Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как провести сварку нержавеющей стали в домашних условиях?

Сварка нержавейки инвертором

Автор: Игорь

Дата: 26.06.2016

  • Статья
  • Фото
  • Видео

Сварка нержавейки инвертором является достаточно сложным процессом, который далеко не у всех получается с первого раза. Маcтер должен обладать определенными навыками, чтобы получился качественный результат. Во многих случаях все может закончиться, даже без зажигания нормальной дуги. В домашних условиях, где имеется техническая ограниченность, все становится еще сложнее. Трудности возникают даже при использовании газовой сварки, в которой все процессы происходят в три раза медленнее, чем при использовании инвертора.

Сварка нержавейки инвертором

Основная проблема касается текучести материала, так как при образовании сварочной ванны консистенция металла больше похожа на воду, чем не тягучее вещество. Таким образом, очень сложно сделать чешуйчатую структуру шва, которая является лучшим вариантом для надежного соединения, и качество сцепления заметно снижается. При создании потолочных и вертикальных швов все становится еще более сложным, так как расплавленный металл просто стекает вниз.

Сварочный инвертор

Качественная электросварка нержавейки инвертором предполагает подбор соответствующего аппарата. Сварочный инвертор выступает в качестве источника электропитания для образования дуги. Аппарат должен стабильно работать, чтобы питание было постоянным и не меняло свои параметры во время процесса. Также должен быть удобный выбор настроек, который поможет подобрать правильное напряжение и силу тока для конкретного случая. От этого же зависит и электродами какого максимального диаметра можно будет пользоваться.

Инверторный сварочный аппарат

Не стоит забывать о легком поджиге, так как с этой операции начинается процесс и аппарат должен обеспечить необходимые условия. Чем мощнее техника, тем большие она имеет размеры, а также может работать с более толстыми металлами. В последнее время для частного использования очень популярными стали компактные инверторы. Они также обладают высоким коэффициентом полезного действия.

Принцип действия инвертора

Чтобы сварка инвертором нержавеющей стали прошла максимально качественно, нужно разобраться в принципе действия аппарата. К счастью, здесь он достаточно простой. Инвертор подключается в электрическую сеть, откуда ток подается на его выпрямитель. Из сети, как правило, поступает переменный ток, но после прохода через выпрямитель получается постоянный, но большой частоты. Это влияет на работу сварочной дуги, которая при постоянном токе становится более удобной для сварки, так как повышается ее стабильность. При работе с нержавейкой даже относительно небольшие аппараты оказываются эффективными, так как она обладает меньшей температурой плавления.

Выбор инвертора

Сварка нержавейки инвертором в домашних условиях требует правильного подбора аппарата. Одним из главных факторов является максимальная мощность, так как от нее зависит диапазон выполняемых работ. Чем больше мощность, тем на большую толщину заготовки можно проварить металл. Для домашних условий может оказаться важным и компактность, что также будет полезно и для высотных работ.

При работе с нержавейкой важна тонкая регулировка каждого параметра, чтобы подобрать действительно правильный режим работы без каких-либо погрешностей.

«Обратите внимание! Желательно, чтобы на инверторе была хорошая дополнительная вентиляция, так как даже при работе на открытых пространствах естественной далеко не всегда хватает.»

При этом стоит выбрать модель с автоматическим выключением, когда аппарата начнет перегреваться. Это существенно увеличит срок эксплуатации и убережет от преждевременных поломок. Наличие дополнительных режимов также будет не лишним.

