Электроды для сварки нержавеющей и углеродистой стали

Обновлено: 17.05.2024

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.

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.

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.

Как сварить нержавейку с черным металлом: особенности технологии

Сложности, с которыми связана сварка изделий, изготовленных из нержавейки, с черным металлом, объясняются преимущественно тем, что эти материалы, хотя и относятся к сталям, являются, по сути, разнородными. Для того чтобы качественно сварить такие металлы, то есть получить сварной шов, который по своим механическим характеристикам будет близок к основному металлу соединяемых изделий, следует в первую очередь правильно подобрать электроды. Кроме того, надо учитывать такой параметр соединяемых металлов, как их свариваемость, то есть способность образовывать качественные и надежные неразъемные соединения, полученные методом сварки.

Сварка нержавеющего фланца с отводом из углеродистой стали

Принципы сварки нержавеющих сталей

На свариваемость нержавеющих сталей – способность образовывать качественные сварные соединения (в том числе и с черными металлами) – оказывают влияние определенные характеристики таких сплавов.

Теплопроводность нержавеющих сталей, если сравнивать ее с аналогичным параметром сплавов с низким содержанием углерода, невысокая. Из-за того, что нержавейка не способна быстро отводить тепло, при сварке она сильно нагревается, а это отрицательно сказывается на характеристиках создаваемого соединения и основного металла. Чтобы избежать перегрева изделий из нержавеющих сталей при их сварке с деталями из черного металла, необходимо снижать силу сварочного тока (в среднем на 20%).
Нержавеющие стальные сплавы отличаются высоким коэффициентом линейного расширения, что приводит к значительному деформированию металла в процессе выполнения сварочных работ. Кроме того, данный фактор является причиной деформации изделий из нержавейки и в тот момент, когда они уже соединены при помощи сварки и остывают. Чтобы избежать этого, необходимо предусматривать более широкие зазоры между соединяемыми деталями.
Высокое электрическое сопротивление, которым обладает нержавейка, становится причиной значительного перегрева сварочных электродов. Особенно актуально это в том случае, если для сварки используются электроды, изготовленные из высоколегированной стали. Чтобы избежать этих проблем, сварку как однородных, так и разнородных стальных сплавов следует выполнять короткими электродами (не более 350 мм), стержень которых изготовлен из хромоникелевых сплавов, отличающихся невысоким электрическим сопротивлением.
Склонность к образованию межкристаллитной коррозии, которой особенно подвержены высокохромистые стали, приводит к ухудшению антикоррозионных свойств нержавейки и появлению в ее внутренней структуре трещин. Этот вид коррозии возникает также из-за перегрева металла в процессе выполнения сварочных работ. С таким явлением, суть которого заключается в том, что на границах кристаллов основного металла возникают твердые карбидные соединения, борются различными способами. К наиболее эффективным из таких способов относится быстрое охлаждение металла, подвергшегося значительному нагреву в процессе сварки. Однако следует заметить, что метод быстрого охлаждения, для которого используется обычная вода, эффективен лишь в тех случаях, когда материалом изготовления соединяемых деталей является хромоникелевая сталь.

Методы сварки изделий из нержавеющих сталей и черного металла

Для того чтобы сварить заготовки из нержавейки и черных стальных сплавов, получив при этом качественные и надежные соединения, применяют сварку следующих типов:

неплавящимися электродами, изготовленными из вольфрама;
в среде защитного газа, в качестве которого преимущественно используется аргон.

Если сварка изделий из черного металла и нержавейки проводится по первой технологии (MMA), то необходимо взять электроды, специально предназначенные для выполнения соединений цветных металлов и сплавов.

Марки и применение высоколегированных электродов

Однако лучше всего варить нержавейку и черный металл в среде защитного газа аргона. Для этого, естественно, потребуется специальный сварочный аппарат. Аргон в данном случае обеспечивает надежную защиту зоны формируемого сварного шва от чрезмерного насыщения металла азотом и его окисления. Если не обеспечить такой защиты, то металл сформированного сварного шва будет очень хрупким, что значительно снизит надежность полученного соединения.

Схема сварки нержавейки аргоном

Чтобы качественно сварить изделия из нержавейки и черного металла, в процессе выполнения операции необходимо следить за положением электрода. Последний, чтобы сварной шов получился качественным и надежным, надо держать перпендикулярно к поверхности соединяемых заготовок.

Выбор электродов

Чтобы надежно приварить изделие, изготовленное из нержавейки, к детали из обычного черного металла, следует учитывать ряд важных нюансов. В первую очередь они касаются выбора присадочной проволоки определенного химического состава. В металле присадочной проволоки, степень легирования которого должна быть выше, чем аналогичный параметр материала свариваемого изделия, обязательно должны содержаться такие элементы, как марганец, никель и иногда хром.

