Чем отличается сварка нержавейки от черного металла

Обновлено: 21.09.2024

В процессе обработки металлов и изготовления деталей из них, неизбежно присутствует ряд нюансов, которые следует учитывать. В противном случае существует значительный риск выбраковки изделий и появления множества технологических трудностей.

Можно ли приварить нержавейку к черному металлу и как приварить нержавейку к черному металлу - одни из наиболее часто возникающих вопросов, когда речь заходит о процессе обработки металлов. В нашей статье мы постараемся ответить на них.

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

ВОЗМОЖНО ЛИ ВООБЩЕ ПРИВАРИТЬ НЕРЖАВЕЙКУ К ЧЕРНОМУ МЕТАЛЛУ

Рассматривая возможность сварки нержавеющей стали и черного металла, основная сложность возникает в том, что несмотря на то, что данные материалы принадлежат к сталям, они являются совершенно разнородными, а следовательно, они различаются из-за определенных технических свойств и характеристик. Однако, приварить нержавейку к черному металлу все же возможно, но надо учитывать множество нюансов, к примеру, корректный выбор электродов, силу тока, различные физические коэффициенты и т.д.

ЧТО ТАКОЕ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ

По своей сути, нержавейка является сталью, усовершенствованной путем добавления примесей, делающих образование коррозии невозможным. Перечень таких добавок достаточно широк: медь, никель, хром, марганец, титан, сера, молибден, кремний и некоторые другие. В связи с объединением, сталь значительно меняет свои изначальные свойства и внешний вид.

Преимущества нержавейки очевидны:

• Высокая прочность;
• Хорошая устойчивость к высоким температурам;
• Высокая устойчивость к коррозии и воздействиям окружающей среды;
• Эстетически привлекательный внешний вид.

ВИДЫ НЕРЖАВЕЙКИ

Аустенитные стали. Они содержат не менее 20% хрома и 4,5% никеля.

Дуплексные стали. В них содержание хрома достигает 25%, 1,5%никеля и незначительной примеси азота.

Ферритные стали. В их составе допускается до 29% хрома.

Мартенситные стали. В них содержание хрома незначительное, не более 13%, а никеля максимум 4%.

Многокомпонентные стали. Минимальное количество хрома и никеля и включают широкий спектр прочих примесей-усилителей.

В данном случае хром является усиливающим компонентом, благодаря которому в значительной степени возрастают: прочность, устойчивость к коррозии. Упрощается холодная деформация и улучшаются сварочные возможности, внешний вид и устойчивость к изнашиванию.

Маркировка нержавеющей стали:

• Число указывающее на процентное содержание углерода;
• Буквенные обозначения, дающие представление о том, какая именно примесь содержится в данном сплаве:Х-хром, Н-никель и т.д. После них идут цифровые обозначения процентного содержания примеси.

ЧТО СОБОЙ ПРЕДСТАВЛЯЮТ ЧЕРНЫЕ МЕТАЛЛЫ

По праву считаются самыми востребованными. На долю их приходится более 90% от всех металлов используемых в производстве. По сути это железо и его разнообразные сплавы, обогащенные углеродом. Именно от процентного содержания углерода, зависит конечный вариант приобретенных свойств: чугуна, или сталей. Чугун содержит 1,7% и более углерода, в сталях содержание углерода варьирует от 0,2 до 1,7 процента. Для качественного совершенствования, принято использовать легирующие(от латинского"связывать")добавки, которыми являются другие сплавы, металлы и химические элементы. Самыми распространенными легиратами являются:хром, кремний, медь и никель.

Соответственно названию, черные металлы имеют темно-серый, практически черный цвет. К основным свойствам относят: достаточно высокие температуры плавления, высокую прочность и твердость.

• Железные металлы: железо, кобальт, никель, марганец;
• Тугоплавкие металлы с температурным режимом плавления от 1539 градусов.

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ

• Прочность;
• Твердость (способность металла к сопротивлению в отношении более твердого внедряемого образца);
• Упругость (возможность обратного принятия изначального вида);
• Вязкость (поглощение ударного воздействия);
• Пластичность (способность видоизменяться, не разрушаясь).

