Крепление нержавейки к металлу
Обновлено: 04.10.2024
Нержавеющие крепежи представляют собой изделия из нержавеющей, оцинкованной, горячеоцинкованной стали. Крепежи сохраняют свои свойства во время взаимодействия с влагой, кислыми средами, а также при перепаде температур.
В зависимости от конструктивных решений разделяют нержавеющие крепежи на следующие виды:
- . Представляют собой крепежные изделия, устанавливаемые и закрепляемые механическим способом в несущей основе для удерживания закрепленных на них конструкций. Обладают высокими эксплуатационными характеристиками. Применяются во время предварительного и сквозного монтажа для закрепления стальных, металлических, деревянных конструкций, различных ограждений, перилл, агрегатов и оборудования. . Создают разъемные соединения, представляют собой цилиндрический стержень с наружной резьбой и головкой, имеющей шляпку. Используются в паре с гайками и шайбами. Применяются для монтажных и такелажных работ, используются машино-, судно, приборостроении. . Выполняются в виде стержня с резьбой и головкой. Монтируются в заранее высверленное отверстие. Используются в нефтехимической, транспортной, строительной сфере, используются совместно с шайбами, гайками и втулками. . Применяются в паре с винтами, болтами и шпильками, имеют резьбовое отверстие по центру. Предназначены для сборки и монтажа различных агрегатов, холодильных, вентиляционных, подвесных систем. . Представляют собой бурт и вытяжную сердцевину, в процессе клепки образовывают прочное соединение, соответствующие высоким требованиям санитарно-гигиенических норм. Применяются для сборки оборудования в фармакологической и пищевой промышленности. . Крепежи предназначены для перемещения различных конструкций и оборудования при их сборке и монтаже. Могут использоваться совместно с гайками и болтами. Применяются в машино-, судо-,мостостроении, а также на строительных площадках. . Изготавливаются в виде стержней с наружной резьбой и головкой. При вкручивании крепеж может самостоятельно нарезать резьбу в присоединяемом материале и несущей основе. Используются на строительно-монтажных площадках, а также при бытовом ремонте. . Представляют собой вспомогательные крепежные элементы, используемые совместно с гайками, болтами, винтами и шпильками. Шайба подкладывается под головку другого крепежа и увеличивает площадь опорной поверхности, а также препятствует самопроизвольному отвинчиванию скрепленного узла. Используются в машино-, приборо-, станкостроении, а также при проведении бытовых и промышленных ремонтов помещений и оборудования. . Представляют собой стержень с наружной резьбой, образовывают разъемные соединения с помощью гайки или при ввинчивании в резьбовое отверстие скрепляемой детали. Могут применяться совместно с гайками или шайбами, а также забивными анкерами. Предназначены для монтажа навесных конструкций и оборудования, установки инженерных систем. . Представляют собой незамкнутое кольцо, используемое для фиксации деталей и узлов на валах или отверстии. Применяются в машино-, приборостроении. . Крепежи выполнены в виде цилиндрических или конических стержней, используются для неподвижных соединений, предотвращают смещение соединенных деталей. Применяются на заводах, а также в приборостроении.
Преимущества нержавеющих крепежей:
- большое разнообразие конструкционных решений, позволяет выбрать изделия для решения конкретных задач;
- соединение деталей и узлов с большими габаритными размерами и массой;
- возможность обустройства помещений с высокими требованиями санитарно-гигиенических норм;
- создание временных, постоянных, разъемных и неразъемных соединений.
Крепежи из нержавеющей стали используют для решения следующих задач:
- закрепление элементов стальных конструкций, консолей, лестниц, кабельных желобов;
- монтаж и сборка деревянных конструкций, элементов декора;
- сборка корпусной мебели, агрегатов в машино-, приборостроении;
- выполнение монтажных и такелажных работ;
- создание узлов и агрегатов в нефтехимической, газодобывающей промышленности;
- установка холодильных и вентиляционных систем;
- сборка и монтаж подвесных систем;
- сборка оборудования и агрегатов для фармацевтической отрасли;
- выполнение бытового ремонта в помещениях.
При подборе нержавеющих крепежей, учитывают следующие характеристики:
Крепеж из нержавеющей стали
Устойчивость сплава железа с хромом к воздействию кислот была установлена учеными около 200 лет назад. Открытие позволило получить уникальный материал - нержавеющую коррозионностойкую сталь. С помощью легирующих добавок удалось улучшить ее служебные характеристики и получить марки с высокими показателями прочности и жаростойкости для использования в агрессивных средах.
Для изготовления нержавеющих метизов применяется аустенитная сталь, содержащая до 20% хрома и до 15% никеля. При воздействии неблагоприятных факторов, к которым относятся влага и кислород, на поверхности сплава образуется тонкая защитная пленка, предохраняющая материал от разрушения. Даже при появлении царапин или сколов оксидный слой очень быстро восстанавливается, не давая проявиться процессам коррозии.