Марки и химический состав высоколегированной сварочной проволоки (нажмите для увеличения)

Важным условием формирования качественного сварного соединения является наличие в составе формируемого шва некоторой доли основного металла. В зависимости от используемой технологии сварки количество основного металла в материале сварного шва может составлять 30–40%.

Прежде чем варить заготовку из нержавейки с деталью из черного металла, следует выяснить химический состав свариваемых сталей, чтобы правильно подобрать тип электродов.

Разнородные материалы, которые необходимо соединить при помощи сварки, могут отличаться по целому ряду параметров:

способности образовывать неразъемные соединения (свариваемости);
теплопроводности;
механическим характеристикам;
степени легирования;
химическому составу.

При этом стальные сплавы, изделия из которых необходимо сварить между собой, могут относиться к одной из следующих категорий:

углеродистые;
низколегированные;
теплоустойчивые;
легированные;
отличающиеся высокой степенью легирования – высоколегированные.

Ориентировочный выбор сварочного материала в зависимости от назначения сварочного шва

Основная проблема, с которой связана сварка разнородных сталей (нержавейки и черных металлов), заключается в образовании трещин в сформированном сварном шве. Очень часто, чтобы избежать такой проблемы, для сварки изделий из нержавейки с деталями из черных металлов специалисты используют высоколегированные электроды, позволяющие сформировать сварной шов с высокими прочностными параметрами.

Результат дуговой сварки нержавейки с черной сталью электродом ОЗЛ-6. Швы хоть и темнее, но не поржавели за несколько месяцев

Вообще для сварки изделий из нержавейки с деталями, изготовленными из черных металлов, используют несколько основных типов электродов:

Выбираем электроды для сварки инвертором — советы профессионалов

Для того чтобы электросварка с использованием инвертора дала желаемый результат, и полученный сварной шов обладал высокой надежностью и прочностью, необходимо правильно подбирать электроды для инверторной сварки. Запутаться в огромном разнообразии подобных изделий, представленных на современном рынке, очень просто.

Ошибки при выборе электродов для сварки негативно скажутся на результате работы

Различаются они материалом изготовления, своим типом, диаметром, составом покрытия, а также рядом других значимых характеристик. Какие электроды можно использовать для сварки инвертором, а также о том, как их правильно выбрать, мы и хотим поговорить в данной статье.

Критерии выбора электродов

В первую очередь следует иметь в виду, что электроды могут быть плавящегося и неплавящегося типа. Первые изготовлены из металлического стержня, на поверхность которого наносится специальная обмазка, способствующая защите зоны сварки и повышающая устойчивость горения дуги. Именно они используются для выполнения ручной дуговой сварки. Изделия второй категории — неплавящиеся — применяют для выполнения сварочных работ в среде защитного газа (аргона), их разновидности и особенности использования будут рассмотрены в отдельной статье.

Выбирая электроды для сварки с использованием инвертора, следует учитывать то, что материал изготовления соединяемых деталей также будет оказывать влияние на качественные характеристики формируемого шва. Соответственно, для того чтобы варить разные материалы, используются сварочные электроды разных типов. Так, к примеру:

для соединения изделий, выполненных из низкоуглеродистых и низколегированных марок сталей, выбирают углеродные электроды;
для соединения изделий, выполненных из легированных сталей, используют электроды соответствующих марок: ОЗС-4, МР-3 (ГОСТ 9466-75), МР-3, АНО-21, УОНИ 13/45 (ГОСТ 9467-75);
если необходимо выполнять сварочные работы с наплавками или сталями других типов, то выбирают электроды с сердечником из высоколегированного металла — ЦЛ-11 (ГОСТ 9466-75);
для того чтобы варить чугун, тоже необходимо выбрать электроды соответствующей марки — ОЗЧ-2 (ГОСТ 9466-75).

Общий вид электродов МР-3

На сегодняшний день сформировался следующий рейтинг электродов, применяемых для сварки с использованием инвертора.

АНО. Сварочные электроды данной марки хорошо воспламеняются, их не надо дополнительно прокаливать. С ними одинаково успешно могут работать как начинающие сварщики, так и профессионалы.
МР-3 — универсального типа, их можно использовать даже для соединения неочищенных поверхностей.
МР-3С. Электроды данной марки следует выбрать, если к характеристикам шва предъявляются повышенные требования.
УОНИ 13/55 используют для монтажа ответственных конструкций, требующих высокого качества исполнения сварного шва. Начинающему сварщику с ними работать будет сложно: их использование требует определенного опыта и высокой квалификации.