Рассмотрев основные характеристики нержавеющей стали и черных металлов, можно перейти к рассмотрению вопроса: можно ли сварить нержавейку с черным металлом. Основная сложность кроется в чужеродности этих сталей. Для того, чтобы сварить нержавейку с черным металлом, потребуется тщательно подобранный режим сварки, хорошее техническое оснащение и профессионализм специалиста производящего процесс.

КАКИЕ ТРУДНОСТИ МОГУТ ВОЗНИКНУТЬ В СВАРКЕ НЕРЖАВЕЙКИ С ЧЕРНЫМ МЕТАЛЛОМ

В процессе сварки черного металла с нержавеющей сталью могут возникнуть некоторые проблемы из-за разницы в технических свойствах и химическом составе свариваемых материалов. Перечислим данные проблемы:

• После сварки могут остаться некоторые внутренние напряжения в местах стыков, связанные с тем, что у нержавейки и черного металла разные коэффициенты линейного расширения.
• Разница в проплавке получается в результате различия в показателях теплопроводности, что ухудшает прочность швов.
• Сварные швы могут быстро покрыться ржавчиной из-за "перемещения" углерода возможно снижение антикоррозийных свойств итоговой продукции.

ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ СВАРКИ НЕРЖАВЕЙКИ С ЧЕРНЫМ МЕТАЛЛОМ

Как сварить нержавейку с черным металлом? Прежде всего для этого необходим комплект оборудования:

Сварочный инверторный аппарат

Конечно же, для сварки нержавейки и черного металла необходим сварочный инверторный аппарат, работающий от постоянного тока. Режимы сварки выбираются в зависимости от толщины детали. ПРИ СВАРКЕ НЕРЖАВЕЙКИ С ЧЕРНЫМ МЕТАЛЛОМ

• Большой коэффициент расширения нержавеющей стали. В связи с этим, важным моментом будет расчет размера зазоров, который должен быть достаточным для качественного шва без нахлестов;
• Необходимость охлаждения. Соблюдение этого режима позволит не утратить антикоррозийных и прочностных свойств изделия;
• Оптимальная длина электродов. Лучше выбирать электроды не превышающие 35 сантиметров. Это позволит создать наиболее подходящий температурный режим;
• Понижение тока. Понижение рабочих токов происходит с учетом низкой теплопроводимости нержавейки. В связи с этим понижение не должно превышать 20%.

Для того, чтобы получить максимально качественное соединение, необходимо знать, как сварить нержавейку с черным металлом инвертором. Основным критерием выбора будет являться толщина заготовки.

КРИТЕРИИ ВЫБОРА ИНВЕНТОРА

• При работе с изделиями толщиной менее 1 мм, оптимальным выбором станут электроды с диаметром не более 2 мм. При силе тока не более 60 ампер.
• Заготовки от 2 до 3 миллиметров, подвергают свариванию электродами на 3 мм., при силе тока равной пределам 80 ампер.
• Металлы толщиной свыше 4 мм, сваривают электродами 4 мм., и силе тока выставляется от 100 до 130 ампер.

Перед началом работ электроды рекомендовано подвергать прокаливанию в жаровых шкафах при температурном режиме не менее 200 градусов и с временем выдерживания экспозиции не менее 1 часа. Все работы проводятся при использовании постоянного тока и при помощи электродов с никелевым покрытием. Основной стержень изготавливается из высоколегированной стали. Сваривание проводится по методу наплавления кромок, причем захват идет именно с большим запасом черного металла. Перед началом обработки, все поверхности тщательно обрабатываются от ржавчины и загряезнений. Качество соединения улучшается при помощи использования флюса в зоне рабочей поверхности.

КАК ПРИВАРИТЬ НЕРЖАВЕЙКУ К ЧЕРНОМУ МЕТАЛЛУ: СПОСОБЫ И ПОРЯДОК ДЕЙСТВИЙ

Существуют три способа, чем приварить нержавейку к черному металлу:

• Единичными электродами с никелевым покрытием в системе мма.
• Электродами из вольфрама. В этом случае необходима регулярная подточка наконечника стержня.
• В аргоновой среде, где газ выполняет защитную функцию. Применение газа делает соединение более надежным, помогает избежать окисления, и, как следствие, хрупкости шва. Однако данный метод подразумевает использование специализированного сварочного аппарата, способного выполнять операции в подобном режиме.