Изготовление крепежа из нержавеющей стали ведется методом холодного деформирования, при котором металл упрочняется, снижается его пластичность. Благодаря такой обработке получают изделия высокого класса точности с требуемыми геометрическими размерами. Производство без применения высокотемпературного нагрева увеличивает прочность и твердость конечного продукта, снижает расход сырья, что отражается на себестоимости изделий.
Классификация и применение
Нержавеющий крепеж - это общее название производимых из аустенитной легированной стали метизов. Но свойства изделий значительно различаются в зависимости от принадлежности к одной из 5 групп:
- А1 - устойчивость к коррозии выражена меньше, чем у других групп. Крепеж из этой стали используется в машиностроении, производстве рельсового транспорта, жаропрочного оборудования.
- А2 - кислотостойкость среднего уровня. Рекомендуется к применению в строительстве, а также пищевой, химической, фармацевтической промышленности. Не допускается к работе в средах, содержащих хлор или производные (например, в морской воде).
- А3 - благодаря легирующим добавкам имеет высокую жаропрочность и кислотостойкость, не теряет качеств при температурах до 800°С. Крепеж используется для производства химического оборудования, приборов, высокотемпературных нагревателей, котлов.
- А4 - добавка молибдена в количестве 2-3% увеличивает до максимума устойчивость крепежа к кислотной коррозии в интервале рабочих температур от -60°С до +450°С. Метизы не боятся воды, солей, кислот, используются в пищевой и химической промышленности, судостроении, приборостроении, изготовлении такелажа.
- А5 - жароустойчивые, кислотостойкие и высокопрочные метизы нашли применение в отраслях производства, где соединения работают в очень агрессивной среде. Это целлюлозная, пищевая промышленность, нефтепереработка, получение пластмасс, выплавка сталей.
Всего различают пять больших групп нержавеющих сталей определяемых их микроструктурой.
Наиболее распространенными являются три:
Аустенитные (Austenitic) - не магнитная сталь с основными составляющими 15-20% хрома и 5-15% никеля который увеличивает сопротивление коррозии. Она хорошо подвергается тепловой обработке и сварке. Обозначаются начальной буквой A. Именно аустенитная группа сталей наиболее широко используется в промышленности и в производстве элементов крепежа.
Мартенситные (Martensitic) - значительно более твердые чем аустетнитные стали и могут быть магнитными. Они упрочняются, закалкой и отпуском подобно простым углеродистым сталям, и находят применение главным образом в изготовлении столовых приборов, режущих инструментов и общем машиностроении. Больше поддвержены коррозии. Обозначаются начальной буквой С.
Ферритные (Ferritic) стали значительно более мягкие чем мартенситные по причине малого содержания углерода. Они также обладают магнитными свойствами. Обозначаются начальной буквой F
Таблица соответствия групп марок стали
Группа стали
Номер материала
Краткое обозначение
Номер по AISI
Аустенитная структура
AISI 304
AISI 305
AISI 316
AISI 316 L
X 6 CrNiMoTi 17-12-2
Чтобы "нержавейка" не преподнесла неожиданностей в виде потемневших пятен коррозии на поверхности и следов преждевременного разрушения, при выборе крепежа нужно учитывать назначение и условия работы соединений. Так, в морской воде не рекомендуется применять метизы из нержавеющей стали А1-А2, тогда как изделия из стали А4 в этой среде будут служить неограниченно долго без потери свойств.
Виды крепежных изделий из "нержавейки"
В категорию нержавеющего крепежа включены:
Производители выпускают нержавеющий крепеж из стали групп А1-А5 по различным стандартам: российским ГОСТ, европейским DIN, ISO (ИСО), американским AISI. Аналоги близки по конфигурации и свойствам, но все-таки могут иметь некоторые отличия. Чтобы правильно решить поставленную задачу, при выборе метизов нужно строго руководствоваться техническими рекомендациями.
Преимущества
Нержавеющий крепеж обладает высокой стойкостью к химической коррозии даже при повреждениях поверхности, что определяет его надежность в сравнении с оцинкованными или искусственно пассивированными материалами. Поскольку хром и другие легирующие элементы равномерно распределены по "телу" метиза, реакция восстановления разрушенного оксидного слоя включается мгновенно. При оцинковке или пассивировании такого не происходит. Защитная пленка при нарушении целостности навсегда теряет герметизирующие свойства.
Для решения различных задач метизы выпускаются с разными физико-механическими и геометрическими характеристиками. Многообразие крепежных изделий и широкая линейка модификаций позволяет подобрать необходимые комплектующие к любому соединению с большой точностью.
Нержавеющий крепеж обладает гигиеничностью. На гладкой поверхности изделий не накапливается пыль и загрязняющие вещества, поэтому они незаменимы в пищевой промышленности, медицинских, общественных, детских учреждениях.
