Чем варят нержавейку: доступные способы сваривать, чем лучше, как дома, чем тонкую

Главная страница » О сварке » Сварка нержавейки » Чем варят нержавейку: выбирайте способ по возможностям

Нержавеющая сталь имеет широкое применение во многих сферах благодаря отличным техническим характеристикам:

• высокая стойкость к окислению
• долговечность использования конструкций из нержавейки
• прочность
• эстетичность готового изделия
• простота обработки различными способами.

Самым эффективным методом работы с коррозионностойкими сталями является сварка.

О том, чем варить нержавеющую сталь при решении определенных задач, будет проанализировано в данной статье.

Особенности

Нержавейка обладает некоторыми особенностями, которые могут оказать значительное влияние на сварочный процесс:

1. Линейное расширение и усадка материала. При нагреве изделия из нержавеющих сталей «расширяются», при охлаждении — «сужаются».
2. Величина теплопроводимости нержавейки практически в два раза меньше, чем у других материалов. Поэтому при её сваривании следует уменьшать силу тока на 15-20%.
3. Коррозинностойкие стали обладают достаточно высоким электрическим сопротивлением. Поэтому для сварки нержавейки рекомендуется использовать только специальные электроды.
4. При неправильном выборе сварочного режима или подборе неподходящего аппарата, нержавейка может потерять свои антикоррозийные свойства. Происходит это следующим образом: при нагреве изделия до температуры свыше 500°С, на металле по краю образуется карбид хрома и железа. Это и приводит к окислению. Для предотвращения образования ржавчины следует быстро охлаждать конструкции различными способами.

Способы

Сваривание конструкций из нержавеющих сталей может проводиться несколькими методами. О том, чем сваривать нержавейку мы расскажем далее.

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами

Одним из наиболее распространенных методов является ручное дуговое сваривание с помощью покрытых электродов. Востребованность такой сварки обусловлена тем, что в результате исполнитель получит качественный сварной шов. Когда к соединению не предъявляется каких-либо особых требований, то данный метод будет лучшим решением, нет причин искать альтернативу.

Подбор электрода выполняется в соответствии с маркой основного металла. Расходник должен иметь оптимальный состав обмазки. На рынке присутствует большое разнообразие сварочных материалов, применяющихся для работы с коррозионностойкими сталями. Полный перечень представлен здесь. Сваривание, чаще всего производится на постоянном токе обратной полярности.

Видео

В ролике без подробных разъяснений показано крупным планом, как происходит сварочный процесс.

Вольфрамовыми электродами

Исполнителям, которые ещё не определились чем варить нержавейку 1 мм., подойдет следующий метод. Сварка нержавейки также может проводиться с помощью вольфрамовых электродов в защитной среде газов.

Данный метод применяется для работы с тонким металлом, когда к соединению предъявляются повышенные требования по надежности. Также шов должен соответствовать особым условиям.

Вольфрамовые стержни помимо этого отлично подойдут для сваривания нержавеющих труб, применяющихся для транспортировки жидкостей. В таком случае процесс осуществляется в среде аргона, с применением постоянного тока прямой полярности.

Видео

В ролике наглядно показан процесс TIG-сварки трубы.

Более подробная информация о сварке коррозионностойких сталей различными видами прутков представлена в статье «Сварка нержавейки электродами».

О том, чем сварить нержавейку, за исключением электродов, будет рассказано далее.

Полуавтоматическая сварка в аргоне

Полуавтоматическая сварка в аргоне применяется, чтобы получить качественное соединение и добиться высокой производительности. Для этого следует использовать сварочные полуавтоматы. Нержавеющая проволока для данного метода сваривания производится в соответствии с нормами ГОСта.

Выделяют несколько видов проволоки: универсальная, легированная, омедненная, с флюсом, порошковая, стальная или алюминиевая.

Сварочный процесс начинается с предварительной подготовки. Исполнителю нужно настроить режим работы сварочного полуавтомата: сила тока, напряжение и скорость подачи проволоки. Для металла толщиной менее 3 мм., оптимальная сила тока составляет от 120 до 145 А. Скорость движения проволоки — 900 м/ч. При этом используется постоянный ток обратной полярности.

Рабочую поверхность следует очистить, например щеткой для металла.

Затем начинается основный этап работ. Исполнитель включает переключатель, подающий проволоку. После зажигается дуга. Если используется плавящаяся проволока, то для возбуждения дуги нужно прикоснуться к металлу. Осуществлять движения сопла горелки необходимо исключительно в одном направлении, не нужно допускать поперечных движений. Оптимальным вариантом является сваривание изделий на высокой скорости однослойным швом.

Видео

В ролике варит не вполне уверенный сварщик, но представление о процессе получить вполне можно.

Если у исполнителя возникает вопрос: чем варить нержавейку 2мм, то данный метод будет отличным вариантом.

Лазерная

Лазерная сварка нержавейки реализуется исключительно в промышленных условиях, так как требует специального оборудования. Сваривание осуществляется точечным и шовным методами.

Коррозионностойкие стали свариваются лазером только встык, так как соединение внахлест создает термические напряжения, которые отрицательно сказываются на общей прочности изделия.

Преимущества данного метода: отсутствие снижения прочности в зоне отпуска; исключение появления термических трещин; быстрота и точность воздействия лазерного луча не допускает возникновения оксидной пленки. Главной особенностью метода является более быстрое остывание сварного шва.

Плазменная

Выделяют ручную и автоматическую плазменную сварку. Ручное сваривание осуществляется с помощью дуги, формирующейся между электродом и основным металлом. Другое название ручного метода — микро-плазма или мини-плазма. Сварочный процесс выполняется на переменном токе от 0,1 до 15 А. Данный метод предназначен для исполнителей, которым нужно варить тонкую нержавейку. Также существует техника «беспучкового сопла» с напряжением 15-100 А.

Лучевой поток при автоматической сварке производится с помощью плазмотрона. Воздействие переменного тока выше 100 А и потока газа создает мощный пучок плазмы.

Достоинства: стабильность и «жесткость» дуги позволяют контролировать энергозатраты; узкая околошовная зона; достаточно ускоренный темп сваривания; возможность изменять расстояние между соплом и рабочей поверхностью без отрицательного влияния на качество шва. Подробнее о плазменной сварке здесь.

Видео

Посмотрите, как можно варить небольшим плазменным аппаратом.

В домашних условиях

Для того, чтобы ответить на вопрос: чем сварить нержавейку дома — следует ознакомиться со следующей информацией.

Для начинающих и домашних сварщиков лучшим вариантом для проведения сварочных работ будет служить электросварка с помощью инвертора. Сварочный аппарат подобного типа обладает компактными размерами и функционирует от стандартного источника питания в 220 В.

Кроме аппарата исполнителю будет необходимы электроды: специальные для нержавейки или обычные. Сваривание осуществляется по тщательно зачищенной поверхности. Соединение выполняется постоянным током, величина зависит от толщины металла и варьируется от 40-150 А.

Видео

В ролике популярно объясняется, как это делать.

Все вышеперечисленные методы помогут понять, чем можно варить нержавейку в каждой конкретной ситуации. В зависимости от марки коррозионностойкой стали исполнитель выбирает оптимальный режим сварки. Правильные параметры гарантируют безопасность сварочного процесса для исполнителя и обеспечивают необходимое качество сварного шва.

Чем лучше варить нержавейку, каждый сварщик решит самостоятельно, ознакомившись с перечисленными данными.

4 способа как варить нержавейку

С нержавеющей сталью каждый человек встречается каждый день — из нее сделано множество вещей, от кухонной посуды до архитектурных деталей зданий, оград, турникетов и сложного промышленного и торгового оборудования. Но только сварщики и инженеры знают, насколько сложна сварка нержавейки. Это своеобразный «высший пилотаж» в сфере сварки металлов плавлением.

Все дело в химических особенностях нержавеющей стали. Этот металл создан довольно давно — более 100 лет назад. Даже известно имя одного из его создателей — англичанин Гарри Бреарли. При исследовании металлов для оружейного производства, он обнаружил, что при добавлении в обычную легированную сталь хрома в количестве выше 11%, сплав получает особые свойства — абсолютно не боится коррозии.

Дело в том, что хром при контакте с кислородом образует очень прочный оксид, который покрывает всю поверхность металла и не допускает возникновения любых химических реакций как при комнатной температуре, так и при нагревании и плавлении. Современные марки нержавейки содержат хрома от 11 до 30% и совершенно по разному ведут себя по отношению к свариванию — от довольно хорошо свариваемых, до практически несвариваемых.