Вне зависимости от типа проводящихся сварочных работ для получения наилучшего результата стержень располагается строго перпендикулярно относительно поверхности и все движения производятся максимально плавно.

Перед сваркой нержавейки с черным металлом необходимо сделать следующее:

• Приготовить расходные материалы, произведенные на основе из никеля;
• Электроды должны быть прокалены. Самая подходящая температура должна быть в диапазоне от 200 до 205 градусов в течение 60 минут;
• Постоянный ток должен быть подключен;
• Поверхность нержавеющей стали и черного металла должна быть очищена от пыли, пятен, грязи, ржавчины.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СВАРКЕ

• В случае использования газового типа сварки запрещено быстро охлаждать свежие сварочные швы. Необходимо, чтобы изделие остыло без внешнего вмешательства.
• Если применяется стержни из вольфрама, обязательно надо помнить о правильной заточке наконечников.
• В процессе сварки не стоит спешить: двигаться нужно плавно и неспеша во избежание брака.
• При сваривании нержавейки и черного металла лучше больше захватить черного металла, так как это создаст очень хорошие плотные швы.
• Для повышения качества сварочных швов зачастую используют сварочный флюс, который помогает обезопасить процесс сварки и сделать его удобнее.

ПРОВЕРКА КАЧЕСТВА СВАРКИ

Имеется несколько способов, как проверить качество швов в процессе сварки нержавейки и черного металла:

• Первый вариант - плотность образовавшегося шва проверяют при помощи керосина. Его протекание с обратной стороны говорит об образовавшихся зазорах и, соответственно, не качественности сварки;
• Второй способ - использование ацетона. Процесс аналогичен: сварной шов покрывается ацетоном. ОЕсли он вышел с обратной стороны - это знак о наличии отверстий или трещин.
• Последний вариант - гидравлический. После него деталь необходимо осмотреть.

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ

Сварка - достаточно опасный процесс, поэтому необходимо придерживаться определенных мер безопасности:

• Исправность сварочного оборудования необходимо всегда проверять до начала выполнения работ.
• Старые электроды с поврежденными стержнями ни в коем случае нельзя применять.
• Необходима правильная подготовка рабочего места для сварочных работ, а именно: очистка стола от всех ненужных вещей, и, конечно, пожарная безопасность - огнеопасные жидкости и смеси необходимо убрать в безопасное место.
• Обеспечение защиты сварщика: специальная маска, перчатки, спец. комбинезон и устойчивая, плотная хорошая обувь.
• Система вентиляции в рабочем помещении должна соответствовать всем необходимым нормам.
• Для исключения возможности удара током сварщик должен стоять на коврике из резины.

ВИДЕО: КАК ПРИВАРИТЬ НЕРЖАВЕЙКУ К ЧЕРНОМУ МЕТАЛЛУ

ИТОГ: ЧТО НУЖНО УЧИТЫВАТЬ ПРИ СВАРКЕ НЕРЖАВЕЙКИ И ЧЕРНОГО МЕТАЛЛА

Таким образом, отвечая на вопрос: можно ли приварить нержавейку к черному металлу, стоит отметить, что несмотря на сложность процесса, он вполне осуществим. Но требуется неукоснительно придерживаться основных правил:

• Верное определение всех примесей и типа металла;
• Грамотный подбор электродов;
• Выбор оптимального необходимого режима сварки, в зависимости от толщины заготовки и типа стали.
• Все сварочные работы проводятся только при подаче постоянного тока;
• Для получения качественного соединения, поверхности принято закреплять горизонтально;
• Необходимо учитывать разницу в температурах плавления и текучести металлов. Так, нержавейка обладает более скоростной плавкостью, нежели черные металлы;
• Разные показатели линейного расширения, меняющиеся в процессе остывания требуют пристального внимания. В противном случае изменившийся после охлаждения размер двух соединяемых частей, способен привести к порче соединения;
• Не допускать перегрева электрода.

Учитывая все перечисленные нюансы и подробно изучив свойства и состав обрабатываемых поверхностей, можно добиться надежного, высококачественного соединения, сохраняющего все основные положительные свойства сталей.