"Нержавейка" хорошо сочетается практически со всеми современными отделочными материалами - бетоном, стеклом, пластиком, деревом, камнем. Блестящая полированная или матовая поверхность визуально эффектна, поэтому нержавеющий крепеж не портит, а порой улучшает декоративные качества объекта и часто используется в дизайне.
Немагнитные свойства нашли применение в изготовлении электротехнических приборов и средств радиосвязи.
Уход за нержавеющим крепежом не требуется. Его не нужно окрашивать или покрывать какими-либо защитными составами.
При условии соблюдения правил установки и эксплуатации срок службы устойчивых к коррозии метизов достигает 50 лет. Качество крепежа играет большую роль, особенно в высоконагруженных ответственных соединениях. При выборе нужно руководствоваться рекомендациями производителя, требованиями к техническим характеристикам и монтажу.
Крепеж нержавеющий
Своё говорящее название нержавеющий крепеж получил от нержавеющей стали, которая применяется для его изготовления. Этот материал действительно имеет высокую коррозионную стойкость во многих агрессивных средах и, при соблюдении правильной эксплуатации, не будет образовывать коррозию. В обиходе нержавеющую сталь или изделия из нее часто называют “нержа” или “нержавейка”.
История открытия нержавеющей стали начинается с конца 18 века, когда были обнаружены первые крупные залежи хрома. Исследования показали, что он имеет свойство сопротивляться воздействию кислот. Используя это открытие, американские и европейские ученые начали экспериментировать с добавлением хрома в структуру стали. Уже в начале 20 века было запатентовано несколько хромосодержащих сталей. Споры о том, кто первый открыл стабильный и рабочий состав нержавеющей стали ведутся до сих пор.
Массовое применение нержавеющей стали началось с производства посуды и ножей, которые быстро обрели популярность. Успешно себя зарекомендовав, нержавейка начала применяться в военной промышленности, авиастроении и кораблестроении. Детали из нержавеющей стали применяли в первых самолетах с металлическими фюзеляжами, а также в конструкциях военной техники Первой Мировой войны. К середине XX века над производством изделий из нержавеющих сталей трудились уже десятки заводов по всему миру.
Согласно современному международному стандарту ISO 3506 и его российскому аналогу ГОСТ Р ИСО 3506, крепеж изготавливается из трёх классов нержавеющей стали: аустенитной, мартенситной и ферритной. Каждый из этих классов содержит марки нержавеющей стали, которые различаются по химическому составу, свойствам и условиям применения в агрессивных средах. Для большинства марок нержавеющей стали из ISO 3506 существуют марки-аналоги из популярных национальных стандартов: ГОСТ (Россия), DIN (Германия), AISI (США). При подборе крепежных изделий все эти марки считают взаимозаменяемыми.
Аустенитная нержавеющая сталь.
Аустенитная сталь - самый популярный и универсальный класс нержавеющей стали. По сравнению с другими классами, аустенитная нержавейка имеет самую высокую коррозионную стойкость, но немного уступает по прочности. Высокое содержание хрома и никеля позволяет противостоять коррозии во многих агрессивных средах (морская вода, щелочи, кислоты и др.), а также делает этот класс нержавейки практически немагнитным. Кроме хрома и никеля в структуру аустенитной нержавейки может добавляться титан и ниобий. Такая нержавеющая сталь называется стабилизированной. Это означает, что структура стали стабилизирована и не подвергнется межкристаллической коррозии, которая может возникнуть, к примеру, в агрессивной среде при повышенной температуре. Сферы применения аустенитной стали очень обширны и зависят уже от конкретных марок, которые включает в себя данный класс.
Марка А1:
Из-за повышенного содержания серы эта марка обладает меньшей коррозионной стойкостью, чем остальные марки аустенитной стали. Однако, основными преимуществами являются высокая твёрдость и износостойкость марки А1. Из нее изготавливаются в основном детали для машиностроения или подвижных соединений (штифты, шплинты, шайбы обычные и пружинные, а также некоторые саморезы). Крепеж из марки А1 предназначен для эксплуатации в слабоагрессивных влажных и сухих средах. Стоит учесть, что коррозионной стойкости А1 в кислотах или хлорсодержащих средах (морская вода, бассейны и пр.) будет недостаточно.
Марка А2:
Сталь марки А2 является самой популярной и универсальной нержавеющей сталью. В обиходе А2 часто называют “пищевая сталь”, т.к. популярность она обрела в изготовлении посуды и столовых приборов. На текущий момент подавляющее количество нержавеющего крепежа изготовлено именно из марки А2. Такая нержавейка универсальна в применении, т.к. она может эксплуатироваться на улице, в воде, во влажных помещениях, некоторых щелочах и кислотах низкой концентрации. Стали этой марки неприменимы для использования в высоких концентрациях кислот или солей (морская вода, бассейны и т.д.). Стали марки А2 нашли свое применение в пищевой отрасли, машиностроении и приборостроении.