То есть соединять детали в принципе можно, но необходимо знать, как варить нержавейку, какие инструменты и способы применять в каждом конкретном случае, как подготовить зону шва и чем шов обрабатывать по окончании сварки. Именно о методах сварки нержавеющей стали расскажет эта статья.

Виды нержавеющей стали

Промышленная и бытовая сварка листовой и профильной нержавейки требует правильного выбора способа работы. Он определяется видом металла. По основным свойства нержавейка классифицируется на:

• Аустенитную
• Мартенситную
• Ферритную.

Аустенитная названа так по основной фазе. Это сплавы с высоким содержанием хрома и никеля. Пример — всем известная пищевая сталь AISI 304 (08Х18Н10 по ГОСТ), активно использующаяся при изготовлении посуды, различных архитектурных деталей, дымоходов, ложек и вилок. Содержит 18% хрома и 10% никеля. Стали аустенитного типа немагнитные, пластичные, химически стойкие и прочные механически.

Мартенситные стали отличаются спецификой внутренней структуры, заметной под микроскопом. Отличаются низким содержанием углерода (сотые доли процента) и хрома до 12%. Металлы очень твердые, но хрупкие, применяются для изготовления режущих инструментов или бытовых вещей, турбин и крепежей, которые используются в слабоагрессивной среде. Широко распространена при производстве алкогольных напитков. После термообработки получают необходимую ударную вязкость и жаропрочность.

Пример — AISI 410 (12Х13 по ГОСТ). Содержит 13% хрома и 0,10-0,12% углерода. Устойчива к серным соединениям.

Ферритные — стали со средним содержанием хрома, не закаляются и очень устойчивы к агрессивной среде (кислотам, солям). Они менее пластичны, чем аустенитные и не такие хрупкие, как ферритные. Пример — AISI 430 (12Х17 по ГОСТ). Хрома — 17%, углерода — 0,10-0,12%. Относится к классу трудносвариваемых. Применяется в машиностроении для изготовления втулок, валов, штуцеров.

Как сваривать нержавеющую сталь

Широкое распространение этого вида металла привело к активной разработке методов сваривания. Сварка нержавеющей стали производится практически всеми наиболее распространенными способами — ручной дуговой MMA, вольфрамовым электродом в атмосфере аргона TIG, полуавтоматами в инертной атмосфере — MIG/MAG, лазером.

Но в отличие от обычной, углеродистой стали, при сварке нержавейки используются особые подходы, благодаря ее сложному химическому составу и физическим свойствам. Основными параметрами, затрудняющими сварку являются:

• температура плавления ниже, чем у углеродистых сталей
• значительное тепловое расширение
• низкая теплопроводность.

Как правило, нержавеющая сталь перед сваркой прогревается. Не требуют нагрева сплавы с содержанием углерода менее 0,20%. Но детали из металла толщиной более 30 мм следует нагреть до температуры около 150 0С. Низкая теплопроводность требует снижения силы сварочного тока на 15-20% — металл плохо проводит тепло и может прогорать в зоне сварки.

ММА-сварка

Ручная дуговая сварка ММА производится с использованием двух типов электродов. Первые — с основным покрытием (карбонаты кальция и магния) применяются при сварке постоянным током на обратной полярности (электрод подключен к положительному полюсу аппарата).

Вторым типом электродов, рутиловыми, сварить нержавейку можно как при переменном, так и при постоянном токе обратной полярности. При работе с нержавейкой эти электроды намного удобнее, чем основные — меньше разбрызгивается расплав и лучше держится дуга. Оба вида электродов используются в любом пространственном положении, но рутиловые лучше всего работают в нижнем.

TIG-сварка

Аргонодуговой метод используется при сварке тонкой листовой стали. Производится в полностью аргоновой или аргоно-гелиевой атмосфере. В большинстве случаев используется нержавеющая присадочная проволока с ручной или автоматической подачей.

MIG MAG-сварка

Сварочные работы в полуавтоматическом режиме производятся в атмосфере смеси газов 98%Ar / 2%CO2. Иногда вместо углекислого газа используют кислород в том же процентном отношении. При этом несколько улучшаются параметры шва. Варить полуавтоматом можно как объемные детали, так и тонкую нержавейку. От остальных методов MIG/ MAG отличается высокой скоростью и точностью шва.

В этом виде сварки используются различные техники:

• короткой дугой
• со струйным переносом
• импульсной.

Короткая дуга, как правило, используется при работе с тонкими металлами, струйный перенос — с более габаритными элементами.

Наиболее управляемый и поддающийся тонкому контролю — импульсный метод. Металл в сварочную ванну полается по каплям, благодаря чему происходит уменьшение среднего тока дуги, а, значит, и поступление тепловой энергии в зону сваривания. Зона термического влияния становится уже, что очень важно при низкой теплопроводности металла.

При импульсной сварке практически исключено появление брызг, что очень важно при необходимости получения точного шва, например, при изготовлении емкостей или декоративных элементов.

Сварка нержавейки при помощи лазера

Промышленная лазерная сварка нержавейки требует специального оборудования. В бытовых условиях она практически не реализуется. Основными преимуществами этого способа является отсутствие явления снижения прочности в зоне отпуска, если сталь была термически упрочнена. Также исключается появление одного из самых распространенных дефектов сварки нержавейки — термических трещин.

При лазерной сварке швы остывают намного быстрее, а размеры зерна получаются мельче. Сварка лазером нержавеющей стали производится как точечным, так и шовным методом. Быстрота и точность воздействия сфокусированного луча на металл не допускает возникновения оксидной пленки на поверхности расплава, соединение получается исключительно прочным. Сваривается нержавеющая сталь лазером только встык — термические напряжения, которые могут возникнуть при соединении внахлест, значительно ухудшают общую прочность конструкции.

Подготовка и финишная обработка

Качество сварки нержавейки, как и любых других металлов, зависит от подготовки зоны сваривания. Металл должен быть тщательно очищен от жира, пыли и грязи, промыт ацетоном или высокооктановым бензином и просушен. Металлической щеткой необходимо зачистить кромки деталей до характерного блеска.

Сварка нержавейки имеет свои особенности — высокий коэффициент термического расширения может вызвать появление холодных трещин, если детали сдвинуть очень плотно. Между ними необходимо оставить небольшой зазор, ширина которого определяется по справочнику или опытом сварщика.

Зачистка сварочных швов нержавеющей стали — обязательный этап завершения работ. Она производится механическим или химическим способом. Основная цель — удалить сажу и окалину, очистить зону шва от различных примесей, которые мешают образованию полноценной оксидной пленки.

Перед тем, как зачистить сварочный шов на нержавейке, необходимо тщательно осмотреть его на предмет появления трещин или иных видимых дефектов. При бытовой сварке нет необходимости в использовании дефектоскопической аппаратуры, но при промышленной — она должна применяться в обязательном порядке.

Травление кислотами производится на всех марках стали при помощи соляной и серной кислот. После обработки шва необходимо промыть зону работ чистой водой. В домашних условиях кислотное травление производится редко, более распространен механический способ.

Механическая обработка производится способом очистки металлической щеткой и обработкой мелкозернистой наждачной бумагой. Если есть возможность — обработать пескоструйным аппаратом. После механической обработки следует нанести на шов пассивирующий раствор.

Шлифовка и полировка зоны шва и поверхности изделия целиком производится при помощи полировальных и шлифовальных кругов с различными типами поверхности. Из инструментов при этом используется болгарка или вибрационные шлифмашинки.

Сварочные работы с нержавейкой имеют много особенностей и тонкостей. Если вы обладаете практическим опытом сварки нержавейки — поделитесь им на страницах нашего сайта. Ждем ваших писем и сообщений.

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.

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.

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.

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.

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.

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.).

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.

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.

Как варить нержавейку разными видами сварки

Нержавеющие стали, согласно принятой классификации, относятся к высоколегированным сталям, устойчивым к коррозии. Основным легирующим элементом в их составе является хром с содержанием от 12 до 20%. Кроме него, в состав могут входить элементы, придающие нержавейке определенные физико-механические и увеличивающих антикоррозионные свойства: никель, марганец, молибден, титан и другие. Перед тем, как варить нержавейку, следует ознакомиться с некоторыми ее особенностями.

Варить нержавейку – это довольно трудное занятие, зависящее от многих параметров. Самым важным из них является свариваемость (способность металлов образовывать сварное соединение, металл шва которого имеет механические свойства, аналогичные или близкие к основному металлу).

На свариваемость нержавейки влияет ряд свойств, которыми она обладает:

• Теплопроводность, по сравнению с низкоуглеродистыми сталями сниженная в 1,5 – 2 раза, вызывает концентрацию теплоты и усиление проплавления металла в зоне соединения металла. Из-за этого при соединении нержавейки возникает необходимость уменьшения силы тока на 15 – 20% по сравнению с током для обычных сталей.
• Достаточно большое значение коэффициента линейного расширения и, возникающая из-за этого, значительная литейная усадка способствуют увеличению деформации металла в процессе сварочных работ и после них. Если отсутствует достаточный зазор между свариваемыми деталями, которые обладают значительными толщинами, то могут возникать значительные трещины.
• Высокое электрическое сопротивление может приводить к очень сильному нагреву электродов из высоколегированных сталей. Чтобы снизить отрицательный эффект, электроды с хромоникелевыми стержнями выпускают длиной не больше 350 мм.
• Чрезвычайно важным свойством является склонность высокохромистых сталей к потере своих антикоррозийных свойств при использовании неправильного термического режима. Это явление называется межкристаллитной коррозией. Его физико-химическая природа состоит в том, что при температуре выше 500 °С по краям зерен происходит образование карбида железа и хрома, которые впоследствии становятся очагами коррозионного растрескивания и коррозии. Борются с этим явлением разными методами. Одним из них является быстрое охлаждение места свариваемого материала любым способом, вплоть до поливания водой, с целью уменьшения степени потери коррозионной стойкости. Метод охлаждения водой подходит только для хромоникелевых аустенитных сталей.

Способы сварки нержавейки

Электросварка нержавейки своими руками может выполняться несколькими различными способами, но чаще всего используются только три из них:

Попробуем разобраться чем лучше варить нержавейку, и какой из данных способов более оптимальный, для выполнения сварочных работ.

Подготовка металла к сварке

Перед сваркой деталей из нержавейки их кромки обрабатываются почти так же, как и детали из низкоуглеродистых сталей, за исключением одного нюанса – для обеспечения свободной усадки шва сварной стык должен быть с зазором (в разумных пределах).

Поверхности кромок перед сварочными работамии зачищают до блеска с помощью стальной щетки и промывают растворителем (например, авиационным бензином или ацетоном). Это нужно делать, чтобы удалить жир, который может вызвать снижение устойчивости дуги и появление пор в шве.

Как правильно варить нержавейку ручной сваркой покрытыми электродами (режим MMA)

Ручная дуговая сварка нержавейки с использованием покрытых электродов обеспечивает приемлемое качество шва без особых проблем, поэтому если каких-то особых требований к сварному соединению не предъявляется, то нет смысла искать другой способ сварки.

Положения ГОСТ 10052 – 75, “Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами” содержат типы электродов, подходящих для сварки нержавеющих сталей определенного состава. Например, электроды марок ЦЛ – 11, ОЗЛ – 8, УОНИ – 13/НЖ 12Х13, НИАТ – 1, и пр. Если марка свариваемой нержавеющей стали известна, то обратившись к ГОСТу, можно определить, какими электродами варить нержавейку. При этом следует выбирать те электроды, использование которых может обеспечить основные эксплуатационные параметры сварных соединений – коррозионную стойкость, механические свойства и, если необходимо, жаростойкость, в любом случае чем лучше варить нержавейку, должно быть определенно в зависимости от требований к сварной конструкции, указанной в конструкторской документации.

Работы, как правило, производят постоянным током обратной полярности. При этом нужно стремиться к возможно меньшему проплавлению шва, пользоваться электродами небольшого диаметра при минимуме тепловой энергии. Значение силы тока при сварочных работах по нержавейке должно быть на 15 – 20 % меньше, чем для обычной стали.

Из-за высокого электрического сопротивления и низкой теплопроводности электродов, использование токов высокого номинала может приводить к перегреву их покрытия или даже отваливанию некоторых кусков. По тем же причинам скорость плавления электродов для сварки нержавейки более высокая, чем обычных стальных. В первый раз приступая к сварке нержавейки надо быть готовым к этому.

Чтобы сохранить коррозионные свойства шва, надо организовать его ускоренное охлаждение. Для этого можно использовать для этого обдувание воздухом или медные прокладки. Если свариваемая нержавейка относится к хромоникелевым аустенитным сталям, то для охлаждения можно использовать воду.

Как варить нержавейку инвертором, в среде аргона вольфрамовым электродом (режим AC/DC TIG)

Аргонодуговая сварка нержавейки в режиме TIG используется в тех случаях, когда свариваются детали из очень тонкого металла или к сварному соединению предъявляются повышенные требования по показателям качества. Например, нержавеющие трубы, которые используются для транспортировки жидкостей или газов под давлением, надежнее всего сваривать именно вольфрамовыми электродами в инертном газе. Сварку в этом режиме ведут постоянным или переменным током (для сварки алюминия) прямой полярности в аргоновой среде. Перед тем, как варить аргоном нержавейку, надо подготовить присадочную проволоку, лучше всего с более высокой степенью легирования, чем у основного металла.

Сварочные работы следует выполнять без колебательных движений электродом, в противном случае может нарушиться защитное пространство зоны сварки, из-за чего может окислиться металл шва. Его обратная сторона защищается от воздуха при помощи поддува аргона.

В таблице, представленной ниже, представлены примерные режимы ручной сварки в среде аргона вольфрамовыми электродами нержавеющей жаропрочной аустенитной стали. Режимы сварочных работ в среде инертных газов

В процессе сварки надо стараться не допустить попадания вольфрама в сварочную ванну. Для этого целесообразно воспользоваться бесконтактным поджогом дуги либо зажигать ее на графитовой или угольной пластине с последующим ее переносом на основной металл.

Для аустенитных нержавеек рекомендуется водное охлаждение шва для уменьшения обеднения хромом внешних областей.

После окончания сварки рекомендуется сразу не выключать подачу защитного газа, а делать это спустя некоторое время (10 – 15 сек.). Эти меры исключают интенсивное окисление нагретого вольфрамового электрода и продлевают срок его службы.

Аргонная сварка полуавтоматом (режим MIG)

Сварка нержавейки полуавтоматами в среде аргона, обеспечивает хорошее качество шва и высокую производительность. Нержавеющая сварочная проволока выпускается в соответствии с ГОСТ 2246 – 70, предусматривающим 41 марку сталей, например, СВ – 04Х19Н9, СВ – 05Х19Н9Ф3С2, СВ – 06Х19Н9Т и др. Для улучшения сваривания в проволоку добавляют никель. Рассмотрим, как варить нержавейку полуавтоматом.

Процесс сварки полуавтоматом MIG MAG широко применяется для соединения толстых материалов, так как при этом увеличивается производительность за счет скорости сварки. В качестве защитной среды используется смесь аргона или углекислоты (углекислого газа). Содержание последнего увеличивает смачиваемость на краях сварочного шва.

В процессе полуавтоматической сварки нержавейки могут использоваться несколько техник:

• работа короткой дугой,
• сварка со струйным переносом,
• импульсная сварка.

Сварку короткой дугой применяют при работе с тонким металлом, а струйный перенос – для соединения более толстых изделий.

Преимущество импульсного процесса сварки заключается в том, что он представляет собой наиболее управляемый процесс. Металл сварочной проволоки проходит в сварочную ванну при помощи подаваемых импульсов, каждый из которых представляет собой одну сварочную каплю. Благодаря этому значение среднего тока горения дуги снижается, что очень важно при выполнении сварки нержавейки, так как уменьшаются тепловложение и зона термического влияния.

Более того, при использовании импульсной сварки практически отсутствуют брызги металла, что позволяет значительно сэкономить сварочные материалы и увеличивает производительность, уменьшая время для зачистки сварочного шва.

Можно ли варить нержавейку с черным металлом?

Безусловно, сварка нержавейки с черным металлом осуществима, только в данном случае необходимо учитывать, что для таких целей есть “переходная” присадочная проволока и электроды, в исключительном порядке, для не ответственных конструкций, аргона дуговая сварка может выполняться с применением нержавеющей присадки.