Основой работы в случае сваривания разнородных металлов, является установление четкой границы допустимости и оптимизации. Единственным, что можно добавить ко всему перечисленному выше - необходимость соблюдения мер безопасности и всех технологических критериев.

Сварка нержавейки

От обычной стали нержавеющая отличается тем, что в ней присутствуют легирующие элементы. Это хром, никель и т.д. Сварщики, имеющие недостаточный опыт, нередко испытывают трудности при работе с этим материалом. Поэтому, прежде чем приступать к сварке нержавейки, нужно знать особенности этого процесса.

Особенности сварки

На нержавеющей сталь после сварки образуются ровные швы, которые практически не нуждаются в обработке. Последующая шлифовка и полировка позволяет добиться идеальной поверхности. Но при этом следует знать, в чем сложности сварки:

• Линейное расширение. У нержавейки оно выше, чем у остальных видов стали. При проведении сварочных работ, сопровождающихся нагреванием, деталь удлиняется, а затем, при охлаждении, принимает первоначальный размер. Это может привести к деформации изделия, а также к растяжению сварочного шва. Последний может дать трещины.

• Теплопроводность. Она ниже, чем у обычной стали, вдвое. Поэтому при сварке следует уменьшать силу тока.
• Большое содержание хрома может привести к утрате антикоррозийных качеств в зоне шва. В результате через некоторое время шов может разрушиться.

Сварка нержавеющей стали

При варке нержавейки используется электрическая дуга. Она дает возможность плавить чугун и формировать для защиты газовое облако. Есть три варианта сварки:

• Покрытыми электродами. Работа производится с помощью источника тока, один вывод которого подсоединяется к детали, другой — к электроду. В результате появляется дуга, плавящая металл. Этот способ часто применяется в домашних условиях.

• Полуавтоматом. Этот метод выполнить сварку дает возможно быстро и качественно. В качестве источником тока используется инвертор.

• Аргоновая сварка. Такой метод выбирается, если металл очень тонкий либо к соединению предъявляются высокие требования.

Сваривание нержавеющей стали — непростой процесс, с помощью которого можно добиться качественного долговечного соединения. Большое значение имеет правильный выбор способа сварки.

Как приварить нержавейку к чермету

Сварка нержавейки

Процесс сварки нержавейки с черным металлом вызывает затруднения даже у опытных мастеров. Это объясняется физическими и химическими свойствами материалов.

Для создания прочного сварного шва требуется правильный выбор параметров функционирования аппарата, марки электродов, присадочной проволоки.

Общие проблемы свариваемости нержавайки в домашних условиях

При сварке нержавеющих сталей могут возникать сложности:

1. Низкая теплопроводность материала. По сравнению с черным металлом у нержавейки этот параметр в 2 раза меньше. При нагревании детали не отдают тепло в окружающую среду, а накапливают в себе. Резкое повышение температуры обрабатываемого участка способствует появлению сквозных дефектов. Снижение силы подаваемого тока решает эту проблему.
2. Увеличенное линейное расширение. При остывании сварочного шва наблюдается усадка, способная разорвать соединение и привести к появлению трещин. Устранить этот недостаток помогает увеличение расстояния между заготовками.
3. Электрическое сопротивление. Этот параметр у нержавеющей стали также высок. Сопротивление воздействует на электрод, способствуя его перегреву. Длину расходного материала уменьшают до 35 см.
4. Изменение физических характеристик при высокотемпературном воздействии. При перегреве нержавейка утрачивает антикоррозионные свойства, превращаясь в простую сталь. Решить проблему можно разными способами, например, ведя сварочный процесс в газовой среде или охлаждая соединяемые элементы водой.

Особенности сварки разнородных сталей

Черный металл и нержавейка обладают разными химическими составами, физическими свойствами. Процесс сварки деталей из разнородных материалов сопряжен со следующими трудностями:

1. Сварной шов является самым слабым местом металлоконструкции. Это объясняется разницей в коэффициентах линейного расширения. После затвердевания расплава сохраняется внутреннее напряжение, снижающее устойчивость соединения к нагрузкам.
2. Стык проплавляется неравномерно, что связано с разницей в показателях теплопроводности. Это отрицательно отражается на прочности сварного шва.
3. Атомы углерода мигрируют, ухудшая антикоррозионные свойства металла. Шов быстро покрывается ржавчиной и разрушается.