Марка А3:
Сталь марки А3 основана на марке А2. В химический состав дополнительно добавляют титан, а также ниобий или тантал. Это значительно повышает коррозионную стойкость при температурах свыше 350°C, где у обычной А2 могут появиться признаки коррозии. Крепеж из марки А3 не является популярным, т.к. использование такой марки стали актуально только при повышенных температурах, где большее предпочтение отдают крепежу из мартенситных жаропрочных сталей.
Марка А4:
Структура марки А4 схожа с маркой А2. Основным отличием является добавление в А4 молибдена, который значительно повышает коррозионную стойкость в кислотах и хлорсодержащих средах (морская вода, бассейны). Стали марки А4 называют кислотоупорными. Крепеж, изготовленный из марки А4, может не только заменить крепеж из марки А2, но и использоваться в сферах с более агрессивными условиями эксплуатации: судостроение, химическая, бумажная, атомная промышленность, а также нефтегазовая отрасль.
Марка А5:
Сталь марки А5 сочетает в себе лучшие показатели всех марок аустенитного класса. В химический состав А5 дополнительно добавляют титан, а также ниобий или тантал. Это значительно повышает коррозионную стойкость при температурах свыше 350°C, где у обычной А4 могут появиться признаки коррозии и снижение прочностных характеристик. Крепеж из марки А5 выпускается только в закаленном варианте и является самой дорогой и редкой заменой марки А4.
Мартенситная нержавеющая сталь.
Этот класс нержавеющей стали обладает меньшей стойкостью к агрессивным средам из-за высокого содержания железа и углерода. Однако, мартенситный класс является самым прочным и твердым среди нержавеющих классов. Все марки мартенситного класса являются магнитными. Некоторые марки мартенситной стали являются жаропрочными и способны сохранять свои механические свойства при высоких температурах (до 550°C).
Марка С1:
Самая популярная марка мартенситной стали. Обладает высокой прочностью и твердостью. Из нее делается жаропрочный крепеж для фланцевых соединений, а также саморезы для металлических конструкций. Эта марка способна сохранять свои свойства до 550°C градусов.
Марка С3:
Стали марки C3 имеют ограниченную коррозионную стойкость, хотя и лучшую, чем стали марки C1. Крепеж из этой марки имеет очень узконаправленное применение, в основном для высоконагруженных деталей, поэтому изготавливается под заказ.
Марка С4:
Крепеж из марки C4 довольно редкий, иногда применяется в машиностроении для конструкция подвергающихся сварке. Свойства этой марки схожи с маркой C1.
Ферритная нержавеющая сталь.
Этот класс нержавеющей стали используют в последнее время крайне редко. По прочности ферритная сталь чуть выше аустенитной, но заметно уступает по стойкости к коррозии. Этот класс нержавейки магнитится.
Марка F1:
Ферритный нержавеющий крепеж изготавливается из марки F1, которая используется как редкий заменитель марок А2 и А3 при использовании в среде с высоким содержанием хлора.
| Класс стали | Марка стали по ГОСТ Р ИСО 3506 | Аналоги по DIN | Аналоги по ГОСТ | Аналог по AISI |
|---|---|---|---|---|
| Аустенитная | А1 | 1.4305 | 12Х18Н9 | 302 |
| A2 | 1.4301 1.4306 1.4303 | 08Х18Н10 04Х18Н10 03Х18Н11 06Х18Н11 03Х18Н12 | 304 304L 305 | |
| А3 | 1.4541 | 08Х18Н10Т 12Х18Н9Т 12Х18Н10Т | 321 | |
| А4 | 1.4401 1.4404 1.4436 | 03Х17Н14М3 | 316 316L 319 | |
| А5 | 1.4571 | 08Х17Н13М2Т 10Х17Н13М2Т 10Х17Н13М3Т | 316Ti | |
| Мартенситная | С1 | 1.4006 1.4021 | 12Х13 20Х13 | 410 420 |
| С3 | 1.4057 | 20Х17Н2 | 431 | |
| С4 | 1.4104 | 08Х17МН | 430F | |
| Ферритная | F1 | 1.4016 | 12Х17 | 430 |
Прочность нержавеющей стали.
Изделия из нержавеющей стали, по аналогии с изделиями из углеродистой стали, имеют так называемые классы прочности и классы твёрдости. У нержавеющих крепежных изделий прочность регламентируется международным стандартом ISO 3506 (ГОСТ Р ИСО 3506 в РФ).