Электроды УОНИ 13/55

Преимущества популярных марок электродов

Многие современные виды электродов для сварки с использованием инвертора обладают следующими преимуществами.

Простота выполнения сварки. Сложности при сварке такими электродами могут возникнуть, если вы некорректно подобрали их по составу материала сердечника.
Высокое качество шва. Данный параметр является самым важным при сварочных работах, и электроды указанных марок позволяют его обеспечить. Используя такие электроды для инвертора, можно получать качественные внутренние и наружные соединения, сварные швы выпуклой и вогнутой формы.
Легкая отделяемость шлака. Шлак, полученный при сварке с использованием таких электродов, легко отделяется, что дает возможность сразу посмотреть, какое качество шва они обеспечивают.
Можно варить детали, подвергнутые коррозии. Конечно, изделия, покрытые слоем ржавчины, варят очень нечасто, но данные электроды позволяют получить качественный и надежный шов даже в этом случае.
Процесс сварки безопасен для сварщика с точки зрения санитарно-гигиенических норм.

Электроды марки АНО известного производителя ESAB

Различия электродов по маркам и диаметру

Среди опытных специалистов-сварщиков бытует мнение, что при использовании инвертора можно варить любыми электродами. Как правило, такое мнение основано лишь на личном опыте таких специалистов, занимающихся выполнением работ определенного типа (сварка конструкций из профильных труб или уголков). При выполнении работ с использованием инвертора к соединению не предъявляют серьезных требований по его герметичности, поэтому без проблем можно использовать электроды диаметром 0,5–2 мм.

Выбор диаметра и марки электрода должен основываться на том, какой толщины металл необходимо соединить с их помощью. Детали большой толщины требуют длительной проварки, соответственно, и электрод для их сварки необходимо подобрать большего диаметра. Сварочными электродами небольшого диаметра надо еще научиться работать, они очень быстро сгорают. Обычно такими изделиями выполняются прихватки.

На то, какие электроды лучше выбрать, оказывает влияние и тип работ, для которых их планируется использовать. Так, для выполнения сложных трассовых работ, необходимо подобрать электроды большого диаметра, а монтаж конструкций из профильных элементов можно выполнять изделиями диаметром до 2 мм. Именно такие электроды используются, в частности, при монтаже секционных ворот и изготовлении различных ограждающих конструкций из профильных труб и профнастила.

Классификация сварочных электродов

В первую очередь сварочные электроды разделяют на отдельные типы по их основному назначению. Так, принято выделять следующие типы:

те, которыми варят углеродистые и низколегированные стали;
для соединения конструкций из высокопрочных теплоустойчивых сталей;
для работы с высоколегированными сталями (их часто называют «электродами по нержавейке»);
те, с помощью которых выполняют сварку алюминия, а также его сплавов;
предназначенные для сварки меди и ее сплавов;
для соединения деталей из чугуна;
те, с помощью которых производят наплавку и выполняют различные ремонтные работы;
предназначенные для соединения деталей из сталей неопределенного состава и трудносвариваемых сталей.

Схема процесса сварки покрытым электродом

На сварочные электроды могут наноситься различные покрытия. В соответствии с типом покрытия, их подразделяют на 4 категории. Самыми распространенными являются электроды с покрытиями двух типов.

Изделия с основным покрытием, которые так и называются — основными. Наиболее популярными являются изделия УОНИ 13/55. Выбрать их стоит, если необходимо получить сварные швы, соответствующие высокому качеству, отличающиеся исключительной ударной вязкостью, пластичностью и механической прочностью. Кроме этого, сварные швы, полученные при работе с такими электродами, отличаются высокой устойчивостью к возникновению кристаллизационных трещин. Также они не склонны к естественному старению. Их выбор стоит делать, если вам необходимо выполнить монтаж ответственных конструкций, которые планируется эксплуатировать в суровых условиях.

Сварочный аппарат WESTER IWT120 инверторный.

Есть у них и недостаток: если их покрытие увлажнено или на краях деталей, которые соединяются, присутствует ржавчина, следы масла или окалина, то в сварном шве формируются поры. Поры в шве могут образоваться и тогда, когда сварка выполняется на длинной дуге. Минусом использования таких электродов является и то, что ими допускается работать только на постоянном токе и обратной полярности.

Второй тип — электроды с покрытием рутилового типа. Изделия с таким покрытием, наиболее популярной маркой которых является МР-3, успешно используются для соединения деталей, материалом изготовления которых является низкоуглеродистая сталь. Сварочные электроды данной марки отличаются следующими технологическими преимуществами:

устойчивое горение дуги при работе как на постоянном, так и на переменном токе;
минимальное разбрызгивание материала в процессе выполнения сварки инвертором;
возможность получать качественные сварные швы любого пространственного положения;
легкая отделяемость шлака;
сварные швы отличаются прекрасными декоративными характеристиками;
подходят для сваривания поверхностей, покрытых ржавчиной или загрязнениями.

Выбор изделий в соответствии с другими параметрами

Род тока, а также полярность его подключения являются важнейшими параметрами сварочных операций. Сварочные инверторы преимущественно вырабатывают постоянный ток, который может подключаться к заготовке и электроду по двум схемам.

Прямая полярность. При такой схеме плюс подключают к массе, а минус — к сварочному электроду.
Обратная полярность. Такая схема предполагает подключение минуса к массе, а плюса, соответственно, к держателю с электродом.

Если варить инвертором на прямой полярности, то соединяемые поверхности подвергаются значительному нагреву, чего не происходит при подключении полярности по обратной схеме. Именно поэтому выбор обратной полярности целесообразен в следующих ситуациях.

При выполнении сварки инвертором деталей небольшой толщины. Обратная полярность в таких случаях поможет защитить матриал от прожога.
На обратной полярности выполняется сварка деталей, выполненных из высоколегированных сталей, которые очень чувствительны к перегреву.

Работа инверторной сваркой

Прямую полярность, при использовании которой заготовка подвергается значительному нагреву, оптимально использовать для соединения материалов, отличающихся большой толщиной и массивностью.

При выполнении любых сварочных работ с использованием инвертора наиболее значимыми являются три параметра, которые взаимосвязаны друг с другом:

сила сварочного тока;
диаметр электрода;
толщина соединяемых деталей.

На выбор электродов толщина соединяемых деталей оказывает непосредственное влияние. При необходимости соединения тонких деталей (до 1,5 мм), ручная сварка не используется, для этой цели лучше подойдут полуавтоматические аппараты или же устройства, позволяющие выполнять сварку в защитной среде аргона.

Варианты положения электрода при сварке

Решая, какие электроды выбрать для сварки конструкций определенной толщины, можно руководствоваться следующими критериями:

для деталей, толщина которых составляет 2 мм, лучше всего подойдут электроды Ø 2,5 мм;
при соединении деталей толщиной 3 мм, следует выбирать электроды Ø 2,5–3 мм;
если толщина свариваемых деталей составляет 4–5 мм, то подойдут электроды Ø 3,2–4 мм;
детали толщиной 6–12 мм лучше всего варить электродами Ø 4–5 мм;
когда толщина превышает 13 мм, то оптимальным будет выбор электродов Ø 5 мм.

Правильно выбирать диаметр электродов очень важно, так как при превышении этого параметра снижается плотность сварочного тока. Это приведет к тому, что сварочная дуга станет неустойчивой, ухудшится провар деталей, увеличится ширина сварного шва. Многие производители указывают на упаковке информацию о том, какие значения силы тока лучше всего использовать.

Если же такой информации на упаковке не содержится, то можно руководствоваться следующими рекомендациями:

для сварки электродами Ø 2 мм следует устанавливать сварочный ток, сила которого составляет 55–65А;
для изделий Ø 2,5 мм используют ток 65–80А;
электроды Ø 3 мм — ток 70–130А;
для электродов Ø 4 мм выбирают сварочный ток 130–160 А;
изделия Ø 5 мм — ток 180–210 А;
6-ми миллиметровыми электродами лучше варить на токе 210–240 А.

Как становится понятно из всего вышесказанного, для качественной сварки инвертором важен правильный выбор электродов по их диаметру. Также следует устанавливать оптимальную силу сварочного тока. Если, к примеру, вы соберетесь варить инвертором тонкий металл, используя электроды большого диаметра, или сила сварочного тока будет превышать допустимые значения, то в готовом шве могут образоваться поры, что значительно снизит его качественные характеристики.

Электроды зарубежных производителей

На отечественном рынке большую популярность завоевали электроды торговой марки ESAB. Характерной особенностью электродов от шведского производителя является то, что их маркировка начинается с обозначения «ОК», за ним следуют 4 цифры. Среди большого разнообразия моделей электродов данной торговой марки наибольшее распространение получили следующие из них.

ОК 46.00. По характеристикам они очень похожи на отечественные изделия МР-3. Ими с применением инвертора можно варить углеродистые, низколегированные стали, используя постоянный, а также переменный ток. При их использовании обеспечивается высокое качество получаемого соединения.
ОК 48.00. Работать ими можно исключительно на постоянном токе, их используют для монтажа особо ответственных конструкций.
ОК 53.70. Относятся к специализированному типу, с их помощью выполняют сварку корневых проходов, соединения стыков труб.
ОК 61.30 и 63.20. Их используют для сварки инвертором деталей из нержавеющей стали, но перед их приобретением важно уточнить, подойдут ли они для работы с интересующей вас маркой металла.
ОК 68.81. При помощи изделий данной марки выполняют сварку инвертором деталей из неопределенных марок сталей, а также из трудносвариваемых марок.
ОК 96.20. Ими работают по чугуну, а также соединяют чугунные детали со стальными.
ОК 92.60. Предназначены для сварки изделий из алюминия, его сплавов с использованием инвертора.

К слову сказать, в ассортименте электродов данной торговой марки есть и изделия, которыми можно выполнять сварку меди и ее сплавов.

Виды сварочной дуги при сварке электродами

Чем руководствоваться при выборе электродов

Резюмируя все вышесказанное, можно выделить ряд основных параметров, на основе которых следует выбирать электроды для инверторной сварки. В первую очередь необходимо учитывать тип материалов, которые вы собираетесь варить. Если требуется монтаж ответственной конструкции, то лучше выбрать для этого электроды от хорошо зарекомендовавшего себя производителя. К примеру, для таких целей хорошо подойдут изделия торговой марки ESAB, выпускаемые известным шведским производителем.

Если поверхность деталей из углеродистых сталей, которые вы собираетесь варить инвертором, покрыта ржавчиной или влажная, то лучше выбирать электроды с покрытием рутилового типа.

Изделия с основным покрытием используют в тех случаях, если необходимо выполнить сварку инвертором особо ответственных конструкций. Качество сварки такими электродами зависит и от того, насколько тщательно вы подготовили соединяемые поверхности. Чтобы понять, как выполняется такая подготовка, можно посмотреть обучающее видео, которое несложно найти в интернете.

От того, какой толщины детали вам необходимо варить инвертором, зависит не только выбор диаметра электрода, но и силы сварочного тока, который также оказывает влияние на качество формируемого соединения.

При планировании сварочных работ всегда следует помнить, что правильно подобранные электроды позволят вам получить качественное соединение даже в том случае, если вы используете в работе недорогой инвертор.

Как правильно выбрать электроды по нержавейки от А до Я

Если Вам нужно выбрать электроды для сварки нержавейки дома или на производстве, то в нашей статье вы найдете рекомендации как их правильно выбирать и применять. Особенности сварки нержавейки, отдельные методы и приемы для получения идеального шва.

Электроды по нержавейке в чем особенности

Для сварки нержавеющей стали (правильное название — коррозионностойкий стали) используют специальные штучный электроды по нержавейки. Эти электроды изготавливаются для применения на постоянном и/или переменном токе. Более распространены электроды для постоянного тока так как процесс сварки протекает более плавно, а качество шва выше.

Особенности процесса заключается в том что нержавейка обладает низким коэффициентом теплопроводность то есть её легко перегреть и металл начинает растекаться. Также она обладает высоким коэффициентом линейного расширения. Это значит что в процессе сварки металл сильно расширяется, а после когда шов кристаллизуется металл усаживается и зачастую появляется такой дефект как «утяжина» — непровар.

Ещё одним вредным последствиям высокого коэффициента линейного расширение является, то что конструкции сильно деформируются под действием сварочных напряжений.

Потому при выборе электродов нужно стараться соблюдать следующие условия:

Использовать диаметр от 1,5 — 2,6 мм;
Использовать электроды с составом стержни схожим основным металлом ;
Для снижения риска получения непровара нужно обеспечивать более широкий зазор — больше диаметра электрода.

Потому сварку таких стали лучше всего вести как можно быстрее, используя минимальное значение силы тока. Это можно выполнить, используя электроды меньшего диаметра. Эти меры помогут снизить перегрев металла, а также избежать сильных сварочных деформаций.

Почему важно использовать специальные электроды для сварки нержавейки

Это связано с тем, что подавляющее большинство этих сталей являются высоколегированными сталями. Сварка которых затрудняется множественными факторами такими как:

Высокое содержание углерода в шве.
Высокие требования к защите сварочной ванны и дуги от воздуха, что в противном случае ведёт к большому количеству дефектов.
Низкая теплопроводность которые зачастую приводит к перегреву металла процессе сварки и образованию дефектов виде прожогов.

Если взять скажем электроды к примеру для черных стали ( нелегированных ) и попытаться произвести сварку, то сварной шов получится, но будет иметь множество недопустимых дефектов грубо говоря мы получим брак.

Ко всему ещё металл шва будет подвержен коррозии так как металл электродов не имел необходимых легирующих элементов.

Также они применяемые для нержавеющих сталей должны быть специально предназначенными для сварки именно этой группы стали и должны быть близкими по химическому составу. Если не соблюсти это условие, то сварочный шов будет выдерживать меньшее напряжение чем основной металл и будет являться самым слабым участком детали.

Также немаловажным фактором является то, что зона сварки, кромки деталей должны быть очень хорошо зачищены, а желательно и обезжирены. Как уже говорилось при сборке нужно соблюдать чуть увеличенный зазор.

Какими электродами варить нержавейку на переменном и постоянном токе

Для сварки коррозионностойких сталей на переменном токе в большей степени используются электроды содержащий в своей обмазке рутил. Это могут быть электроды чисто с рутиловым покрытием, рутилово-целлюлозным, рутилово-карбонатным и прочими. Рутил которые входят в состав обмазки обеспечивает легкое зажигание и стабильное горение сварочной дуги.

При сварки на переменном токе, нет такого понятия как полярность (прямая, обратная ) которые присуще только сварки на постоянном токе.

Даже при наличии дополнительных компонентов составе обмазки, сварка на переменном токе менее качественна и имеет ряд ограничений по сравнению с постоянным током, а потому применяется реже.

Электроды по нержавейки для переменного тока

Рассмотрим несколько основных марок применяемые для сварки по нержавейке на переменном токе. Их также можно использовать и для сварки на постоянном токе.

ЦТ 50

Эта марка применяется для сварки нержавейки, крайне распространённой и в промышленности, и в быту 08х18н10т, 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т и прочие. Они используются, когда нет особых требований к коррозионной стойкости соединения. Выпускаются диаметрами от 3 мм до 5 мм. Покрытие у них — рутилово-основное. Ими выполняется работа как правило на переменном токе, но можно и на постоянном с обратной полярностью, во всех пространственных положениях за исключением вертикального положения сверху вниз.

ОЗЛ 14

Эти электроды так же как и их предшественники используются по нержавеющей стали аустенитного класса (все по тем же 12Х18Н10Т, 12Х18Н9). Также они рассчитаны на условия, которых не требуется жёстких параметров по межкристаллитной коррозии. Сварка имя возможного всех пространственных положениях, на переменам / постоянном токе. Выпускаются они диаметром 3 и 4 миллиметра. Покрытие у них рутиловое.

Важно — при использовании электродов с рутилом покрытием возможна сильная зашлаковка сварочного шва. Это на заметку начинающим сварщикам так как очень сложно отличить сварочной ванне расплавленный металл от шлака.

ОЗЛ-310

Эти электроды используются для сварки и наплавки жаропрочных хрома никелевых сплавов также высоколегированные стали Х45Х25Н20С2 и сварка жаростойких ферритно-перлитных сталей. Покрытия— рутил— карбонатное. Диаметрами они выпускаются 3— 4 миллиметра и применяются для сварки на переменном токе (можно использовать на постоянным). Они обладают отличными сварочными и технологическими свойствами потому как содержит 20-22 процента никеля. Варить можно во всех пространственных положениях за исключением вертикального сверху вниз.

Электроды для сварки на постоянном токе

Теперь рассмотрим электроды применяемые при сварке нержавейки на постоянном токе. На постоянном токе сваркой идет более стабильно. Они содержат в обмазке минимальное количество элементов для ионизации. Их зажигать чуть сложнее чем применяемые на переменном токе.

Процесс сварки на постоянном токе выполняется с подключением аппарата на обратную полярность. Обратная полярность— это такое подключение аппарата, когда плюс подключается к держаку, а масса подключается к детали.

Рассмотрим несколько основных марок, таких как, а ОК 61-35 и 61-30 производитель Esab, электроды ЭА 400/10У, ЦТ-15, ЦЛ-11 и др. Далее более подробно остановимся на некоторых из перечисленных здесь.

Популярные электроды для сварки нержавейки (стали 12х18н10т)

Чаще всего в быту приходится использовать электроды для сварки нержавеющей стали марки— 12х18н10т называемой «медицинская сталь». Это хромоникелевая сталь аустенитного класса (она является высоколегированной, так содержание легирующих элементов превышает 10 %). Рассмотрим самый часто применяемые электроды для сварки этой стали.

ОК 61-35

Эти электроды применяется для сварки стали 12х18н10т в основном для ответственных швов к которым высокие требования по стойкости сварного шва и изделия целом к межкристаллитной коррозии. Применяются для изделия которые работают в зоне температур от — 196 до 400 градусов, что позволяет их использовать даже для криогенных установок. У них основное покрытие. Они имеют имеет достаточно высокую стоимость.

ЭА 400 10у

Так же, как и предыдущие электроды, применяются для сварки высоколегированный стали 12х18н10т, но когда температура эксплуатации изделия не превышает 350 градусов. В отличие от предыдущей марки ЭА 400/10у используется в тех случаях, когда не предъявляются высокие требования к межкристаллитной коррозии. Варить ими можно во всех пространственных положениях, коме сверху вниз. Покрытие – основное. Их стоимость значительно ниже, и они часто используются в бытовых целях. Выпускаются диаметрами от 2 до 5 мм.

ЭА 395/9

Используется эта марка для сварки нержавеющей стали аустенитного класса, а также для их сварки с углеродистыми. Покрытие у них основное, используются на постоянном токе. Шов получаемый этими электродами очень высокого качества, ровный с мелкой чешуйчатостью. Выпускаются диаметрами от 3 до 4 мм.

ЦЛ 11

Эти электроды применяются, когда стоит задача заварить шов с высокими требованиями по устойчивости к межкристаллитной коррозии. Эти электроды имеют основное покрытие и сварка ими возможно во всех пространственных положениях. Изделия, которые свариваются этими электродами могут эксплуатироваться при температуре до 400 градусов. Как и у предыдущие марки диаметр их бывает от 2 до 5 мм.

ЦТ 15

Эти электроды используется для сварки всё той же хромоникелевой нержавеющей стали 12х18н10т. Также Х16Н13Б и подобным сталям работающим при температуре 560-650 градусов и подвергающемся высокому давлению. Используется в условиях, когда предъявляются жёсткие требования по межкристаллитной коррозии. Чаще всего они используются в промышленности, так как в домашних условиях как правило нету столь высоких температур. Покрытие у них основное, сварка возможна во всех пространственных положениях.

Электроды для нержавейки – распространенные маркировки

Рассмотрим в этом разделе марки который также часто применяются как на производстве, так и в домашних условиях для нержавейки на основе хрома.

УОНИ-13/НЖ

Эти электроды применяются для сварки хромистых стали таких как 12х13 и подобным, с содержанием хрома 13 процентов. Покрытие у них основное.

ОЗЛ 8

Эти электроды используют для коррозионностойких сталей таких как: 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т и подобных в тех случаях когда нет жёстких требований по межкристаллитной коррозионной стойкости. Покрытие их основное, варить ими нержавейку можно во всех положениях *коме сверху вниз) на постоянном токе.

Эти электроды применяют для сварки жаростойких нержавеющих сталей содержанием хрома и никеля, таких как 10Х23Н18, 20Х23Н13 и аналогичных работающих до 1000 градусов. Покрытие у них основное. По сварке ими есть ряд ограничений, таких как ширина валика которые не должна быть более 3 диаметров электрода, а также обязательная прокалка перед сваркой при температуре 350—370 градусов.

Эти электроды чаще всего применяются для сварки двухслойных стали (так называемый биметалл). Свариваются ими легированный стали марок 08Х13, 12Х18Н9Т и подобным. Сварочный шов будет соответствовать высоким требованиям у межкристаллитной коррозии. Покрытие этих электродов основное. Выпускаются диаметрами от 3 до 5 мм.

ОЗЛ-22

Эти сварочные электроды применяются для нержавейки из низкоуглеродистых хромоникелевых сталей. Покрытие этих электродов специальное. Варить ими можно не во всех пространственных положениях, а лишь в: нижним, вертикальным, и ограничена в потолочном. Диаметр этих электродов выпускаются 3 и 4 миллиметра.

Что лучше переменный или постоянный ток

Ответ на этот вопрос достаточно простой— это постоянный ток. У источников переменного тока есть определенный ряд преимуществ таких как невысокий потери электроэнергии, но качество сварочного шва на переменном токе ниже. Это связано с тем, что при сварке на переменном токе дуга имеет нулевое напряжение за период 3 раза. Фактически она обрывается на долю секунды и снова разжигается.

Чтобы стабилизировать горение дуги в электронное покрытие добавляют специальные компоненты, улучшающие ионизацию. Также на переменном токе происходит смена полярности за секунду 120 раз при промышленной частоте в 60 Гц, что в свою очередь сказывается на нестабильности сварочного процесса.

Расскажем немножко о полярности. При использовании обратной полярности максимальный нагрев идёт на электрод что в свою очередь снижает количество тепла вводимая деталь, а это уменьшает деформацию.

При использовании прямой полярности соответственно ситуация обратная, максимальное тепло выводится в деталь что может обеспечивать более глубокое проплавление металла и применяется для сварки детали с большими толщинами. Также применяется для сварки тиг чтобы не ввести дополнительный перегрев вольфрамовую электрода.

При сварке на переменном токе полярность пол периода прямая, а после меняется на обратную что в свою очередь негативно сказывается на качестве сварки.

Какие электроды берут для сварки нержавейки с черным металлом (переходные электроды)

Рассмотрим так называемые переходные электроды, это электроды, которыми сваривают черный металл с нержавейкой. Отсюда и название «переходные» — переход от одной стали другой. Применяются они как в промышленности, так и в быту к примеру при приварке в бане бака.

Рассмотрим основные электроды, которые чаще всего используются.

ОЗЛ 6

Эти электроды предназначены для сварки углеродистых, а также низколегированных сталей перлитного класса (к примеру сталь 20, 09Г2С) со сталями аустенитного класса. Также они применяются для сварки жаростойких хрома никелевых стали (к примеру 20Х23Н18) которые могут работать при температурах до 1000 градусов. Покрытие этих электродов основное, сварка возможна в Нижнем, вертикальном и потолочном положениях. Электроды выпускаются диаметрами от 2 до 5 мм. Перед сваркой обязательная прокалка при температуре 300— 335 градусов в течение одного часа.

Ок 67.60

Эти электроды производства Esab ОК имеют кисло-рутиловое покрытие. В результате чего дуга очень хорошо загорается (это связано с наличием рутила в обмазке). Используются они для сварки хромоникелевых сталей с чёрными низколегированными низкоуглеродистыми. Варить электродами можно во всех пространственных положениях кроме сверху вниз. Электроды необходимо прокаливать перед сваркой при температуре до 370 градусов 2 часа.

Какими электродами варить нержавейку 1 мм

Сварка нержавейки процесс непростой, а особенно когда идет речь о малых толщинах. Нержавейку легко перегреть и прожечь, потому что у неё низкий коэффициент теплопроводности. Также тонкий металл очень сильно подвержен деформациям которые возникают процессе сварки.

Для сварки такой тонкой нержавейки необходимо будет использовать электроды с рутилово-кислым покрытием. Одной из марок, которые можно использовать является ОК 63.20. Данные электроды подойдут если температура эксплуатации детали до 350 градусов Цельсия.

Ещё одна марка, которую можно рассмотреть это ОК 63.34. Эти электроды близки по свойствам в предыдущей марке ими можно выполнять сварку сверху вниз. Использование данного способа снижает температуру, соответственно и риск прожечь тонкий металл.

Также стоит рассмотреть такую марку электродов как ОК 61.20 от ESAB. Они имеют рутила кислое покрытия и предназначены для сварки тонкостенных деталей при условии, что эксплуатация до 400 градусов.

Общие принципы выбора электродов

Выбор сварочных электродов необходимо производить по материалу детали (основной материал из которого изготовлены детали). Самый простой способ — это забить в интернете (но лучше конечно смотреть в ГОСТе или марочнике сталей) механические характеристики нужного нам материала. Нас интересуют такие характеристики как предел текучести — σ_т и временное сопротивление σ_в.

Получаем значения и идем снов в интернет, гост или каталог электродов и сравниваем значения. Значения основного металла должны быть равны или немного меньше значением для электродов. Ну и конечно, как уже говорилось состав металла в электродах должен соответствовать или быть близким основному металлу.

Советы и рекомендации по сварке нержавейки

Завершении дадим несколько рекомендаций и советов по сварке нержавейки.

Чтобы избежать перегрева и как следствие прожогов сварку нужно вести достаточно быстро не задерживаюсь подолгу на одном месте не перегревая металл. Можно использовать способ сварки с отрывом, это когда зажигается дуга, проваривается небольшой участок шва 2-3 см и дуга обрывается. После дуга снова зажигается и проваривается еще 2-3 см. Он особенно хорош когда нужно варить металл малой толщины.

Сварочный ток выставлять на минимальные значения все для того же – чтобы не перегревать металл.

Также имеет большое значение подготовка кромок и зазор. Зазор как правило делают увеличенный чтобы снизить риск непровара.

Зачистка кромок должна производиться наиболее тщательно по сравнению со сваркой чёрных сталей, так как попадания загрязнений в сварочную ванну будет приводить к образованию пор.

Чтобы получать красивую облицовку сварочного шва из нержавейки нужно немало потренироваться, так как сварка этого материала достаточно специфична из за того что металл сильно течёт. Потому если стоит задача получить красивая сварное соединение лучше использовать способ сварки— ТИГ. О данном способе более подробно читайте в нашей статье — Tig сварка — что за способ, где он применим: описание, параметры, режимы.

Читайте также: