими электродами по нержавейке используют преимущественно для монтажа коммуникаций из труб, по которым под давлением будут транспортироваться газы или различные жидкости.

Аустенитную нержавеющую сталь следует сваривать особенно тщательно и с осторожностью

У данной технологии есть определенные особенности.

  • Для того чтобы вольфрам, из которого изготовлены электроды по нержавейке, не попал в расплавленный металл в зоне сварки, дугу поджигают бесконтактным способом. Если выполнить это непосредственно на детали не представляется возможным, то дугу зажигают на специальной угольной плите и аккуратно перемещают ее на соединяемые заготовки.
  • Сварку нержавеющей стали данным способом можно выполнять как на постоянном, так и на переменном токе.
  • Режимы подбираются в зависимости от толщины соединяемых деталей. К таким режимам, в частности, относятся параметры сечения вольфрамового электрода, диаметр проволоки, используемой в качестве присадки, параметры тока (сила и полярность), расход защитного газа, скорость выполнения сварки.
  • Очень важно, чтобы уровень легирования присадочной проволоки был выше, чем у соединяемых деталей.
  • В процессе выполнения сварки электроды по нержавейке не должны совершать колебательных движений. Если пренебречь этим требованием, это может привести к нарушению сварочной зоны и окислению металла в ее области.

При использовании данной технологии можно сократить расход вольфрамового электрода. Для этого нужно некоторое время (10–15 секунд) не отключать подачу аргона после окончания сварочного процесса. Подобная процедура способствует защите раскаленного вольфрамового электрода от активного окисления.

У полуавтоматической сварки нержавейки в среде аргона, по сути, мало отличий от обычного ручного способа. Основное ее отличие заключается в том, что подача проволоки в зону сварки осуществляется при помощи специального оборудования. Благодаря механизации процесс протекает значительно точнее и с большей скоростью.

Благодаря использованию полуавтоматического оборудования могут быть реализованы следующие техники сварки деталей из нержавеющей стали:

  1. метод струйного переноса, который позволяет эффективно сваривать детали большой толщины;
  2. сварка короткой дугой – для выполнения соединения деталей небольшой толщины;
  3. импульсная сварка – универсальная технология, которая позволяет получать качественные и надежные соединения и является самым выгодным вариантом в финансовом плане.

Аргонодуговая сварка нержавеющей стали

Другие технологии сварки нержавеющей стали

Существует еще несколько способов сварки нержавейки, которые лучше демонстрируют себя в определенных ситуациях, то есть не отличаются универсальностью. Сюда относятся следующие способы, предполагающие использование специального оборудования.

Сварка нержавеющей стали с использованием лазерного луча

Такой способ сварки, который даже на видео выглядит очень впечатляюще, обладает целым рядом весомых преимуществ: металл в зоне сварки не теряет свою прочность из-за чрезмерного температурного воздействия, быстро остывает, на нем не появляются трещины, а в его структуре формируются зерна минимального размера. Оборудование для лазерной сварки и сама технология находят широкое применение в различных отраслях промышленности (автомобиле- и тракторостроение, монтаж коммуникаций из труб и др.).

Холодная сварка под большим давлением

Данная технология не предусматривает плавления материала в зоне сварки, а металлические детали соединяются на уровне их кристаллических решеток. В зависимости от получаемого соединения и конфигурации деталей давление может оказываться на одну или сразу на обе металлические заготовки. Очень интересно посмотреть на видео такого процесса: две детали, находясь в холодном состоянии, как будто вдавливаются друг в друга.

Контактная сварка изделий из нержавейки

Такая сварка может выполняться по точечной или роликовой технологии. В результате могут быть соединены тонкие листы нержавейки с толщиной не более 2 мм. При этом используется то же самое оборудование, что и для других металлов.

На видео ниже подробно объясняются и наглядно демонстрируются нюансы подачи присадочного прутка при сварке нержавейки неплавким электродом в среде аргона и прочие нюансы работы.