Параметры прочности нержавеющих болтов, винтов и шпилек
| Класс стали | Марка стали | Класс прочности | Условный предел текучести, МПа | Предел прочности на разрыв, МПа |
|---|---|---|---|---|
| Аустенитная | с А1 по А5 | 50 | 210 | 500 |
| 70 | 450 | 700 | ||
| 80 | 600 | 800 | ||
| Мартенситная | С1 | 50 | 250 | 500 |
| 70 | 410 | 700 | ||
| 110 | 820 | 1100 | ||
| С3 | 80 | 640 | 800 | |
| С4 | 50 | 250 | 500 | |
| 70 | 410 | 700 | ||
| Ферритная | F1 | 45 | 250 | 450 |
| 60 | 410 | 600 |
Быстро узнать материал и класс прочности можно по маркировке, которая нанесена на изделия.
Параметры прочности нержавеющих гаек
| Класс стали | Марка стали | Класс прочности | Пробная нагрузка, МПа | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Гайки | Низкие гайки | Гайки | Низкие гайки | ||
| Аустенитная | с А1 по А5 | 50 | 025 | 500 | 250 |
| 70 | 035 | 700 | 350 | ||
| 80 | 040 | 800 | 400 | ||
| Мартенситная | С1 | 50 | 025 | 500 | 250 |
| 70 | - | 700 | - | ||
| 110* | 055* | 1100 | 550 | ||
| С3 | 80 | 040 | 800 | 400 | |
| С4 | 50 | - | 500 | - | |
| 70 | 035 | 700 | 350 | ||
| Ферритная | F1** | 45 | 020 | 450 | 200 |
| 60 | 030 | 600 | 300 | ||
* гайки проходят закалку и отпуск
**диаметр гаек от М24
Как видно из таблицы, существуют так называемые низкие гайки, имеющие свое обозначение классов прочности. К низким гайкам относятся гайки, высота которых лежит в пределах от 0.5D (включительно) до 0.8D (не включительно), где D - диаметр резьбы гайки. Обычными гайками являются гайки с высотой от 0.8D (включительно).
Пробная нагрузка в таблице представляет собой безопасную нагрузку, при снятии которой у гайки не образуется остаточная деформация. У низких гаек этот параметр ниже, чем у обычных.
Маркировка класса прочности и марки нержавейки производится аналогично нержавеющим болтам. Существует также альтернативная маркировка материала гаек, при которой на боковых кромках делают срез (бороздки). А2 – один ряд бороздок, А4 – два ряда.
Параметры прочности нержавеющих установочных винтов
Для указания прочности установочных винтов из нержавеющей стали не используют понятие класса прочности. Основной механической характеристикой является класс твёрдости. Маркировка установочных винтов необязательна, т.к. чаще всего нет нужного участка поверхности для ее нанесения. Распознать марку и класс твердости без документов будет весьма трудной задачей.
| Шкала твёрдости | Класс твердости | |
|---|---|---|
| 12Н | 21Н | |
| Единицы твердости | ||
| По Виккерсу HV | От 125 до 209 | Не менее 210 |
| По Бринелю НВ | От 123 до 213 | Не менее 214 |
| По Роквеллу HRB | От 70 до 95 | Не менее 96 |
Коррозионная стойкость нержавеющей стали
Нержавеющая сталь способна сохранять свои антикоррозионные свойства только при наличии кислорода, под воздействием которого на поверхности нержавейки образуется защитный оксидный слой хрома (оксидная плёнка хрома). Такой слой способен изолировать поверхность металла и не давать ему воздействовать с агрессивными веществами. Слой всегда самовосстанавливается при наличии кислорода, но при повреждении или разрушении оксидного слоя хрома, неизбежно наступает коррозия. Выделяют несколько видов коррозии нержавеющей стали.
Щелевая коррозия
Эта коррозия происходит в зазорах между нержавейкой и другим материалом, к примеру, уплотнителем, прокладками и пр. Из-за неплотного контакта или сильной шероховатости поверхности в зазоры может проникнуть агрессивное вещество. Доступ кислорода в такие места ограничен, и защитный оксидный слой нержавейки будет уничтожаться агрессивной средой, не имея возможности к самовосстановлению. Поверхность металла начнёт окисляться под воздействием агрессивного вещества, и наступит коррозия, результатом которой будет ржавчина на поверхности и дальнейшее разрушение нержавейки. Чем ровнее будет поверхность изделий и чем меньше будет зазор между ними, тем меньше шансов для возникновения щелевой коррозии. Часто встречается у крепежных изделий, эксплуатирующихся в морской воде, где скорость течения и отсутствие кислорода могут ускорить процессы щелевой коррозии.
Питтинговая (точечная) коррозия
Этот вид коррозии возникает чаще всего из-за повреждения поверхности нержавеющей стали, в результате чего защитный оксидный слой повреждается. Незащищенная поверхность нержавейки начинает взаимодействовать со средой, что приведет к образованию темных пятен или точек. Если не удалить первые признаки коррозии, то пятна образуют ржавые язвы с последующим разрушением поверхности. Также питтинговая коррозия может возникнуть и от неоднородности структуры материала или наличия в материале вкраплений других веществ, что часто встречается при нарушении технологии изготовления. Повышенная пористость структуры, сильная шероховатость и наличие окалин также могу спровоцировать этот вид коррозии. Повышение температуры заметно ускорит процессы протекания питтинговой коррозии.