Технология и правила работы

Правильный выбор метода сварки черного металла с нержавейкой помогает получить прочное долговечное соединение.

Подходящие режимы

Для соединения деталей из разнородных материалов чаще всего применяют следующие технологии:

• электродуговую сварку с плавкими электродами;
• работу в аргоновой среде с неплавкими вольфрамовыми стержнями и присадочной проволокой или без таковой.

Для получения качественного шва электродуговым способом применяют электроды для сварки нержавейки.

Аргонодуговой метод подразумевает использование проволоки из стали с легирующими добавками: никелем, хромом, марганцем. Шовный материал должен содержать больше нержавейки, рекомендуемая концентрация этого металла – 40-60%.

Электроды для сварки нержавейки и их классификация

От правильности выбора стержней зависит стабильность сварочной дуги, качество получаемого шва. Для работы с черметом и нержавейкой применяют переходные электроды следующих марок:

• ОЗЛ-25Б, используемые для сварки деталей из жаропрочных сталей;
• НИАТ-5, применяемые для работы с аустенитными материалами;
• ЦТ-28, предназначенные для сварки содержащих никель сплавов;
• Э50Ф, применяемые для работы с термостойкими металлами.

При силе тока до 60 А используют стержни толщиной 2 мм. Если значение достигает 80 А, диаметр электрода должен составлять 3 мм.

Методы сварки чермета и нержавеющей стали

Для соединения деталей из разных металлов применяют ручные и полуавтоматические аппараты. Процесс ведется как с подачей защитного газа, так и без таковой.

Полуавтоматический автомат

При использовании такой технологии соединяемые элементы требуют подготовки. Перед сваркой выполняют следующие действия:

• примыкающие к будущему шву участки зачищают железной щеткой до металлического блеска;
• с кромок толстых заготовок снимают фаски;
• обезжиривают поверхности ацетоном, спиртом или бензином;
• просушивают кромки, прогревая их горелкой;
• для устранения внутреннего напряжения детали нагревают до 200 °С.

Для ведения сварки в домашних условиях достаточно полуавтоматического аппарата мощностью до 10 кВт. Такие приборы предназначены для соединения заготовок толщиной до 3 мм. При настройке агрегата выставляют напряжение в 19-25 В. Рекомендованная скорость подачи расходного материала – 300-400 м/ч. Силу тока подбирают в зависимости от толщины металла. Увеличением или уменьшением этого параметра регулируют степень провара, длину электрической дуги, форму шва.

При работе соблюдают следующие правила:

1. Процесс ведут с током обратной полярности.
2. Горелку устанавливают под наклоном, обеспечивающим нужную глубину проплавления и ширину сварочной ванны. Проволока должна выступать не более, чем на 12 мм.
3. Расход газа должен составлять 6-12 м³/час. Для устранения лишней влаги вещество пропускают через осушитель.
4. Электрод перед применением прокаливают при +200 °С.
5. Для защиты прилегающих участков от брызг расплава их обрабатывают водным раствором мела.
6. Сварку начинают, отступая 5 мм от кромок деталей. Это препятствует появлению холодных трещин.
7. Электрод ведут вдоль соединения плавно. Совершение поперечных движений недопустимо. Расплав не должен покидать пределы защитной среды.

Как варить электродом

Для соединения заготовок из нержавеющей стали и черного металла в бытовых условиях используют инверторы. Аппараты питают от сети 220 В, компактные размеры позволяют легко перемещать их. Процесс сварки ведут так:

1. Очищают обрабатываемые поверхности от ржавчины, жира, пыли. Зачищают металл до блеска.
2. Кромки толстых заготовок разделывают болгаркой или напильником. Это обеспечивает высокую степень проплавления, заполнение сварочной ванны.
3. Тонкостенные детали сопоставляют, приваривают их в нескольких местах. Изделия толщиной более 5 мм прогревают до 150 °С. В бытовых условиях для этого используют паяльную лампу.
4. Возбуждают электрическую дугу. Для этого подводят электрод к поверхности, несколько раз касаются ее. Сварку ведут с короткой дугой.
5. Завершают сварку, формируя замок, исключающий появление трещин и прожогов.
6. Дожидаются естественного остывания шва. Принудительные методы применять нельзя.
7. Очищают соединение от шлака, используя молоток. Полируют и шлифуют шов.

В газовой среде

Процесс ведется с использованием неплавких электродов из вольфрама. Из-за высокой стоимости работ метод редко применяется в домашних мастерских. Однако он помогает получить наиболее качественное, в сравнении с другими технологиями, сварное соединение. Аргонный метод применяют для устранения повреждений в газо- и водопроводах. Сварка черного металла с нержавейкой ведется с постоянным током.

Газ начинают подавать за 5-10 секунд до появления электрической дуги. Попадание воздуха в сварочную ванну приводит к окислению, ухудшению антикоррозионных свойств стали. При работе недопустимы зигзагообразные движения электрода. Они способны нарушать газовое пространство.

Для защиты изнаночной стороны шва используют поддув. После завершения сварки газ продолжают подавать в течение 15 секунд. Это повышает прочность шва.

Какую технологию сварки лучше выбрать

Решая, как приварить нержавейку к черному металлу в домашней мастерской, сварщики отдают предпочтение дешевым методам. Однако наиболее прочный шов получается при использовании дорогостоящей аргонодуговой технологии. Такое оборудование редко присутствует в домашней мастерской. Покупка аппарата нецелесообразна.

Инверторы отличаются более низкой стоимостью. Стабильность работы и высокая прочность образующегося шва делают это оборудование предпочтительным для домашнего мастера.

Ручная дуговая технология подходит только для формирования горизонтальных соединений. При высокотемпературном воздействии сталь плавится, сварочная ванна смещается.

Необходимые меры предосторожности

При выборе любой технологии сварки соблюдают следующие правила безопасности:

1. Нельзя применять неисправные аппараты. Основные блоки оборудования проверяют перед началом работы. Провода не должны иметь повреждений. При необходимости кабели заменяют.
2. Для работы подходят только новые электроды с неповрежденным покрытием. Использование треснутых стержней недопустимо.
3. Рабочее место обустраивают заранее. Из зоны сварки убирают легковоспламеняющиеся жидкости и материалы, посторонние предметы, способные затруднять процесс.
4. При работе применяют сварочную маску, специальный костюм, перчатки, кирзовые сапоги. Возле оборудования стелют диэлектрический коврик, исключающий вероятность поражения человека током.
5. Помещение снабжают мощной вентиляционной системой.
6. Работу ведут на специальном столе. Не рекомендуется держать детали на весу.
7. При использовании инертного газа или кислорода на сварочном столе не должно быть следов масел.

Популярные производители электродов и выбор прочего оборудования

Многие компании предлагают сварщикам широкий ассортимент электродов, применяемых при сварке разнородных металлов. Ведущими производителями стержней считаются:

• ESAB;
• «Лосиноостровский завод электродов»;
• «Кировская электродная фабрика»;
• Quattro Elementi;
• «Спецэлектрод»;
• Lincoln Electric.

Особенности работы с тонкой нержавейкой

При сварке тонкостенных материалов требуется наличие соответствующих навыков. Рекомендуется выбирать один из 2 способов:

1. Сварка со специальными электродами. Сила тока должна быть меньше, чем при работе с обычной сталью. Преимущество метода – отсутствие необходимости использования газовых баллонов, приобретения вспомогательных инструментов. Недостаток – низкое качество получаемого шва. . Метод считают более безопасным и эффективным. Газ защищает обрабатываемые участки от кислорода, что исключает образование сквозных дефектов, делает шов равномерным.

Сварка трубопровода

Для соединения труб из разных материалов используют электроды с рутиловым или основным покрытием. С плавким расходным материалом работу ведут с током обратной полярности. Сварка труб с постоянными параметрами имеет следующие преимущества:

• возможность применения при работе с тонкостенными трубами;
• высокое качество шва;
• простота в исполнении;
• минимальное количество образующихся в процессе работы брызг.

При использовании неплавких вольфрамовых электродов устанавливают прямую полярность. Такой способ сварки труб отличается следующими положительными характеристиками:

• надежной защитой сварочной ванны кислорода;
• стабильностью электрической дуги;
• коррозионной устойчивостью шва.

Контроль за сварными соединениями

Для оценки прочности соединения между железом и нержавеющей сталью применяют следующие способы:

1. Обработка шва керосином. Если жидкость проступает с обратной стороны, соединение является некачественным.
2. Использование ацетона. Его наносят также, как керосин. Появляющиеся на изнаночной стороне капли свидетельствуют о наличии сквозных дефектов.
3. Гидравлический метод. Применяется в промышленных условиях. После подачи воды под давлением осматривают соединение.
4. Ультразвуковые методы. Применяются при предъявлении высоких требований к качеству металлоконструкций.

Полезные рекомендации

Опытные сварщики дают начинающим мастерам следующие советы:

1. При сварке разнородных металлов желательно применять расходники, содержащие никель. Перед началом работы стержни прокаливают в течение часа.
2. Сварочный аппарат должен выдавать постоянный ток.
3. Нельзя пропускать этап предварительной обработки деталей. При наличии грязи или ржавчины шов становится хрупким.
4. При газовой сварке нельзя использовать принудительные методы охлаждения. Деталь должна остывать естественным путем.
5. Нанесение флюса способствует повышению прочности соединения.
6. Наконечники неплавких электродов нужно регулярно затачивать.
7. При сварке стараются захватывать как можно больше черного металла. Это помогает установить прочную молекулярную связь.
8. Электрод нужно вести медленно и аккуратно.

Соблюдение рекомендаций помогает быстро освоить методы сварки деталей из разнородных металлов.

Сварка нержавейки и черного металла

При сварке деталей, изготовленных из разных металлов, возникают трудности. Самыми распространенными являются различие в химических и физических свойствах металлов, а также абсолютно разная температура их плавления. Чаще всего сложности возникают при сварке нержавейки и черного металла. Этот процесс имеет свои трудности и особенности, чтобы решить которые надо ознакомиться с информацией об их сварке.

Возможна ли сварка нержавейки и черного металла

Не смотря на то, что эти два металла являются разновидностью стали, их сварка может доставить огромное количество трудностей. Металлы имеют разный химический состав, который необходимо учитывать при сварке. Также существует множество особенностей сварки этих материалов. Стоит учитывать, что данные металлы очень разнообразны и их сварка может не удасться, например, из-за разной теплопроводности или сильной подверженности нержавейки коррозии.

Из-за такого количество причин, по которым сварка нержавейки с черным металлом не желательно, многие не рискуют к ней приступать. Однако их сварка реальна и подтверждена физикой. Для осуществления сварки достаточно соблюдать технологию сварки этих металлов и учитывать их различные химические составы и свойства. Данная сварка может быть осуществлена даже в домашних условиях.

Способы сварки

Чаще всего сварка нержавейки и черного металла электродом осуществляется с помощью электрода или электрической сварки. Этот метод довольно простой в применении и не требует большого количества вспомогательных процессов. Стоит отметить, что изделия, сделанные данным способом, не отличаются хорошим качеством. Это обусловлено высокой температурой, при которой нержавейка быстро плавится. Поэтому рекомендуется применение переходных электродов для сварки нержавейки и черного металла.

Еще одним способом сварки является газовая сварка, для которой используется нержавеющая проволока, в качестве вспомогательного материала. Данный способ подойдет для менее текучих изделий. Для осуществления этого способа требуется прохождение специальной подготовки, и соблюдения всех правил безопасности работы с газом.

Самое прочное и качественное изделие можно получить при аргоновой сварке. Этот процесс сложен тем, что необходимо точно и правильно выставить температурный режим, поэтому его нельзя будет применить в домашних условиях. Данная технология используется на заводах.

Выбирать способ следует из того, каковы цели сварки этих металлов. В домашних условиях осуществляется сварка с помощью электродов по черному металлу. Для получения более качественных изделий стоит выбирать газовую сварку. А способ с аргоном применяется довольно и при наличии серьезной необходимости.

