Как упоминалось выше, техника сварки электродами для нержавеющей стали имеет определенные особенности, такие как необходимость высокой скорости процесса и минимального тока. По этой причине процедуры отличаются от процедур для углеродистых сталей. В таблице ниже приведены рабочие условия для коррозионно-стойких сталей.
Сварка нержавейки электродом
Сталь, легированная хромом и никелем, называется нержавеющей, поскольку она успешно противостоит коррозии. По этой причине этот металл часто используется для резервуаров и трубопроводов, содержащих жидкости. Нержавеющая сталь также используется для бамперов и протекторов внедорожников, предназначенных для влажных условий. Если необходимо заварить трещину или шов, можно использовать преобразователь MMA, но есть и другие варианты. Давайте рассмотрим все варианты и более подробно поговорим о сварке нержавеющей стали с помощью RDS.
- Технология сварки нержавеющей стали электродом
- Способы сварки нержавейки
- Особенности сварки нержавеющей стали
- Область применения РДС нержавеющей стали
- Очевидные плюсы и минусы метода РДС для нержавейки
- Сварка нержавейки электродом в бытовых условиях
- Виды металлов, свариваемые электродом с нержавейкой
- Необходимые расходники и аксессуары для сварки нержавейки
- Электроды для нержавейки
- Модели сварочных инверторов для сварки нержавейки электродом
- Методы обработки нержавеющей стали после сварки
Технология сварки нержавеющей стали электродом
Нержавеющая сталь сваривается электродом с помощью горячей дуги. Она активируется путем замыкания двух полюсов от источника питания. Один полюс подключается к изделию с помощью кабеля и зажима, а другой — к горелке или розетке. Расстояние от 3 до 5 мм между кончиком электрода и заготовкой позволяет дуге гореть равномерно.
Ее температура вызывает плавление металла и образование жидкой ванны. Она заполняет сварной шов и образует единый шов. Присадочный металл используется для увеличения высоты и ширины сварного шва (способ нанесения присадочного металла зависит от процесса сварки).
Факторы сложности для сварки деталей из нержавеющей стали
Сварка нержавеющей стали осложняется тем, что этот материал относится к категории высоколегированных сплавов, а это значит, что в его состав входит достаточно большое количество элементов, влияющих на его основные свойства. Хром является одним из таких элементов, особенно в нержавеющей стали. Его содержание в сплаве может составлять 12-30%. Хром вместе с такими элементами, как никель, титан, марганец и молибден, способствует коррозионной стойкости нержавеющей стали, а также придает ей другие свойства, влияющие на свариваемость.
Для тех, кому не хочется читать длинные статьи и вдаваться в технические подробности, мы рекомендуем два видеоролика с основными процессами сварки для неспециалистов: с инвертором и с инвертором, но в среде защитного газа (аргона).
При сварке нержавеющей стали необходимо учитывать следующие особые свойства этого материала.
Относительно высокий коэффициент линейного расширения.
Поэтому сварка нержавеющей стали всегда сопровождается значительной деформацией соединяемых деталей. В некоторых случаях, если свариваемые детали толстые и между ними нет пространства, эти деформации могут даже привести к образованию больших трещин.
Теплопроводность нержавеющей стали в 1,5-2 раза ниже, чем у низкоуглеродистых сплавов. Материал настолько теплопроводен, что свариваемые детали плавятся уже при сварочном токе, который на 15-20 % ниже, чем у низкоуглеродистой стали.
При сильном нагреве нержавеющей стали (выше 500 градусов Цельсия) возникает так называемая внутрикоррозионная коррозия. Это происходит потому, что на концах зернистой структуры металла начинают образовываться промежуточные слои хрома и карбидов железа. Избежать этого явления можно не только путем тщательного выбора условий сварки, но и принудительным охлаждением свариваемых деталей из нержавеющей стали, для чего можно использовать обычную воду. Однако следует отметить, что водяное охлаждение подходит только для деталей из хромоникелевых сталей, имеющих аустенитную внутреннюю структуру.
Перегрев электродов с хромоникелевыми стержнями
Из-за низкой теплопроводности соединяемых материалов и их повышенного электрического сопротивления электроды с хромоникелевыми стержнями сильно нагреваются при сварке деталей из нержавеющей стали. Чтобы избежать этого нежелательного эффекта, используются сварочные электроды из нержавеющей стали длиной до 35 см.
Сварочные электроды Sabaros ME 101 3,2 мм для сварки нержавеющей стали
Наиболее распространенные способы сварки нержавеющей стали
Сварка изделий из нержавеющей стали, характеризующихся высоким содержанием хрома, может осуществляться с использованием различных технологий. К ним относятся, в частности, следующие методы 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.
При сварке нержавеющей стали поверхности деталей из нержавеющей стали тщательно обезжириваются ацетоном или авиационным топливом. Это делается для того, чтобы уменьшить пористость сварного шва, сделать сварочную дугу более стабильной и тщательно обезжирить кромки соединяемых деталей. Только после тщательного обезжиривания можно использовать выбранный процесс сварки. Существует несколько основных процедур для сварки деталей из нержавеющей стали, но также есть и техники, которые используются довольно редко. В любом случае, решение о том, как сваривать нержавеющую сталь, должно приниматься исходя из конкретных условий и требований к формируемому соединению.
Способы сварки
Существует три способа сварки нержавеющей стали в домашних условиях с помощью инвертора:
- Ручной дуговой сваркой (MMA), когда материалом плавящегося электрода заполняется стык. Для работы нужен только инвертор.