Свойства нержавейки

Сварка нержавеющей стали инвертором предполагает учет всех свойств данного металла. Они достаточно капризны и среди них можно выделить основные:

  • Коэффициент линейного расширения – данный параметр значительно превышает аналогичные показатели у других металлов. Чтобы сварка была качественной, следует обеспечить достаточно хороший зазор при соединении толстых деталей. Это поможет избежать деформации, так как расширение происходит сильно неравномерно.
  • Теплопроводность – она примерно в два раза ниже, чем у сталей с низким содержанием углерода. По этой причине для сварки нужно использовать более низкие параметры тока, что составляет на 20% меньше от нормы.
  • Устойчивость состава при температурной обработке – при высоком содержании хрома металл может терять антикоррозийные свойства. Чтоб избежать этого, места сварки стараются сразу охладить, чтобы не произошло изменений.

Все это регламентируется по ГОСТ 5632-72.

Свариваемость нержавейки

Сварка нержавейки инвертором не зря относится к сложным процессам, так как сам материал достаточно плохо сваривается. Здесь обязательно должен использоваться электрод из такой же по составу стали. Для обеспечения максимально качественного результата необходимо использование дополнительного флюса и следует контролировать, чтобы покрытие электрода было в нормальном состоянии.

Процесс сварки нержавейки инвертором

Особенно сложно металл ведет себя при потолочной сварке, так как он быстро растекается и велика вероятность, что все просто слетит вниз. Даже после окончания сварки могут возникнуть проблемы, которые касаются деформации и потери свойств стойкости к коррозии.

Какие электроды использовать?

Когда совершается сварка нержавейки ГОСТ 16037 80, то следует правильно подобрать расходные материалы. Среди отечественных марок электродов особой популярностью пользуются ОЗЛ-8 и ОЗЛ-6. Это распространенные и доступные всем модели.

Сварочные электроды марки ОЗЛ

Также используются и электроды ОК-46 и МР-3, которые делают процесс сваривания более удобным, что повышает его качество. Данные модели могут работать как на прямом, так и на обратном токе. Две последние модели лучше выбирать, если требуется варить не только в горизонтальном положении, но и в вертикальном.

Сварочные электроды марки ОК

Электроды для нержавейки имеют свои особенности, к примеру, при остывании шва, который был сделан с их помощью, начинает отскакивать шлак. Так может происходить до полного остывания, так что следует предпринимать меры безопасности или скорее остужать данное место, если это позволяет технология. Сами электроды должны соответствовать ГОСТ 10052-75.

Пошаговая инструкция

Перед тем как начнется сварка нержавейки инвертором, следует заняться предварительной обработкой поверхностей. Следует очистить места, которые будут свариваться от налета, обезжирить их и убрать все лишнее. Это можно сделать с помощью металлической щетки и различных растворителей. При работе с нержавейкой не стоит забывать о зазоре.

Далее следует обработать места флюсом, если таковой имеется, что должно увеличить качества свариваемости. После этого нужно выставить ток на аппарате по заданным параметрам режима. Он должен иметь обратную полярность. В лучшем случае на аппарате должен быть специальный режим для сваривания нержавейки. Сам процесс, как правило, происходят достаточно быстро.

Нужно зажечь дугу и образовать сварочную ванную. Требуется делать шов достаточно глубоко и широко, чтобы он смог связать большую площадь металла. Это обеспечит более высокую надежность. Когда шов будет сделан до конца, то можно принудительно охладить его, чтобы материал сохранил свой антикоррозийные свойства.

Предотвращаем дефекты

Одним из самых главных дефектов, который образуется по незнанию, является деформация заготовки. Когда происходит сварка нержавейки инвертором своими руками, то многие люди выставляют детали также, как и при работе с обыкновенной сталью. Но из-за неравномерного расширения на ней получается слишком большая вероятность образования дефекта. Чтобы этого не случилось, нужно делать небольшой зазор.

Распространенным дефектом может стать утрата антикоррозийных свойств. Это получается из-за структурных изменений под действием температуры. Металл теряет важные легирующие элементы, которые и позволяют сопротивляться коррозии. Чтобы этого не случилось, следует быстро охлаждать металл после сварки.

При неопытности сварщика шов может получиться неправильной формы. Фактически он соединяет детали, но проникновение оказывается не столь глубоким, что снижает его надежность. Здесь поможет только опыт работы с нержавейкой.

Финишная обработка сварных швов

Сварка нержавейки инвертором на окончательной стадии требует дополнительной обработки. Это нужно не только для внешнего вида, так как многие детали требуют хорошей обработки для эстетики, но и для проверки качества. В первую очередь нужно оббить шлак, который остался после обработки. Затем можно отполировать шов, так как зачастую он получается не столь красивым, как при работе с другими металлами.

Финальная обработка швов после сварки нержавейки

Снятие нескольких десятых долей миллиметра с детали сделает все более гладким, а также поможет выявить наличие раковин внутри сделанного шва, что может привести к проведению повторного процесса.

Технология сварки нержавеющей стали. Выбор электрода для нержавейки

Нержавеющая сталь в силу своих особенностей требует специального подхода к технологии сварки. По сравнению с углеродистыми или низколегированными сталями

нержавейка обладает плохой свариваимостью, под которой понимают создание при помощи сварки надежных неразъемных соединений.

Основная проблема сварки нержавеющей стали в том, что при неправильном выборе режима или оборудования для сварки коррозионная устойчивость конструкции может быть нарушена из-за межкристаллитной коррозии, которая возникает в зоне сварного шва. При нагреве свыше 500 0 С в зоне сварки образуются карбиды железа и хрома, которые негативно влияют на прочность соединения и снижают коррозионную стойкость. Теплопроводность нержавеющей стали в два раза меньше чем углеродистой и отвод тепла от зоны сварки происходит значительно медленнее, что накладывает ограничение на величину используемого сварочного тока. Как правило, ток при сварке нержавейки на 15-20% ниже, чем при сваривании обычных сталей. Еще одной особенностью процесса сварки нержавейки является то, что необходимо выдерживать достаточную величину зазора между свариваемыми поверхностями, во избежание образования микротрещин в структуре металла, прилегающего к зоне сварки.

Технологий сварки нержавеющей стали несколько. Наиболее распространена сварка в среде защитных газов. С использованием данной технологии сваривают листы и конструкции из нержавеющей стали, толщиной до 1,5 мм. Сварка в среде защитных газов проводится при помощи неплавящихся вольфрамовых электродов ручным, полуавтоматическим или автоматическим способом.

Еще одним методом сварки является сваривание деталей с использованием специальных плавящихся электродов, сердечник которых состоит из высоколегированного материала.

Виды сварки нержавеющей стали

Импульсно дуговая сварка плавящимися и неплавящимися электродами. Основной принцип данного вида сварки в том, что сварочный ток не является постоянным, а на него накладываются кратковременные скачки – импульсы, в момент которых, сила тока возрастает в несколько раз. Импульсы накладываются на основной (фоновый) ток, который составляет 10-15% от тока в момент импульса. Сплошной сварной шов при этом представляет собой расплавленные отдельные точки с перекрытием.

Кроме неплавящихся вольфрамовых, импульсно дуговая сварка может производится плавящимися электродами. В данном случае на фоновый ток накладываются импульсы с частотой в несколько десятков герц. В момент импульса происходит отделение капли и перенос металла. Импульсно дуговая сварка плавящимися электродами позволяет повысить производительность процесса в несколько раз без снижения качества сварного шва. Кроме нержавеющей стали, данный вид сварки используется для сваривания алюминиевых, медных, никелевых сплавов и титана. Пространственное положение шва может быть любое.

Основное применение импульсно-дуговой сварки — сваривание тонких листов нержавейки (до 3 мм.) и автоматическая сварка стыков труб при монтаже трубопроводов. Благодаря возможности формирования качественного сварного шва в любом пространственном положении, данный вид сварки используется для вертикальных, горизонтальных и потолочных соединений.

Короткодуговая сварка в среде инертных газов применяется для сваривания нержавеющих листов толщиной от 0,8 до 3 мм. плавящимися электродами. В качестве примера электродов для короткодуговой сварки можно привести электроды марки ЭА. Используют данные электроды для сваривания ответственных конструкций из легированных сталей высокой прочности, без дополнительной обработки сварного шва.

Дуговая струйная сварка применяется для соединения элементов и конструкций из нержавеющей стали толщиной более трех миллиметров.

Читать еще:  Настройка маски «хамелеон» FUBAG Optima 9-13

Дуговая сварка под слоем флюса для конструкций толщиной свыше десяти миллиметров. Основной принцип данного вида сварки в том, что электрическая дуга в процессе находится под слоем флюса, в так называемом парогазовом пузыре, который образуется в результате плавления основного металла и флюса. Сварка проходит на переменном токе, полярность может быть прямой или обратной. Отличается этот способ сварки высокой производительностью и высоким качеством сварного шва при использовании автоматической сварки.

Плазменная сварка – соединение конструкций любой толщины.

Выбор электродов для сварки нержавеющей стали

На сегодняшний день в продаже существует большое количество марок электродов для нержавейки, и выбор зависит от множества параметров, среди которых – марка свариваемых материалов, пространственное расположение шва, температура в процессе сварки, вид сварки и многое другое. Универсального электрода не существует, и опытные сварщики имеют собственные предпочтения, основанные на личном опыте.

Среди наиболее распространенных марок электродов для нержавейки электроды марки ЦЛ-11, которые применяются для сваривания сталей хромоникелевой группы, к которым относится самая распространенная в отечественном производстве сталь 12Х18Н10Т. Покрытие (обмазка) электродов ЦЛ-11 состоит из карбонатов и соединений фтора.

Межкристаллитная коррозия при сварке электродами ЦЛ-11 минимальна при температуре, не превышающей 450 0 С. К другим достоинствам данных электродов относят минимальное разбрызгивание металла, высокую ударную вязкость шва, любые пространственные положения сварки, высокую пластичность и прочность сварного соединения.

Для сварки пищевой нержавейки, а также сплавов хромоникелевой и хромоникелемолибденовой группы используют электроды марки НЖ-13 с основным покрытием. Данными электродами сваривают конструкции и оборудование из сталей марок 08Х18Н10Т, 08Х18Н10Т-ДТ, 12Х18Н10Т, AISI 318, AISI 321 с температурой эксплуатации до 350 0 С.

При сварке конструкций, эксплуатация которых планируется в условиях повышенных температур (до 1000 0 С) — жаростойких сталей 20Х23Н13, 20Х23Н18 используют электроды марки ОЗЛ-6. Покрытие электродов ОЗЛ-6 основное, сварка данными электродами производится только постоянным током.

Электроды ЗИО-8 также имеют основное покрытие и используются для соединения жаростойких сталей. Сваривание также проходит под постоянным током обратной полярности. Пространственное положение шва – любое.

Еще одна марка электродов для нержавеющей стали с основным покрытием это ЦТ-15. Электроды предназначены для сварки деталей и узлов с температурой эксплуатации до 650 0 С из сталей хромоникелевой группы марок 12Х18Н9Т, Н20Н12Т-Л, Х16Н13Б, 12Х18Н12Т. Сваривание электродами ЦТ-15 при правильном режиме обеспечивает высокую стойкость сварного шва к межкристаллитной коррозии.

Для сварки изделий из нержавеющих сталей, устойчивых к воздействию жидких агрессивных сред с температурой эксплуатации до 350 0 С — аустенитная группа, используют электроды марки ЭФ400/10У.

Универсальные электроды НИИИ-48Г с основным покрытием используются для соединения ответственных конструкций из низколегированных сталей. Ток – постоянный, полярность – обратная, пространственное положение любое.

Среди электродов зарубежного производства наиболее популярными у сварщиков являются электроды производства шведской компании ESAB. Вот некоторые марки электродов ESAB:

ОК 61.30 – электрод с рудно-кислой обмазкой, универсальный. Ток сварки постоянный или переменный, полярность – прямая. Расположение шва любое (исключая сварку сверху вниз). Данные электроды подойдут начинающим сварщикам, они обладают легким поджигом, шов получается ровным, шлак отделяется легко.

ОК 63.30 – простые универсальные электроды для сварки любых марок нержавеющей стали.

Для ответственных конструкций используют электроды маки ОК 61.35 с основной обмазкой. Основное применение электродов – соединение трубопроводов. Постоянный ток прямой полярности.

Рекомендации по сварке нержавеющей стали и советы специалистов

Как говорилось выше, нержавеющая сталь в силу своих специфических свойств обладает плохой свариваемостью и требует особого подхода к процессу сварки как от начинающего сварщика, так и от опытного специалиста. Многое зависит от выбранного режима и технологии сварки, выбора сварочного электрода, инвертора и т. д. Можно отметить основные моменты, которые следует учитывать.

Следует контролировать температуру в зоне сварки. При повышении температуры свыше 500 0 С почти неизбежно растрескивание металла, что приводит к снижению прочности шва и снижению стойкости всей конструкции к коррозии. Для минимизации риска перегрева следует проводить сварку быстро (не перегревать металл), при послойной сварке обязательно охлаждение каждого слоя, перед нанесением последующего.

Рекомендуется предварительный нагрев элементов свариваемых конструкций до 1200 0 С, с последующим естественным охлаждением.

Все типы и марки электродов требуют прокалки перед сваркой. Температурный режим подготовки электродов отличается в зависимости от марки.

Сварка нержавейки в домашних условиях: варианты, советы, видео

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.

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.

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.

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.
Читать еще:  Проверка непроницаемости сварных швов и соединений

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.

Сварка нержавейки

Использование нержавеющей стали во многих изделиях продлевает их срок эксплуатации и улучшает внешний вид. Легированные металлы широко применяются в химической промышленности, машиностроении, и изготовлении бытовых емкостей и полотенцесушителей. Но порой этот материал, под действием блуждающих токов или сильной коррозионной среды, дает течь. Начинающие сварщики, в попытках исправить положение, сталкиваются с несколькими трудностями по работе с таким металлом. Или же возникает потребность соорудить собственную емкость из легированной стали. Как варить нержавейку правильно, чтобы швы оставались герметичными? Сколько существует способов сварки нержавейки и какой из них лучше? Что наиболее подойдет для работы в домашних условиях?

Особенности сварки

Варить нержавеющую сталь возможно несколькими способами, но в каждом из них необходимо учитывать специфические особенности материала. Работа с легированной сталью отличается от низкоуглеродистой тем, что свариваемый металл позволяет формировать ровные швы, требующие минимальной обработки. Благодаря шлифовке и полировке можно получить идеальный вид поверхности, которую не нужно красить.

Но в том, как сваривать нержавейку, есть и свои трудности. Они заключаются в следующем:

  • Линейное расширение металла проявляется сильнее, чем у других видом стали. Из-за этого изделие значительно удлиняется во время нагрева от сварки, а по окончании процесса возвращается в первоначальную форму. Это создает два распространенных дефекта при сварке нержавейки. Во-первых, изделие сильно деформируется (образовываются волны, дугообразные прогибы), что портит внешний вид и требует правки геометрических форм. Во-вторых, происходит растяжение сварочного шва, который может не выдержать такого микродвижения и дать трещины. Правильная сварка нержавеющей стали подразумевает ведение дуги на меньших токах, чтобы минимизировать прогрев изделия, и подбор качественных присадочных материалов. В изделиях, которые толще 7 мм, применяется предварительный подогрев всей поверхности током.
  • В расплавленном состоянии нержавейка быстро взаимодействует с кислородом, находящимся в окружающем воздухе. Если вести сварку без защитного облака, то металл будет сильно пениться и шов не получится. Слабая защита сварочной ванны позволяет выполнить работу, но дает много пор. Поэтому заварить легированную сталь качественно можно только в хорошей защитной среде. Это обеспечивает специальная обмазка электродов или инертные газы.
  • Хорошая теплопроводность и низкая температура плавления материала создают еще одну трудность для сварки нержавеющей стали — выгорание легирующих элементов. Так, после нескольких месяцев, на свариваемом материале можно обнаружить следы коррозии. Чтобы предупредить этот дефект, необходимо выполнять шов немного быстрее, чем на низкоуглеродистой стали. Правильно установленная сила тока тоже играет важную роль.