Выбор электродов

Для получения более качественного изделия при сварке с помощью электродов, необходимо тщательно изучить химический состав элементов, чтобы найти более подходящие электроды для сварки нержавейки с черным металлом. Для точного получения результата можно провести несколько пробных сварок с различными электродами. В состав электрода должны входить марганец и никель.

Какими электродами варить нержавейку с черным металлом?

Наиболее распространенными электродами являются:

• Э50А. Этот электрод применяется для сварки теплостойких разновидностей стали;
• ОЗЛ-25Б. Электрод используют чаще всего в жаропрочными материалами;
• НИАТ-55. Данный электрод применяется для сварки нержавейки с черным металлом электродом и аустенитных сталей;
• ЦТ-28. Электрод применяется с материалами, в которых присутствует большее содержание никеля.

Основные характеристики электродов можно прочитать на упаковке. Однако не стоит забывать, что некоторые свойства можно узнать лишь после проведения сварки.

Технология сварки

Для того, чтобы сварить нержавейку с черным металлом необходимо для начала произвести ряд вспомогательных процедур. Одной из основных является очищение поверхности двух материалов. Это можно сделать с помощью обычной наждачной бумаги.

Следующим немало важным этапов подготовки к сварке является нанесения флюса на место сварки металлов, то есть на те их части, где они будут соединяться.

Можно ли сваривать нержавейку с черным металлом?

После этого можно приступать к сварке. Материалы лучше всего поставить в горизонтальное положение для того чтобы они равномернее растекались. Сварка должна быть выполнена быстро и точно. По её окончанию необходимо дать остыть полученному соединению.

При выполнении газовой сварки все процедуры остаются точно такими же, только протекают медленнее. Шов при сварке должен получиться глубоким и широким, чтобы материал был более однородным.

Трудности, возникающие при сварке

Из-за различных химических и других свойств металлов появляются некоторые трудности при их сварке. Для получения качественного изделия необходимо учитывать проблемы, с которыми можно столкнуться.

Возможные трудности при сварке нержавейки и черного металла:

1. Использование в качестве вспомогательного средства присадки из нержавеющего материала. В этом случае необходимо, чтобы в такой присадке имелось больше никеля, марганца и хрома. Эти элемента помогут установить связь с металлами.
2. Заполнение шва на 40% металлом. При заполнении шва на 20% нержавейкой и 20% черным металлом необходимо учитывать, что весь остальной объем заполняется присадкой.
3. Учитывать химические и физические свойства материалов выбирая электроды для сварки черного металла. В случае не достаточного контроля над выполнением этого пункта, изделие может получиться некачественным;
4. Наличие разной теплопроводности металлов, которая приводит к сильному проплавлению одного из материалов и недостаточному плавлению второго.

Контроль качества полученного изделия

Для того, чтобы узнать хорошего ли качества изделие получилось при сварке необходимо начать проверку его качества и прочности при нагревании до 40 градусов.

Проверить параметры оценки качества можно следующими способами:

1. С использованием керосина;
2. С помощью аммиака;
3. Гидравлическим методом.

С помощью первых двух методов оценивается и контролируется качество соединения, а последний также позволяет оценить его прочность.

Интересное видео

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

Основные характеристики материала

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

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

Какой бывает сталь?

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

1. Аустенитная
2. Мартенситная
3. Ферритная.

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

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

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

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

Особенности процесса сварки

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

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

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

Методы сварки

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

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

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

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

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

Процесс аргонной сварки

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

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

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

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

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

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

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

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

Сварка ручного дугового типа

Сварка нержавейки ручной дуговой сваркой осуществляется посредством двух типов электрода:

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

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

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

Однако недостатки в данной технологии также существуют:

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

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

На сегодняшний день существует большой ассортимент, чем сваривают нержавейку:

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

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

Сварка при помощи лазера

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

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

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

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

MIG/MAG

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

Как правило, используются следующие способы:

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

Подготовительный этап

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

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

Завершающий этап

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

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

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

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

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

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

Иные распространенные технологии

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

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

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

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

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

Читайте также:

  
• Навесы над крыльцом из металла на стойках
  
• Как сделать шкив из листового металла
  
• Месторождение руд черных металлов
  
• Самый тугоплавкий металл в мире топ 10
  
• Металлические прутки в розницу