- Аргонодуговой метод (TIG) с электродом из вольфрама, применяется для сварки тонкой нержавейки инвертором. Шов создается за счет плавления материала заготовок или присадочной проволоки. Сварная ванна от контакта с окружающим воздухом защищается чистым аргоном. Перемещение горелки с неплавящимся электродом и подачу присадочной проволоки выполняют вручную.
- Полуавтоматическая сварка (MIG/MAG) выполняется неплавящимся электродом с механической подачей проволоки. За счет повышения скорости сварки увеличивается производительность. Для улучшения смачиваемости кромок в аргон добавляется 2% углекислого газа.
Какой инвертор подойдет для сварки нержавейки
Для сварки нержавеющей стали можно использовать инверторный сварочный аппарат любой марки. Для работы в домашних условиях выбирайте самую простую модель. Опытные мастера даже самостоятельно изготавливают аппараты, по характеристикам не уступающие соответствующим заводским. Конвертер должен иметь режим ручной сварки (ММА) и регулировку тока в диапазоне 20 — 200 А. Для сварки нержавеющей стали желательны следующие параметры:
- режима «Форсаж», позволяющего кратковременно понижать напряжение дуги с одновременным увеличением величины тока;
- ПВ (длительность непрерывной работы, указано в инструкции) не меньше 40%;
- длина кабелей не больше 6 м, иначе из-за большой потери мощности они будут сильно нагреваться;
- сохранение работоспособности при значительных изменениях напряжения в электросети.
Примечание.
При выборе инвертора внимательно читайте инструкцию, так как не все модели могут работать при низких температурах.
Как правильно варить нержавейку – сварка нержавеющих труб
Давайте рассмотрим основы сварки труб из нержавеющей стали. Начните в области крыши с небольшого расстояния в 20-30 мм от нижней точки. Весь шов следует разделить на участки. Их размер зависит от количества сварщиков и диаметра трубы.
На схеме ниже показана последовательность и расположение участков шва.
Очень важно разделить участки шва так, чтобы замки нижнего и последующих слоев не перекрывались. Это часто приводит к дефектам. Расстояния должны составлять 30-35 мм. При сварке газом аргон и неплавящимся электродом, когда нет возможности защитить обратную сторону шва аргоном, можно использовать специальные флюсовые пасты. Их следует наносить на корневую зону шва изнутри перед сваркой.
Сварка должна производиться без поперечных колебаний на минимальной длине дуги. Валики должны быть не шире 6 мм и не выше 2,5-3 мм. Если дуга прерывается, соскоблите прерывание механически или абразивом. Затем отойдите на 18-20 мм от места прерывания и начните процесс заново.
При склеивании нескольких слоев подождите, пока предыдущий слой остынет примерно до 100 градусов, прежде чем приступать к следующему слою. После сварки каждого слоя необходимо тщательно осмотреть соединение на наличие дефектов. Если таковые имеются, их необходимо удалить и сварить соединение заново.
Сварка нержавейки основные факторы сложности
Трудности сварки нержавеющей стали неоднократно упоминались в этом разделе, но мы лишь обобщим эти факторы.
Высокий коэффициент линейного расширения
Этот фактор вызывает деформацию при охлаждении, поскольку металл сильно расширяется при плавлении. Решением является уменьшение сварочного тока и увеличение скорости сварки.
Низкая теплопроводность
Этот фактор приводит к перегреву и стеканию сварочной ванны. Выход — снижение сварочного тока, использование теплоотвода.
Межкристаллитная коррозия
Этот фактор приводит к сильному перегреву расплавленного металла в сварочной ванне и в зоне термического влияния. Выход — не перегревать ванну с расплавленным металлом, контролировать температуру при сварке нескольких слоев и давать предыдущему слою остыть.
Перегрев электродов с хромоникелевыми стержнями
Перегрев электронов приводит к разрушению покрытия электрода и внезапному ухудшению процесса. Решением является использование тока с минимальными значениями и паузами в процессе.
Как выполняется сварка нержавейки
Для достижения качественного результата выполняются следующие действия:
- Предварительно готовят поверхности: очищают их от грязи, зачищают щеткой или наждачкой, обезжиривают.
- Свариваемые детали укладывают (или закрепляют) так, чтобы между ними сохранялся зазор 1-2 мм; это компенсирует температурное расширение. Если толщина метала меньше 1 мм, зазор не нужен.
- Рабочая зона сварки должна лежать на медной или алюминиевой пластине, выполняющей роль теплоотвода.
- Электроды заранее прокаливают в печи или хотя бы прогревают газовой горелкой.
- На первом этапе сваривания шов прихватывают в нескольких местах, при этом электрод держат под углом 45-60°.
- Затем шов варят с использованием короткой дуги, продвигаясь небольшими стежками.
О сварке нержавеющей стали инвертором в следующем видео.
Коротко о главном
Для сварки деталей из сплавов существует три процесса: Ручная дуговая сварка, полуавтоматическая сварка или аргонодуговая сварка. Процесс осложняется составом стали, которая содержит хром, никель, титан и другие металлы. Вы можете рассчитывать на высокое качество шва, если правильно подберете электроды и отрегулируете параметры в соответствии с толщиной деталей.
Напишите в комментариях — как вы думаете, какой самый простой способ избежать внутренних напряжений и деформации металла, вызванных неравномерным нагревом деталей?