Гальваническая коррозия
Любой металл от природы обладает определенным электрическим потенциалом. Если между металлами появится токопроводящая среда, то возникает движение заряженных частиц от одного металла к другому, т.е. возникает ток между ними. Металл, отдающий электроны, будет медленно или быстро разрушаться, а другой металл не подвергнется изменениям. Таким образом, образуется гальваническая пара. Существуют допустимые гальванические пары, реакция между которыми очень слабая и медленная, и недопустимые, реакция между которыми быстро приведет к разрушению одного из металлов. Если речь идет о нержавеющих крепежных изделиях, то их недопустимо использовать в конструкциях, где возможно возникновение гальванической пары с медью и ее сплавами. Поверхностные слои нержавейки в такой паре начнут быстро образовывать ржавчину. Не рекомендуется применять нержавеющую сталь также и с алюминием, но эта рекомендация касается только эксплуатации двух материалов во влажной среде или в воде. Повышение температуры ускоряет процессы, происходящие в гальванических парах, что может усугубить течение коррозии.
Проверка магнитом нержавеющего крепежа
Магнитными являются изделия из мартенситного и ферритного класса нержавеющей стали. Изделия из аустенитной стали также могут быть магнитными. Если магнит притягивается к изделиям марок А1-А5, то это не является показателем качества материала. Об этом свидетельствует также международный стандарт ISO 3506 (ГОСТ Р ИСО 3506 в РФ). Согласно стандарту, все крепежные изделия из аустенитных нержавеющих сталей при нормальных условиях - немагнитные, но после холодного деформирования или другой механической обработки возможно появление некоторых магнитных свойств. Каждый материал характеризуется способностью намагничиваться, это применимо и к нержавеющим сталям. Только вакуум может быть полностью немагнитным.
Заключение
На текущий момент среди нержавеющих крепежных изделий самыми популярными являются изделия из аустенитной стали марок А2 и А4, т.к. они чаще всего удовлетворяют потребности клиентов. Для решения более сложных задач, где требуется высокая прочность, применяют изделия из мартенситной стали марки С1, но найти такие изделия у поставщиков будет гораздо сложнее. Крепежные изделия из ферритной стали марки F1 используются крайне редко под конкретную задачу клиента.
Сварка тонкой нержавейки
Сварка тонкой нержавейки — это достаточно сложный технологический процесс. Нержавеющий металл трудно поддается сварке из-за своей низкой температуры плавления. А в сварочной ванне нержавейка и вовсе приобретает свойства жидкости, теряя присущую металлам тягучесть и податливость.
Особенности сварки тонкой нержавейки
Сварочный процесс толстостенного нержавеющего металла производится в обычных условиях. Для тонкой же нержавейки требуются более щадящие режимы сварки, минимизирующие риск прожигания металла насквозь. При мельчайшем промедлении сварщика в металле может появиться прожиг из-за особенных свойств нержавейки либо по причине нарушения технологии при растекании сварочного материала. Из-за малой толщины металла следует уделить повышенное внимание нагреву свариваемого участка — возникающие напряжения в заготовке могут дать трещины и разрывы, а резкий перепад температур может спровоцировать деформирование. Обрабатываемый лист необходимо также надежно фиксировать, не давая ему возможность смещаться в процессе сварочных работ.
Для относительно быстрой сварки тонких листов в бытовых условиях подойдут обычные нержавеющие электроды, но при этом необходимо выставить минимальный режим сварки. Впрочем, учитывая мягкие требования к изделиям, изготавливаемым в домашних условиях, допустимы незначительные дефекты.
Если же обработке подлежит изделие из тонкой нержавейки, которое будет использоваться под нагрузками и должно отвечать определенным требованиям, сварочные работы следует проводить в защитной газовой среде. Для этого может использоваться как газовая сварка, так и аргонодуговая. Первый вариант предпочтительнее ввиду низкой скорости обработки, в то время как второй вариант способен обеспечить более высокое качество работ, хотя он и более трудоемкий. Следует помнить о том, что температурные режимы можно делать одинаковыми и в том, и в другом случае.
VT-metall предлагает услуги:
Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы
Для каждого значения толщины нержавейки выбираются свои параметры оборудования и определяется свой набор расходных материалов. Результат работ будет качественным, если подбирать значения по следующей таблице:
| Толщина нержавейки, мм | Вид тока | Сила тока, А | Напряжение, В | Диаметр электрода, мм | Скорость сварки, см/мин | Расход аргона, л/мин |
| 1 | Постоянный | 30-60 | 11 | 1 | 12/28 | 2,5 |
| 1,5 | Постоянный | 40-70 | 12 | 1 | 9-19 | 2,7 |
| 2 | Переменный | 50-80 | 13 | 2 | 14-13 | 2,9 |
| 2,5 | Постоянный | 60-90 | 14 | 2 | — | 3 |
Подготовка тонкой нержавейки к сварке
Перед сваркой тонкой нержавейки для получения качественных соединений поверхности изделий необходимо грамотно подготовить. Предварительная обработка тонких листов металла ненамного отличается от обработки других форм металлических заготовок.
Для начала производится зачистка кромок соединяемых деталей до блеска с использованием шлифовального устройства или щетки с металлической щетиной. Затем кромки нужно обезжирить ацетоном либо авиационным бензином. Это обеспечит устойчивую дугу и повысит качество шва.
Рекомендуем статьи по металлообработке
Подготавливаемые к сварочному соединению заготовки должны иметь зазор, необходимый для компенсации возможных деформаций.
Также в процессе подготовки тонкой нержавейки к сварке особо важен правильный подбор присадки. Нужно оценивать как диаметр присадочной проволоки, так и ее состав. В частности, степень легирования присадочного материала должна быть выше, чем у металла соединяемых заготовок.
Важно! При обработке тонкой нержавейки щеткой не следует снимать избыточный слой металла.
На подготовленную поверхность выкладывается флюс, улучшающий качество сварочных работ. После этого заготовка подогревается примерно до 250 градусов Цельсия, когда начнется характерное изменение цвета заготовки. Такая операция облегчит процесс сварки и защитит металл от возникновения напряженных состояний. После этого сварочные работы можно начинать.
Методы сварки тонкой нержавейки
Для сваривания заготовок из нержавеющей стали применяют несколько методов, подразумевающих в каждом случае использование конкретных инструментов и расходных материалов.
- Ручной метод с применением электрода
Сварка тонкой нержавейки электродом вручную — это универсальный метод, пригодный для использования в любой производственной отрасли. Обеспечивая удовлетворительное качество сваривания, метод может использоваться как в домашних условиях, так и специалистами на производстве. Простота процесса и его легкость являются важными достоинствами данной технологии. У дуговой сварки нержавейки имеются и другие преимущества, которые стоит упомянуть:
- ценовая доступность оборудования и расходных материалов;
- длительный период непрерывной работы оборудования (в течение рабочего дня);
- компактность оборудования и его небольшой вес, как следствие — высокая мобильность;
- высокая скорость сварочного процесса при условии правильной эксплуатации оборудования и расходных материалов;
- высокая прочность сварных швов;
- простота освоения технологии, позволяющая изучить весь процесс самостоятельно и реализовать его на практике.
Качество и надежность сварного шва зависят от правильно подобранных электродов. Для ручной сварки можно использовать перечисленные ниже марки сварочных материалов в зависимости от условий.
Электроды ОЗЛ-8 используются для сваривания тонкой нержавейки в агрессивной среде. Высокие требования к присадочным материалам по стойкости к МКК при этом не предъявляются. В основном эти электроды используются при обработке ответственных сооружений.
Электроды марки НЖ-13 обеспечивают надежное сварочное соединение и защищают от образования межкристаллитной коррозии. Образующаяся после сварочного процесса тонкая корка шлака отходит сама после остывания и сжатия зоны обработки, что позволяет увеличить скорость сваривания в случае большого объема сварочной работы.
Марка ЦЛ-11 обеспечивает надежную изоляцию сварочной зоны от внешнего агрессивного воздействия, а также дает прочное сварное соединение. Данный метод предполагает использование постоянного тока с обратной полярностью. Изложенные выше данные помогут овладеть дуговой сваркой даже новичку.
- Ручной метод с применением аргона
При ручной сварке тонкой нержавейки аргоном применяются вольфрамовые электроды. Правильное использование этого метода гарантированно даст качественные сварные швы. Даже при выполнении работ в домашних условиях с соблюдением технологии полученные соединения будут отвечать всем требованиям. Данный метод сварки можно использовать, если особенно важен эстетический внешний вид сварных швов. Швы при этом не нуждаются в последующей зачистке от шлаков. Аргонодуговая сварка считается наиболее чистым методом соединения металлических деталей и изначально создана для обработки очень тонкого материала. Характерной особенностью метода является отсутствие искр при сваривании. При сварке используется постоянный либо переменный ток с прямой полярностью.
Стоит учесть некоторые особенности метода:
- поджигание дуги производится бесконтактно во избежание попадания вольфрама в расплавленный металл;
- в процессе сварочных работ не следует совершать колебательных движений стержнем, иначе защитная область сварочной зоны может нарушиться, и, как следствие, возникнет риск окисления сварного шва.
Важно! Применяя данный метод, можно уменьшить расход электродов. Для этого не следует отключать подачу газа сразу по окончании обработки, а выждать примерно 10-15 секунд. Это обеспечит защиту горячего электрода от обильного окисления.
- Лазерный и плазменный методы
Для лазерного метода необходимо специальное оборудование, поэтому данный метод сварки производится только в производственных условиях. При этом процесс сваривания может осуществляться либо по шву, либо точечно.
Изделия из тонкой стальной нержавейки, стойкой к коррозии, соединяются лазером исключительно встык, поскольку при соединении внахлест возникают термические напряжения в металле, негативно сказывающиеся на прочностных характеристиках свариваемой детали.
Основные достоинства лазерного метода: прочность в зоне отпуска не снижается, исключено образование термических трещин на заготовке, а благодаря быстрому и точному воздействию лазерного луча оксидная пленка не успевает образоваться. К тому же сварной шов остывает сравнительно быстро, что является основной особенностью этого метода.
Плазменный метод сварки делят на автоматический и ручной. В ручном методе сваривание производится дугой, которая формируется между тонкой заготовкой и электродом. Ручной плазменный метод еще называют микро-плазмой либо мини-плазмой. Сваривание выполняется на переменном токе в диапазоне 0,1-15 А. Метод хорошо подходит для сварки тонкой нержавейки. В числе прочих применяется техника «беспучкового сопла», выполняющаяся при силе тока 15-100 А.
Автоматический плазменный метод основан на действии плазмотрона, формирующего лучевой поток. Плазменный пучок высокой мощности создается переменным током силой более 100 А и потоком газа.
Среди основных достоинств метода: возможность контролировать затраты энергии благодаря стабильной и «жесткой» дуге; относительно высокая скорость сваривания; изменяемое расстояние между соплом и обрабатываемой зоной без потери качества сварного шва.
Проверка качества сварки тонкой нержавейки
Непосредственно перед проверкой всего металлоизделия на соответствие действующим стандартам обязательно проверяется качество сварных швов для выявления возможных их недостатков как снаружи, так и изнутри. По возможности обнаруженные недостатки устраняются.
Перед вводом в эксплуатацию каждого изделия из тонкой нержавейки, обработанного сваркой, проводится его тщательный и многоуровневый контроль. Первый уровень проверки качества представляет собой визуальный осмотр изделия, позволяющий выявить наиболее заметные и грубые дефекты швов — непровары, крупные трещины и т. п.
Большая часть видимых деформаций в швах сваренного изделия из тонкой нержавейки выявляется именно на стадии визуального осмотра невооруженным взглядом. Но иногда применяются и специальные приспособления. Контрольные мероприятия по выявлению недостатков делятся на два вида: разрушающие и неразрушающие. К первому типу относят только визуальный осмотр, более сложные методы проверок причисляют ко второй категории.
В свою очередь, неразрушающий тип контроля бывает капиллярным, магнитным, ультразвуковым, радиационным и проверяющим на проницаемость.
Неразрушающий контроль отличается от разрушающего также сохранением внешнего вида изделия из тонкой нержавейки без его деформирования. Поэтому данный вид проверки является более востребованным.
Разрушающий контроль выполняется лишь после процесса сваривания изделия в постоянных условиях с применением одного типа сварки.
Методы проверки швов также различаются. Для контроля на соответствие ГОСТ и определения качества шва выполняются несколько видов проверок поочередно. Эти методы разделяются на химические, физические, механические, визуальный осмотр и ультразвуковая проверка.
Визуальный осмотр проводится без каких-либо финансовых трат — это самый дешевый способ. Но его использование диктуется отнюдь не экономией средств, а необходимостью для выявления самых грубых нарушений сварки.
Визуальному осмотру подвергаются все виды соединений металлических заготовок вне зависимости от того, какие проверки будут проводиться после этого. Зачастую визуально осматривают изделия из тонкой нержавейки на соответствие ГОСТ без вспомогательных средств. Для повышения точности иногда пользуются лупой с десятикратным увеличением.
Лупа поможет обнаружить наиболее мелкие дефекты (непровары, наплывы, подрезы и т. д.). Кроме визуального осмотра в процессе внешней проверки также обмеряются швы, замеряются кромки и проводятся другие процедуры. Для изделий из тонкого металла, производимых большим тиражом, используются специальные шаблоны, контролирующие точность и одинаковость замеров характеристик шовных соединений.
После успешного прохождения визуального осмотра деталь из тонкой нержавейки подвергается физическому осмотру, определяющему качество сварного шва и другие важные параметры. Физический контроль проверяет соответствие характеристик швов требованиям ГОСТ.
Физический и химический тесты требуют специального оборудования, такого как электромагнитный сердечник, а также других приспособлений. Любые контролирующие мероприятия после сварки тонкой нержавейки проводятся для определения качества не только шовного соединения, но и самого получившегося в результате изделия. Выявляются также нарушения в процессе сварочных операций.
Почему следует обращаться к нам
Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.
Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:
- цветные металлы;
- чугун;
- нержавеющую сталь.
При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.
Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.
Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.
Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.
Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.
Читайте также: