Сварка нержавеющей стали в домашних условиях с помощью инверторного источника сварочного тока

Сварка нержавеющей стали в домашних условиях с помощью инверторного источника сварочного тока

Нержавейка, или нержавеющая сталь – металл, который обладает низкой теплопроводностью, а также имеет высокую активность, с химической точки зрения, в зоне расплавления металла. Кроме того, для нержавейки характерны также очень высокие значения коэффициента расширения под воздействием высоких температур (термическое расширение), а также низкая по сравнению с углеродистыми и низколегированными сталями температура плавления. Все это накладывает особенности на выбор инверторного источника сварочного тока.

Какой инвертор лучше выбрать

Ключевыми особенностями, на которые следует обратить внимание при выборе инвертора для сварочных работ с нержавеющей сталью, являются:

  • возможность работы с пониженным сварочным током (чтобы избежать прогорания металла и нарушения его структуры);
  • возможность работы в прямой и обратной полярности;
  • возможность переключения на переменный ток и ведения работ в импульсном режиме (перечисленные выше параметры также позволяют избежать прогорания металла и его разрушения в сварочном шве).

Чаще всего такие параметры встречаются в профессиональных инверторных источниках тока, однако, число доступных для приобретения моделей невелико, что говорит о сложности подбора наиболее оптимального аппарата для сварки именно нержавеющей стали.

Подбор электродов

Электроды, использующиеся для сварки нержавеющей стали, имеют достаточно большое количество марок в зависимости от тех классов металла, который предстоит варить с их использованием:

  • если речь идет о сварке металла, из которого изготовлены предметы и оборудование, используемое в пищевой промышленности, то использовать следует электроды марок ОЗЛ-8 и ЦЛ-11;
  • для жаропрочных сплавов, которые должны отвечать задачам длительного и качественного использования, необходимо подбирать электроды марки ОЗЛ-6;
  • для нержавейки, которая используется для изготовления различных инструментов, подойдут электроды марок КТИ-7А, ЦТ-28;
  • если вести речь о сталях, относимых к нержавеющим, для которых характерны повышенные коррозионноустойчивые параметры, то для их сварки потребуются электроды марок ЭА400/10У, НЖ-13, ЦТ-15;
  • в случае бытовой сварки нержавеющей стали можно использовать также электроды марок АНЖР-1, АНЖР-2, а также электроды марки ЭА395/9;
  • в зависимости от того, какой вид и класс нержавеющей стали подлежит свариванию, можно подобрать также электроды и из иностранных аналогов, которые не уступают по качеству отечественным.

Примерная стоимость электродов для сварки нержавеющей стали на Яндекс.маркет

Особенности технологии

В связи с физико-химическими особенностями нержавеющей стали как металла, подвергающегося сварке, наиболее оптимальным способом является сварка с использованием неплавящегося электрода в среде защитного газа (в качестве такого газа может использоваться аргон либо его смесь). На производстве для достижения более высокого качества сварных соединений используются комбинированные способы сварки, при которых корневой слой шва выполняется посредством использования аргонодуговой сварки, а последующие слои – ручной дуговой.

Подбор параметров работы сварочного инвертора (силы сварочного тока и параметров сварочного напряжения) происходит на основании следующих данных:

  • толщина свариваемых деталей;
  • тип и класс стали;
  • данные о режиме эксплуатации изделия или соединения;
  • очень высокий коэффициент теплового расширения деталей из нержавеющей стали – при нагревании происходит существенное «растягивание» деталей, а при остывании – сжатие, что может вызвать образование микротрещин в сварном шве, а также в самом изделии в той его части, которая относится к сварочной зоне и подвергается нагреву;
  • сварка должна проводиться с минимальным повышением температуры металла, чтобы избежать перегрева околошовной зоны. Если произойдет перегрев выше 500 градусов по Цельсию, внутри металла начнется процесс межкристаллической коррозии, что вызовет разрушение сварного шва и всей детали в целом, самым негативным образом сказавшись на качестве шва.

В каждом конкретном случае подбирать режимы необходимо индивидуально, проводя обязательную пробу на деталях, аналогичных свариваемым. Главным условием сварки деталей из нержавеющей стали является уменьшение сварочного тока по сравнению с другими видами стали не менее, чем на 20%.

К особенностям технологии сварки следует также отнести и обязательный подбор всех инструментов таким образом, чтобы они соответствовали правилам работы с нержавеющей сталью: круги для болгарки, щетки, используемые для зачистки металла должны соответствовать работе именно с нержавеющей сталью, так как в случае использования обычных инструментов могут образоваться металлические включения в шве, что негативным образом влияет на его качество.

Необходимое оборудование

Для качественного осуществления процесса сварки нержавеющей стали следует подготовить оборудование, в перечень которого включаются:

  • инверторный источник сварочного тока, соответствующий требованиям, предъявляемым к аппаратам, с помощью которых происходит сварка нержавеющей стали;
  • сварочные кабели для подачи сварочного тока в зону сварки (кабель электродержателя и кабель «массы») достаточной длины, чтобы избежать перекручиваний и перекрещиваний с целью исключения нарушения изоляции кабеля;
  • кабель подключения инвертора в электрическую сеть в зависимости от используемого напряжения;
  • присадочные материалы (электроды той марки, которые соответствуют сварке конкретного класса нержавеющей стали, при необходимости баллон с защитным газом и шланги для подачи газа в сварочную зону, а также газовая горелка);
  • болгарка и круги к ней для работы именно с нержавеющей сталью;
  • щетка по металлу, также предназначенная для работы с нержавеющей сталью;
  • приспособления для соединения деталей при осуществлении сварки и качественного их закрепления;
  • сварочный стол.

Кроме того, требуется также и защитное оборудование, к которому относятся:

  • защитный костюм либо иная одежда, которая сможет защитить сварщика от воздействия высоких температур и попадания на кожу расплавленных капелек металла;
  • краги или перчатки, защищающие руки от воздействия высоких температур на кожные покровы и снижающие риск поражения электрическим током;
  • маска с темным стеклом или самозатемняющаяся маска для защиты органов зрения от получения электротравмы.

Сварочный процесс

Сварочный процесс при осуществлении изготовления изделий из нержавейки, как и в случаях со сваркой других металлов, делятся на три этапа – подготовительный, этап собственно сварки и завершающий.

Этап подготовки

На подготовительном этапе следует разметить детали, которые планируется сваривать, зачистить их, обезжирить с помощью специального химического состава. В случае если это продиктовано толщиной соединяемых деталей, потребуется также разделать кромки для лучшего формирования сварочного шва.

Основные работы

Основной этап сварки состоит из следующих шагов:

  • подключение инвертора путем создания обратной полярности (кабель с электродержателем электрода подключается на разъем «+», а кабель массы – на разъем «-»). Такое подключение позволит обеспечить большее плавление электрода по сравнению с подключением в прямом режиме, а также избежать прожога материала за счет снижения проплавления деталей;
  • после того как детали закреплены в тех положениях, в которых они будут свариваться, следует выполнить первичные прихваточные швы. Длина таких швов и их расположение по контуру планируемого сварного шва определяется в зависимости от того, каков размер шва, а также в зависимости от толщины свариваемых деталей;
  • в том случае, если речь идет о создании сварочного шва большой протяженности, следует выполнять ступенчатый способ, в ходе которого сварка осуществляется с противоположных сторон короткими швами;
  • если необходимо выполнить несколько слоев в одном шве, то после каждого нового слоя следует подождать некоторое время, чтобы предыдущий слой успел остыть перед наложением нового;
  • в случае большого шва (протяженного по расстоянию) либо если у него сложная конфигурация, потребуется сделать большее количество прихваток по сравнению с простыми или короткими швами, каждая из которых будет отличаться небольшой длиной, расположенными вдоль кромок шва. Данное действие позволит сократить риск деформации деталей возле шва.

Завершающий этап

После того как сварочные работы завершены, следует переходить к завершающему этапу. На этом этапе происходит зачистка шва от образовавшегося шлака с целью определения визуальным способом его качества. Кроме того, на этом этапе происходит определение мест, где есть непровары. Если такие места обнаружены, следует выполнить ремонт или полностью вырезать стык и выполнить сварку, повторив весь алгоритм.

Источник:
http://elsvarkin.ru/texnologiya/svarka-nerzavejki/

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).

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.

Читайте также  Нержавейка магнитится или нет? Марки и свойства нержавеющей стали

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.

Источник:
http://met-all.org/stal/svarka-nerzhaveyushhej-stali-sovremennye-tehnologii.html

Особенности сварки нержавеющей стали

Сварочные работы с необходимость соединить детали из нержавейки становятся настоящей проблемой для многих начинающих сварщиков. У данной разновидности стали есть множество нюансов, которые нужно учесть перед тем, как приступить к работе.

Как правильно и качественно варить нержавейку? Какие особенности сварки нержавеющей стали нужно знать? Какие электроды по нержавеющей стали выбрать, чтобы сварить металл в домашних условиях? На эти, и многие другие вопросы мы постараемся ответить в этой статье.

Общая информация

Существует общемировая классификация металлов, согласно которой нержавейка относится к классу высоколегированных сталей. А это значит, что такой металл будет особенно устойчив к коррозии и разрушению. Для потребителя это безусловный плюс, а вот для сварщика это скорее недостаток.

Устойчивость к коррозии обеспечивает оксидная пленка, покрывающая лист нержавеющей стали. Пленка состоит из хрома и кислорода, она невидима, но при этом способна к регенерации. Если поцарапать лист нержавейки, то пленка потеряет свои свойства, но спустя время восстановится. Отсюда невероятная долговечность использования изделий из нержавеющей стали.

Благодаря своим достоинствам нержавейка стала очень популярна, ее широко применяют при производстве изделий для быта и для крупной промышленности. Вы с одинаковой вероятностью обнаружите дома стальную нержавеющую кастрюлю и узнаете о производстве стальных комплектующих для лабораторий.

На этом фоне очень востребована сварка труб из нержавейки и любая сварка тонкой нержавейки. Любому мало-мальски опытному сварщику нужно уметь выполнять такой вид работ. Тем более, обучиться этому несложно. Все, что сказано в этой статье, относится и к домашней сварке.

Особенности сварки

Как мы уже писали выше, у данного металла есть некоторые нюансы. И все особенности сварки нержавейки нужно обязательно учитывать, чтобы выполнить работу быстро и качественно. Из основных особенностей можно выделить как раз оксидную пленку. Не пытайтесь полностью избавиться от нее, просто как следует зачистите металл перед сваркой, подготовьте поверхность. Для этого можно использовать шлифмашинку, или болгарку со шлифовальным кругом. Также можно использовать металлическую щетку. После такого метода обработки металл потеряет свою внешнюю привлекательность, так что его нужно будет потом отполировать до блеска.

Если вы все же располагаете свободным временем, то можете использовать метод травления. Он особенно хорош, если детали не очень большого размера. Для травления используют специальные растворы. Дома можно выполнить травление с помощью специальной пасты. Ее наносят с помощью толстой широкой кисти. Но учтите, что перед началом травления поверхность деталей нужно как следует вымыть и обезжирить.

Также не забудьте подготовить кромки, предварительно разделав их. Обратите внимание, что в сварном стыке обязательно должен быть зазор, чтобы у шва была свободная усадка в процессе охлаждения. Вернемся к подготовке кромок. Их также нужно тщательно зачистить щеткой и промыть ацетоном (или любым другим растворителем), чтобы обезжирить поверхность. Это поспособствует улучшению качества шва, а дуга будет гореть стабильно.

Способы сварки нержавейки

Сначала расскажем о плазменной сварке. Этот метод получил широкое распространение в последнее время. Можно варить нержавейку различной толщины. Суть плазменной сварки заключается в сужении дуги с помощью специального сопла. В итоге создается мощный поток плазмы, температура которой достигает 20 тысяч градусов по Цельсию.

Сварку нержавейки в условиях дома или крупного цеха можно провести и с помощью других способов. Самый популярный — TIG сварка. Она выполняется с помощью вольфрамовых электродов и в среде защитного газа (аргона, например). Этот метод особенно хорош, когда нужно сварить лист толщиной более 1.5 миллиметров. Чтобы сварить трубы или тонкие листы можно использовать ручную дуговую сварку в среде инертного газа.

Такая сварка часто называется ручной сваркой инвертором, поскольку для работы вам достаточно иметь полуавтомат инверторного типа и покрытые электроды. Такой метод сварки отлично подойдет для тонкой нержавейки (менее 1 миллиметра). На данный момент это два самых распространенных метода сварки нержавеющей стали, их широко применяют и в профессиональной, и в домашней практике. Далее мы подробнее разберем эти методы, позволяющие довольно качественно сварить нержавейку в домашних условиях.

Ручная сварка инвертором

Соединение нержавейки инверторной сваркой с применением покрытых электродов — это очень популярный метод, если у вас нет особых требований к качеству шва. Если вам нужно сварить стеллаж или залатать кастрюлю, то нет смысла использовать другие методы, поскольку они дороже и не оправданны в таких ситуациях. Ключевой элемент здесь не сам инвертор, а именно электроды. От правильного выбора которых как раз и зависит качество шва.

У покрытых электродов по нержавейке особый состав, точнее, особая обмазка, которая выполняет роль флюса. Качественные электроды должны формировать прочный надежный шов, стойкий к коррозии и перепадам температур. Мы рекомендуем марки ОЗЛ-6, ОЛИВЕР 29.9, НЖ-13. Конечно, это не весь перечень электродов, которые можно использовать для сварки нержавейки, но именно эти марки показали себя с наилучшей стороны в нашей практике.

Ручной дуговой сваркой нужно варить, установив постоянный ток и обратную полярность. Также установите пониженную силу тока (примерно на 10-20% процентов ниже, чем вы обычно используете). Ваша задача — равномерно и плавно проплавить металл, тем более вы будете использовать электроды небольшого диаметра и с небольшой тепловой энергией.

Сварка нержавейки инвертором не предполагает использование больших значений сварочного тока. Лучше не экспериментируйте с этим параметром, установите значение поменьше. Перегрев металла (а это очень вероятно, учитывая, что нержавейка обладает низкой теплопроводностью) может привести к деформации детали. В особо запущенных случаях у детали могут отламываться целые куски. Так что будьте готовы, что электроды для нержавейки плавятся довольно быстро по сравнению с другими стержнями, и здесь нужна предельная внимательность.

Чтобы сохранить положительные качества нержавеющей стали деталь нужно охладить после сварки. Мы рекомендуем обдувать деталь холодным воздухом, так охлаждение будет постепенным и шов не деформируется. Если качество не играет большой роли, то просто поместите деталь в холодную воду или полейте ею шов.

Если вам предстоит сварка тонколистовой нержавейки и шов должен получиться аккуратным, то обратите внимание на сварку в среде аргона.

Сварка в среде аргона

Сварку нержавеющей стали в среде аргона (или просто TIG («тиг») сварка — современный и очень популярный метод. Он отлично подойдет, если нужно сварить очень тонкие листы нержавеющей стали, при этом не деформировав их, и если к шву предъявляются особые требования по качеству. Сварка листовой нержавейки осуществляется в среде инертного газа (чаще всего именно аргона) и с применением вольфрамовых стержней.

Читайте также  Пищевая нержавейка: что это такое, особенности состава, свойства и область применения, популярные марки

Возможна сварка нержавейки переменным током и постоянным током, но в обоих случаях обязательна прямая полярность. Также нужно использовать присадочный материал, например, проволоку. Проволока должна быть изготовлена из высоколегированного материала. Важно выполнять работу с «твердой рукой», не отклоняясь в сторону. Иначе шов начинает стремительно окисляться, а это уже проблема.

Обратную сторону шва нужно защитить от воздуха с помощью аргона, которые будет поддуваться. Но это необязательно. Также мы рекомендуем поджигать дугу бесконтактным методом, на специальной пластине, а затем переносить ее на нержавейку. После того, как окончите процедуру, не выключайте сразу газ. Подождите 10 секунд, и только затем выключите. Так вольфрамовые электроды будут меньше окисляться и их срок службы продлится.

Вместо заключения

Варить нержавейку не так уж сложно, как кажется на первый взгляд. Тем более, вы можете выбрать один из двух способов: варить электродами по нержавейке или решить, что сварка нержавейки переменным током в среде аргона для вас предпочтительнее. В любом случае, практикуйтесь как можно больше. Это крайне полезный навык, и он поможет улучшить ваши профессиональные способности.

Источник:
http://svarkaed.ru/svarka/svarka-metallov/osobennosti-svarki-nerzhaveyushhej-stali.html

Как варить нержавейку: электроды, оборудование, методы и правила

Нержавеющая стать — материал очень популярный: как в промышленности, так и в быту. Она не страшится ржавчины, имеет долгий срок эксплуатации, поэтому является почти идеалом для изготовления разных изделий — емкостей, фильтров и т. д. Нередко этот металл выбирают при обустройстве отопительной системы и водопроводов. Однако ничто не совершенно, поэтому и нержавейка может преподнести неприятный сюрприз. Случается, что в изделии или конструкции появляется течь, которую надо устранить в кратчайшие сроки. В этом случае у хозяев возникает резонный вопрос: как варить нержавейку. Операция эта не так проста, поэтому с особенностями материала и работы с ним лучше познакомиться заранее.

Особенности нержавеющей стали

Материал имеет отличные характеристики благодаря большому количеству легирующих элементов в составе. В зависимости от марки стали в нее может входить магний, марганец, молибден, никель, титан, хром. Все эти добавки значительно улучшают разные характеристики сплава, придают антикоррозийные свойства, повышают жаропрочность, способность сохранять все свои качества при максимально высоких температурах.

Главное преимущество высоколегированного коррозионно-стойкого сплава — уникальная комбинация железа с хромом (его в сплаве более 10,5%) и углеродом (менее 0,12%). Эти химические компоненты позволяют значительно повышать способность сплава противостоять главной металлической угрозе — коррозии.

Основные виды нержавейки

По составу все нержавеющие сплавы условно делят на 3 группы.

  1. Хромистые. Это самые дешевые материалы, главным достоинством которых является их максимальная прочность. Однако она же становится недостатком, так как эти сплавы, имеющие низкую пластичность, очень неохотно поддаются обработке.
  2. Хромоникелевые. Это самый востребованный вид, имеющий хорошую пластичность. Никель — элемент, который не только стабилизирует структуру металла, но и придает ему слабые магнитные свойства.
  3. Хромомарганцевоникелевые стали. Присутствие марганца позволяет сохранить пластичность металла, а также увеличить его прочность.

Сплавы различаются физическим строением. Самые известные из них имеют аустенитную, мартенситную или ферритную структуру.

Нержавеющая сталь может считаться почти идеальным металлом. Однако процесс избавления от течи таких конструкций с помощью сварки достаточно сложен, так как варить нержавейку приходится очень осторожно, внимательно, аккуратно. Причины «капризности» материала хорошо знают мастера-профессионалы, а сварщики-новички, наоборот, могут столкнуться с почти непреодолимыми трудностями. Поэтому теперь надо рассмотреть недостатки нержавейки, когда речь идет об их соединении сваркой.

Не самые лучшие качества материала

Обуславливают плохую свариваемость несколько факторов.

  1. Низкая теплопроводность. Если сравнивать данный сплав с углеродистыми сталями, то этот показатель у нержавейки вдвое ниже. Из-за такой особенности проплавление металла начинается очень быстро. По этой причине мастерам приходится уменьшать силу тока на 15-20%.
  2. Перегрев электродов, имеющих хромоникелевые стержни. Причины явления — низкая теплопроводность нержавеющей стали, высокое электрическое сопротивление. Сварка таких деталей всегда сопровождается максимальным нагревом сплава хрома с никелем. Чтобы избежать такого перегрева, используют специальные элементы для сварки нержавейки. Их длина составляет 350 мм.
  3. Более высокий коэффициент расширения, если сравнивать нержавеющую сталь с другими видами сплавов. Если в процессе сварки мастера сталкиваются с растягиванием металла, то при остывании начинается обратный процесс — его стягивание. Результатом соединения нержавейки со сплавом, имеющим меньший коэффициент расширения, становятся микротрещины в зоне сварки.

Последнее ЧП — потеря металлом прочности. Если материал нагревается до температуры 500° или выше, то антикоррозийные качества его сильно снижаются. Нередко появляется так называемая межкристаллитная коррозия (МКК) — избирательное разрушение металла вдоль границ кристаллов (зерен).

Обнаружить межкристаллитную коррозию визуально очень сложно, а точные последствия предугадать просто невозможно. Одно из них — очень быстрое разрушение конструкции. Варианты предотвращения этого вида коррозии — тщательный подбор режима работы либо принудительное охлаждение водой. Однако последняя операция возможна лишь в том случае, если хромоникелевые стали имеют аустенитную структуру.

Технологии сварки

Поэтому для каждого изделия или конструкции выбирают свой, проверенный вариант. Самыми распространенными являются следующие технологии:

  1. Ручная дуговая сварка (РДС) с помощью плавящихся покрытых электродов, или ММА. Этот метод обеспечивает высокое качество шва, однако требует от сварщика некоторого опыта. В роли оборудования выступает инверторный аппарат, купить который может позволить себе почти каждый любитель.
  2. Полуавтоматическая сварка с использованием проволоки и смеси защитного газа (MAG — активный газ, MIG — инертный), основой которого является аргон. Применение сварочных полуавтоматов дает возможность получить высококачественный, равномерный шов. Эту технологию рекомендуют использовать для соединения участков большой протяженности.
  3. Ручная сварка в среде инертного газа (того же аргона) неплавящегося электрода (TIG). В этом случае оборудование — инверторы. Этот метод оптимален для тонколистовых заготовок. Швы отличаются высоким качеством и безукоризненным видом, поэтому данную технологию рекомендуют для конструкций, к которым предъявляются особые требования.
  4. Лазерная сварка. Этот метод требует специального оборудования, поэтому в бытовых условиях он не применяется. Особенности этого способа — быстрое остывание шва, меньший размер зерна, исключительная прочность. Лазерная сварка может производиться шовным или точечным методом. Благодаря скорости и точности работы исключается появление на поверхности оксидной пленки. Такая сварка возможна только встык: напряжения, возникающие при соединении внахлест, сильно снизят прочность шва.

Существует еще один вид сварки (холодный), но он таковой, по сути, не является. Данное соединения получают с помощью большого давления: заготовки просто вдавливают друг в друга, «сваривая» их на уровне кристаллических решеток. Благодаря чему возможны такие метаморфозы? Метод основан на «умении» сплавов преобразовывать один вид энергии в другой — кинетическую в тепловую. При сдавливании структура металла изменяется, одновременно происходит выделение энергии, сталь приобретает пластичность, на границе слоев образуется диффузионная зона. Такие соединения (линейные или точечные) лишены окалины, трещин, внутренних напряжений.

Самые популярные методы, часто применяющиеся сварщиками-любителями, надо рассмотреть более подробно.

Ручная дуговая сварка

Это самый первый ответ на вопрос, как варить нержавейку. Для ММА используют два типа электродов.

  1. Элементы с основным покрытием (карбонат кальция, магния). Их используют для соединения деталей постоянным током на обратной полярности (электрод, подключенный к плюсовому полюсу аппарата).
  2. Электроды с рутиловым покрытием, основой которого является двуокись титана. Применяя такие приборы, можно использовать как переменный, так и постоянный ток обратной полярности.

Если рассматривать виды только применительно к нержавеющей стали, то лидеры здесь изделия с рутиловым покрытием. При работе с ними расплав меньше разбрызгивается, лучше держится дуга. Обе разновидности электродов позволяют работу в любом положении, но для максимально эффективной «деятельности» рутиловых элементов оптимально нижнее.

Информацию о том, какими электродами варить определенный вид нержавеющей стали, можно найти в ГОСТе (10052-75). Для этого необходимо точно знать лишь марку металла, из которого изготовлены заготовки.

Сварка TIG и соединение MIG

Ручное и полуавтоматическое соединение нержавеющей стали — технологии, отличие которых незначительно.

Ручная сварка в среде аргона — операция, выполнимая даже в домашних условиях. Она подразумевает использование электродов, изготовленных из вольфрама. Сварку такими элементами применяют для соединения участков труб, работающих с жидкостями или газами под давлением. У этой технологии есть особенности.

  1. Чтобы избежать попадания вольфрама в сварную ванну, дугу надо поджигать бесконтактным способом. Один из вариантов решения — использование специальной угольной плиты, а потом перемещение ее в зону работы.
  2. Сварка возможна любым током; как переменным, так и постоянным. На выбор режима влияет толщина соединяемых деталей, диаметр электрода и присадки-проволоки, сила тока, его полярность, расход газа, а также скорость сварки.
  3. Любые колебательные движения электрода во время работы необходимо исключить. В противном случае мастер рискует получить нарушение сварной ванны, окисление металла в этой зоне.

Данная технология позволяет несколько сократить расход электродов. Для этой цели после сварки не сразу отключают подачу аргона, а выжидают 15-20 секунд. Этот способ дает возможность защитить вольфрам от окисления.

Как уже было отмечено, у полуавтоматической сварки мало отличий от ручного соединения нержавейки. В этом случае за подачу проволоки в рабочую зону отвечает полуавтоматическое оборудование, делающее операцию более быстрой и точной. Его использование позволяет применять несколько технологий:

  • импульсную сварку — идеальный вариант с любой точки зрения: такое соединение позволяет сэкономить, но получить максимально прочные, безукоризненные соединения нержавеющей стали, причем независимо от ее толщины;
  • сварку короткой дугой, она — предпочтительный вариант для тонких деталей, толщина которых не превышает 2-4 мм;
  • метод струйного переноса, который оптимален для соединения заготовок большой толщины — от 4 мм или более.

Специализированную проволоку подбирают под разновидность сплава — под его основной легирующий компонент. Есть омедненные, алюминиевые присадки, порошковые элементы с каналом, который заполнен флюсом. Источником тока может быть как инверторный аппарат, так и сварочный выпрямитель.

Источник:
http://dom-i-remont.info/posts/svarka/kak-varit-nerzhavejku-elektrody-oborudovanie-metody-i-pravila/

Сварка нержавеющей стали в домашних условиях с помощью инверторного источника сварочного тока

Нержавейка, или нержавеющая сталь – металл, который обладает низкой теплопроводностью, а также имеет высокую активность, с химической точки зрения, в зоне расплавления металла. Кроме того, для нержавейки характерны также очень высокие значения коэффициента расширения под воздействием высоких температур (термическое расширение), а также низкая по сравнению с углеродистыми и низколегированными сталями температура плавления. Все это накладывает особенности на выбор инверторного источника сварочного тока.

Какой инвертор лучше выбрать

Ключевыми особенностями, на которые следует обратить внимание при выборе инвертора для сварочных работ с нержавеющей сталью, являются:

  • возможность работы с пониженным сварочным током (чтобы избежать прогорания металла и нарушения его структуры);
  • возможность работы в прямой и обратной полярности;
  • возможность переключения на переменный ток и ведения работ в импульсном режиме (перечисленные выше параметры также позволяют избежать прогорания металла и его разрушения в сварочном шве).

Чаще всего такие параметры встречаются в профессиональных инверторных источниках тока, однако, число доступных для приобретения моделей невелико, что говорит о сложности подбора наиболее оптимального аппарата для сварки именно нержавеющей стали.

Подбор электродов

Электроды, использующиеся для сварки нержавеющей стали, имеют достаточно большое количество марок в зависимости от тех классов металла, который предстоит варить с их использованием:

  • если речь идет о сварке металла, из которого изготовлены предметы и оборудование, используемое в пищевой промышленности, то использовать следует электроды марок ОЗЛ-8 и ЦЛ-11;
  • для жаропрочных сплавов, которые должны отвечать задачам длительного и качественного использования, необходимо подбирать электроды марки ОЗЛ-6;
  • для нержавейки, которая используется для изготовления различных инструментов, подойдут электроды марок КТИ-7А, ЦТ-28;
  • если вести речь о сталях, относимых к нержавеющим, для которых характерны повышенные коррозионноустойчивые параметры, то для их сварки потребуются электроды марок ЭА400/10У, НЖ-13, ЦТ-15;
  • в случае бытовой сварки нержавеющей стали можно использовать также электроды марок АНЖР-1, АНЖР-2, а также электроды марки ЭА395/9;
  • в зависимости от того, какой вид и класс нержавеющей стали подлежит свариванию, можно подобрать также электроды и из иностранных аналогов, которые не уступают по качеству отечественным.
Читайте также  Мельхиоровые столовые приборы, как отличить от подделки

Примерная стоимость электродов для сварки нержавеющей стали на Яндекс.маркет

Особенности технологии

В связи с физико-химическими особенностями нержавеющей стали как металла, подвергающегося сварке, наиболее оптимальным способом является сварка с использованием неплавящегося электрода в среде защитного газа (в качестве такого газа может использоваться аргон либо его смесь). На производстве для достижения более высокого качества сварных соединений используются комбинированные способы сварки, при которых корневой слой шва выполняется посредством использования аргонодуговой сварки, а последующие слои – ручной дуговой.

Подбор параметров работы сварочного инвертора (силы сварочного тока и параметров сварочного напряжения) происходит на основании следующих данных:

  • толщина свариваемых деталей;
  • тип и класс стали;
  • данные о режиме эксплуатации изделия или соединения;
  • очень высокий коэффициент теплового расширения деталей из нержавеющей стали – при нагревании происходит существенное «растягивание» деталей, а при остывании – сжатие, что может вызвать образование микротрещин в сварном шве, а также в самом изделии в той его части, которая относится к сварочной зоне и подвергается нагреву;
  • сварка должна проводиться с минимальным повышением температуры металла, чтобы избежать перегрева околошовной зоны. Если произойдет перегрев выше 500 градусов по Цельсию, внутри металла начнется процесс межкристаллической коррозии, что вызовет разрушение сварного шва и всей детали в целом, самым негативным образом сказавшись на качестве шва.

В каждом конкретном случае подбирать режимы необходимо индивидуально, проводя обязательную пробу на деталях, аналогичных свариваемым. Главным условием сварки деталей из нержавеющей стали является уменьшение сварочного тока по сравнению с другими видами стали не менее, чем на 20%.

К особенностям технологии сварки следует также отнести и обязательный подбор всех инструментов таким образом, чтобы они соответствовали правилам работы с нержавеющей сталью: круги для болгарки, щетки, используемые для зачистки металла должны соответствовать работе именно с нержавеющей сталью, так как в случае использования обычных инструментов могут образоваться металлические включения в шве, что негативным образом влияет на его качество.

Необходимое оборудование

Для качественного осуществления процесса сварки нержавеющей стали следует подготовить оборудование, в перечень которого включаются:

  • инверторный источник сварочного тока, соответствующий требованиям, предъявляемым к аппаратам, с помощью которых происходит сварка нержавеющей стали;
  • сварочные кабели для подачи сварочного тока в зону сварки (кабель электродержателя и кабель «массы») достаточной длины, чтобы избежать перекручиваний и перекрещиваний с целью исключения нарушения изоляции кабеля;
  • кабель подключения инвертора в электрическую сеть в зависимости от используемого напряжения;
  • присадочные материалы (электроды той марки, которые соответствуют сварке конкретного класса нержавеющей стали, при необходимости баллон с защитным газом и шланги для подачи газа в сварочную зону, а также газовая горелка);
  • болгарка и круги к ней для работы именно с нержавеющей сталью;
  • щетка по металлу, также предназначенная для работы с нержавеющей сталью;
  • приспособления для соединения деталей при осуществлении сварки и качественного их закрепления;
  • сварочный стол.

Кроме того, требуется также и защитное оборудование, к которому относятся:

  • защитный костюм либо иная одежда, которая сможет защитить сварщика от воздействия высоких температур и попадания на кожу расплавленных капелек металла;
  • краги или перчатки, защищающие руки от воздействия высоких температур на кожные покровы и снижающие риск поражения электрическим током;
  • маска с темным стеклом или самозатемняющаяся маска для защиты органов зрения от получения электротравмы.

Сварочный процесс

Сварочный процесс при осуществлении изготовления изделий из нержавейки, как и в случаях со сваркой других металлов, делятся на три этапа – подготовительный, этап собственно сварки и завершающий.

Этап подготовки

На подготовительном этапе следует разметить детали, которые планируется сваривать, зачистить их, обезжирить с помощью специального химического состава. В случае если это продиктовано толщиной соединяемых деталей, потребуется также разделать кромки для лучшего формирования сварочного шва.

Основные работы

Основной этап сварки состоит из следующих шагов:

  • подключение инвертора путем создания обратной полярности (кабель с электродержателем электрода подключается на разъем «+», а кабель массы – на разъем «-»). Такое подключение позволит обеспечить большее плавление электрода по сравнению с подключением в прямом режиме, а также избежать прожога материала за счет снижения проплавления деталей;
  • после того как детали закреплены в тех положениях, в которых они будут свариваться, следует выполнить первичные прихваточные швы. Длина таких швов и их расположение по контуру планируемого сварного шва определяется в зависимости от того, каков размер шва, а также в зависимости от толщины свариваемых деталей;
  • в том случае, если речь идет о создании сварочного шва большой протяженности, следует выполнять ступенчатый способ, в ходе которого сварка осуществляется с противоположных сторон короткими швами;
  • если необходимо выполнить несколько слоев в одном шве, то после каждого нового слоя следует подождать некоторое время, чтобы предыдущий слой успел остыть перед наложением нового;
  • в случае большого шва (протяженного по расстоянию) либо если у него сложная конфигурация, потребуется сделать большее количество прихваток по сравнению с простыми или короткими швами, каждая из которых будет отличаться небольшой длиной, расположенными вдоль кромок шва. Данное действие позволит сократить риск деформации деталей возле шва.

Завершающий этап

После того как сварочные работы завершены, следует переходить к завершающему этапу. На этом этапе происходит зачистка шва от образовавшегося шлака с целью определения визуальным способом его качества. Кроме того, на этом этапе происходит определение мест, где есть непровары. Если такие места обнаружены, следует выполнить ремонт или полностью вырезать стык и выполнить сварку, повторив весь алгоритм.

Источник:
http://elsvarkin.ru/texnologiya/svarka-nerzavejki/

Сварка нержавеющей стали (нержавейки) – основные моменты

Нержавеющая сталь нашла свое применение во многих сферах жизнедеятельности человека: тяжелом машиностроении, строительстве, производстве бытовой электроники, пищевой и химической промышленности и т.д. Практически во всех перечисленных областях для производства изделий используется сварка нержавейки как один из наиболее эффективных способов соединения деталей.

Известно, что данный тип металла обладает антикоррозионными характеристиками из-за добавления в его состав хрома, который при взаимодействии с атмосферным кислородом образует оксидный барьер, защищающий железо от окисления. Помимо хрома, нержавеющая сталь может включать и другие компоненты (никель, титан, молибден). Добавление в состав вспомогательных элементов дает возможность изменять свойства материала, что и определяет сферу его применения.

Классификация нержавеющих сталей

Процесс сварки нержавейки считается более сложным, чем сварка обычных стальных изделий. Это связано с уникальной микроструктурой металла, которая зависит от преобладающей кристаллической фазы. Наличие того или иного компонента приводит к разной реакции на термообработку, поэтому выбор способа сваривания во многом зависит от класса материала.

  • Аустенитный класс.
    В таком сплаве основной фазой выступает аустенит. Дополнительными элементами обычно являются хром (до 20%) и никель (до 10%). Хром способствует антикоррозийности, а никель – пластичности, что позволяет применять данный материал в машиностроении. При термообработке аустенитные сплавы не теряют своих характеристик, поэтому хорошо переносят сварочный процесс.
  • Ферритный класс.
    Основной фазой в этом случае является феррит. Добавление хрома придает изделию антикоррозионные свойства, однако, в отличие от аустенитного, ферритный сплав не обладает большой гибкостью. Главной особенностью ферритов является повышенная устойчивость к агрессивным средам, поэтому такой материал часто используют в химической промышленности. Вместе с тем, устойчивость к сверхвысоким температурам делает его неудобным для сварки.
  • Мартенситный класс.
    Наличие в качестве основной фазы мартенсита придает металлу повышенную твердость. Мартенситный сплав в основном применяют для изготовления работающих на износ деталей и режущих инструментов (ножей). В то же время, материал является довольно хрупким, это нужно учитывать во время его обработки и эксплуатации.

Как осуществляется сварка нержавейки

Перед выполнением сварки нержавеющей стали необходимо ее подготовить. Очень важно уделить внимание кромкам свариваемых деталей – они должны быть зачищены до стального блеска. Также следует обезжирить поверхность с помощью растворителя, авиабензина или ацетона.

Для сваривания нержавейки можно применить одну из следующих технологий:

Ручная MMA-сварка, как правило, используют при отсутствии высоких требований к качеству шва. Основная сложность данной технологии заключается в правильном выборе электрода, который нужно подбирать в соответствии с маркой металла. Обычно для таких целей применяют электроды с основным покрытием, изготовленным из карбонатов магния и кальция, или рутиловым покрытием, созданным на основе двуокиси титана. Если в первом случае сваривание осуществляется исключительно обратнополярным постоянным током, то во втором допускается применение тока с переменной характеристикой.

Таблица для подбора электродов

TIG-сварка эффективна для сваривания тонких листов нержавейки. Чтобы добиться высокого качества шва, следует использовать присадочную проволоку с более высоким уровнем легирования, чем у основного металла. В качестве защитной среды зачастую применяется 100% аргон, однако в некоторых случаях для повышения стабильности дуги и увеличения скорости процесса аргон могут разбавлять гелием.

TIG сварка изделий из нержавейки

TIG сварка выхлопных систем

Аргонодуговая сварка TIG с вольфрамовым электродом

Полуавтоматическая технология MIG/MAG является наиболее универсальной для сварки нержавеющей стали, так как позволяет работать с разными толщинами: для тонких листов подходит метод короткой дуги, для толстых – струйного переноса. С целью защиты шва обычно используют смесь аргона (98%) с диоксидом углерода (2%). Не рекомендуется увеличивать концентрацию углекислоты и, тем более, применять ее в чистом виде, поскольку это приводит к появлению металлических брызг и нарушению структуры шва. Подробнее о сравнении углекислого газа и сварочных смесей читайте в нашей статье.

Особенности работы с нержавеющей сталью

Приступая к сварочному процессу, необходимо учитывать несколько важных моментов, характерных для нержавейки:

  • Данный материал обладает меньшей теплопроводностью, чем обычное железо. Поэтому во избежание высокой концентрации тепла в районе шва с дальнейшим прожогом детали сварочный ток необходимо уменьшать на 20-30%.
  • Из-за повышенного электрического сопротивления металла электроды нагреваются гораздо сильнее, что приводит к их более быстрому износу.
  • Нержавеющая сталь отличается высоким коэффициентом линейного расширения. При сваривании деталей большой толщины важно выдерживать определенный зазор для нормальной усадки шва. В ином случае возможно появление трещин.
  • В режиме термообработки возникает вероятность снижения антикоррозионных свойств в месте соединения деталей. С целью предотвращения такой ситуации шов следует оперативно охлаждать. Для этого используют разные способы, например, подкладывают под место соединения медную пластину или снижают его температуру с помощью холодной воды.

Сваривание изделий из нержавейки это распространенная задача на производстве. Как показывает практика, попытки сэкономить на качестве защитных газов приводят к уменьшению надежности и долговечности сварного соединения. Качество имеет первостепенное значение для всего результата работы. Например, здесь можно ознакомиться с защитными газовыми смесями, которые применяются для различных видов металлов, и их типовыми характеристиками.

Источник:
http://xn--80affkvlgiu5a.xn--p1ai/svarka-nerzhaveyushhey-stali-nerzhaveyki/