Зная о вышеописанных свойствах металла можно выбирать верные режимы сварки и правильные расходные материалы, что позволит получить качественный результат.

Подготовка металла

Как правильно варить нержавейку показано на различных видео. Но все эти способы подразумевают предварительную подготовку материала под сварку. Эти этапы включают ряд действий:

  1. Изделие требуется очистить от масла и мусора.
  2. Тонкие платины (от 0,5 до 1,5 мм) не нуждаются в зазоре, а наоборот их требуется плотно подвести друг ко другу.
  3. В материале с толщиной от 4 мм и выше, для качественного провара, требуется выполнить разделку кромок. Это производится «болгаркой» или напильником. Благодаря этому будущий шов становится немного шире и глубже, что лучше связывает свариваемые стороны.
  4. Между пластинами выставляется зазор в 1-2 мм.
  5. Детали толще 7 мм рекомендуется предварительно подогревать.
  6. Чтобы зафиксировать пластины и не дать им изменить положение во время сварки, ставится несколько прихваток по всей длине соединения.
  7. После этого можно приступать к ведению шва.

Чем варить нержавейку: суть методов и технология процесса

Технология сварки легированных сталей подразумевает использование электрической дуги, позволяющей плавить металл, и создания защитного газового облака. Существует три способа сварить нержавейку.

Покрытыми электродами ( MMA )

Суть метода заключается в использовании источника тока (трансформатор с выпрямителем или инвертор), подсоединяемого одним концом (массой) к изделию, а вторым к держателю электрода. Сварочный ток создает дугу между ними, способную плавить металл и формировать шов. Кроме краев пластин плавится и стержень электрода, который состоит из похожего по составу к основному металла. Сварочную ванну защищает обмазка электрода, которая расплавляется и выделяет особый газ.

ММА — это отличный вариант, когда требуется сварка нержавейки в домашних условиях . Аппараты доступны по цене и компактны для хранения в кладовке или гараже. Транспортировка не требует много места, а легкий вес позволяет работать на любой высоте. Электроды по нержавейке доступны в продаже.

После подготовки металла процесс сварки выполняется ведением электрода по линии соединения. Первый проход необходимо произвести ровно, наклонив электрод на себя или в удобную сторону. В этом же направлении и ведется шов. Расстояние между концом электрода и поверхностью металла выдерживается в 3-5 мм. Когда свариваемые пластины толстые, то требуется несколько проходов. После каждого следует отбивать шлак. Многопроходные швы ведутся с легкими колебаниями электрода для придания чешуйчатости и заполнения места соединения.

Настройки на аппарате выставляются соответственно изделию:

Толщина пластин, ммНапряжение, VДиаметр электрода, ммСила тока, А
111230-40
1.512240-60
213255-75
315390-100

Полуавтоматом

Нержавеющие стали свариваются отлично полуавтоматом. Это более изящный процесс, позволяющий быстро и качественно заварить соединение любой толщины. Источником тока выступает аппарат с постоянным напряжением или инвертором. Масса крепится на изделие, а «плюс» подсоединяется к специальной горелке.

Горелка совмещает в себе подачу тока и подвод инертного газа в зону сварки. Электричество передается по кабелю и специальному мундштуку-контактору. Газ идет по параллельно уложенной в рукаве шланге и выходит через сопло. В качестве присадочного материала выступает проволока, автоматически подающаяся тяговым механизмом. Напряжение через мундштук переходит на проволоку и между ней и изделием возбуждается дуга. Одновременно происходит обдув защитным газом, предотвращающий контакт с внешней средой. Для соединения нержавейки используют чистый аргон или его смеси с углекислотой.

Проволока должна быть из того же материала, что и свариваемые детали. Ее диаметр и скорость подачи выставляются исходя из толщины изделия и пространственного положения. Рекомендуемые параметры следующие:

Толщина изделия, ммСила тока, АДиаметр проволоки, ммСкорость подачи, м/ч
1.580-1000,8-1,0160-180
21301.2180-230
3160-2001,2-1,4350-400
5200-3001,2-1,6450-650

Для создания особо прочных швов, подвергающихся химическому воздействию на предприятиях, применяют порошковую проволоку, которая имеет трубчатое строение и включает в себя флюс, дополнительно защищающий зону сварки. После окончания шва флюс застывает на поверхности в виде шлака и требует отбития. Швы ведутся с колебательными движениями, справа налево или наоборот. Важно следить за полным заполнением зоны соединения присадочным металлом. Это хорошо контролировать, поскольку при сварке обычной проволокой нет шлака, мешающего обзору.

Полуавтоматические аппараты стоят дороже инверторов и требуют дополнительной оснастки баллоном, редуктором и шлангами. Но благодаря такому способу сварки можно быстро вести работы.

Аргоновая сварка

Сварка тонкой нержавейки особенно хорошо удается аппаратами с постоянным током и не плавящимся электродом. Масса от оборудования подключается к пластинам, а + крепится к горелке. Аппарат выдает постоянный ток, полярность выставляется обратная. По каналу к горелке подводится напряжение и газ. Ток передается через прижимной механизм на вольфрамовый электрод. Между ним и пластинами зажигается электрическая дуга. Кончик электрода, заточенный как игла, позволяет формировать тонкие швы, на миллиметровом железе. Сам электрод не плавится, а лишь нуждается в периодической заточке. Оплавляются кромки свариваемого материала и дополнительно подается присадочная проволока. Она должна быть из однородной стали со свариваемым изделием. В процессе задействованы обе руки сварщика, поэтому данный метод требует определенных навыков и тренировок.

Защитным газом выступает аргон, подающийся по шланге в аппарат. Его продувка не только ограждает сварочную ванну от внешней среды, но и помогает остужать электрод и конец зоны сварки.

Швы таким методом ведутся справа налево, с наклоненной горелкой. Если необходимо тоненькое соединение, то никаких колебаний не требуется. В случае широких стыков, выполняются поперечные движения электродом. Зазор между ним и изделием поддерживается на расстоянии 5 мм. Вылет электрода из сопла тоже устанавливается 5-6 мм, чтобы было удобно вести шов, но не перегревать вольфрам. Рекомендуются следующие параметры:

Толщина материала, ммСила тока, АНапряжение, VДиаметр электрода, мм
130-40101.6
1.545-55122.3
260-80152.3
390-110162.3

Сваривание нержавейки — это интересный процесс, позволяющий получить качественное соединение, способное служить длительный срок. В домашних условиях наиболее подходит сварка покрытым электродом инвертором. Но если предстоит большой объем работ, то лучше воспользоваться полуавтоматом. Для соединение тоненьких пластин идеальна аргоновая сварка.

Чем варить нержавеющую сталь в домашних условиях

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.

Читать еще:  Виды и особенности сварочных электродов по алюминию

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

В домашних условиях для сварки нержавейки чаще используется сварка покрытыми электродами. Необходимы только электроды с основным или рутиловым покрытием.

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.

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

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

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 0 С. 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.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector