Контактная сварка нержавеющей стали
Обновлено: 20.09.2024
Нержавеющей сталью являются коррозионностойкие легированный сплавы, устойчивые к тяжелым условиям. Исследователь Гарри Бреарли во время экспериментов с металлами в 1913 году, обнаружил заметную сопротивляемость коррозийным факторам, состава с хромом. Перед этим Krupp Iron Works запатентовала сталь аустенитного типа (7% никеля и 21% хрома). В 1915 году компания из Шеффилда выпустила на массовый рынок нержавейку. Производитель рекомендовал использовать продукцию для столовых материалов.
Виды нержавеющей стали
Нержавейка разделена на три отдельных типа:
- Жаростойкие сплавы – материал со способностью эффективного сопротивления агрессивным средам в условиях высокой температуры.
- Коррозионностойкая сталь – применяется в быту и небольших предприятиях. Такие металлы можно встретить на объектах нефтеперерабатывающей, легкой промышленности. Вариант материала пригоден для производства различных инструментов и техники.
- Жаропрочный тип стали необходим для сохранения механических свойств (формы, прочности) во время высокой температуры.
Коррозионностойкая сталь Жаропрочная нержавейка
По химическому строению нержавеющие сплавы разделяют на различные виды:
- Мартенситные стали получили отличные коррозионностойкие качества в условиях обычного открытого пространства и средах с малым уровнем агрессивности. Такую нержавейку применяют для приборов, функционирующих на износ. В частности, из мартенситных сплавов изготовляют ножи, упругие элементы химического и продовольственного производства. Такой материал может применяться в незначительных концентрациях соли и кислотных растворов.
- Аустенитные нержавейки отличаются физическими свойствами в том числе твердостью и пластичностью. Нержавейку активно применяют в машиностроительной отрасли. Этот вариант сплава при осуществлении холодных деформационных усилий может проявить магнетическую силу. Высокая технологичность материала позволяет использовать детали для конструкций и приборов.
- Ферритные сплавы можно обнаружить в окислительной атмосфере. Подобный материал отлично выполняет функции в бытовых приборах, системе отопления, системах для теплообмена. Также сплав высоко ценится в пищевом сегменте производства. На сплав не действует азотные концентраты, жидкости с аммиаком и подобные агрессивные среды.
- Аустенитно-ферритная основа проявляет более высокий предел текучести материала на фоне подобных металлов. Комбинированный металл демонстрирует малый рост зерен при двухфазной структуре. В связи с малым количеством никеля аустенитно-ферритовая сталь хорошо соединяется во время сварки. Такие сплавы удачно применяются в авиастроении, химическом производстве, тяжелой промышленности.
Структура мартенситной стали Мартенситная сталь Структура аустенитной нержавейки
Классификация материала по составу элементов
Хромистые виды включающие Мартенситные, Полуферритные, Ферритные сплавы используют для клапанов гидравлических прессов, лопаток для турбин, пружин и прочей бытовой техники.
Хромоникелевые (аустенитные) нержавейки идут в качестве ресурса для столовых приборов, стоматологических изделий.
Стабилизированные аустенитные марки являются ресурсом для создания сварных конструкций для работы в агрессивных условиях, высоких температурах (до 800 °C).
Соединение металла сваркой
Сварки нержавейки имеет свои особенности, которые стоит учитывать при работе для избегания брака и дефектов.
- Материал склонен к утрате коррозийного сопротивления. При температуре более 500 °С материалы начинают терять включения хрома и феррума. Для предотвращения выхода молекул из раскаленной сварочной ванны, когда проводится работа с различной нержавейкой, требуется быстрое охлаждения участка нового шва.
- Нержавейке свойственен высокий уровень усадки и эффекта расширения. Во время охлаждения сталь сужается. При сварочном нагреве нержавейка наоборот незначительно увеличивается в размерах.
- Коррозионностойкая сталь имеет в два раза меньшую теплопроводность, чем у прочих металлов используемых для сварки. Это приводит к скапливанию тепловой энергии во время проведения сварки в зоне нагрева. Чтобы предотвратить значительное неравномерное распределение энергии, сварочный ток, как правило подается на 15% меньше нормы.
Создавать связь нержавейки можно несколькими методами, но практически применяют:
- Электросварочные работы по нержавеющей стали покрытыми электродами (ММА).
- Сварка полуавтоматом с нержавеющей проволокой (МИГ).
- Аргоновый метод с вольфрамовым электродом (TIG).
Наиболее распространенные способы неразъемного соединения нержавеющего материала
Благодаря многочисленным исследованиям, сварить нержавейку связывают швом разными технологиями.
Способы проведения сварки нержавеющей стали имеют свои особенности и выбираются исходя из возможностей целей и доступности.
Ручная сварка нержавейки
Известны ручные, автоматические и полуавтоматические варианты соединения. На производстве часто используют автоматические виды сварки, в частности сварку под флюсом. При таком методе сварочная дуга производится под требуемой прослойкой флюса между сварочной проволочного электрода и основной массой металла. Такой метод решает массу задач:
- шлак защищает зону сварочной ванны от влияния атмосферы;
- дуга горит стабильно без прерываний;
- отсутствие разбрызгивания расплавленного металла;
- более удобная среда для создания сварного соединения.
Существует ручной и полуавтоматический способ сварки под флюсом. Такие способы пригодны для обработки малого радиуса кривизны и коротких мест соединений. В большинстве случаев применяют автоматы.
Сварка нержавейки полуавтоматом
Автоматическая форма происходит с использованием автоматической установки которая контролирует следующие функции:
- Перемещение электрической дуги по линии шва.
- Обеспечение стабильной сварочной дуги.
- Производит подачу заданного количества проволоки и необходимого флюса в зону плавления.
Способ отлично подходит для соединения ответственных конструкций нержавейки с большим значением толщины. Сварщики могут применять тандемную схему, где пара электродных проволок находятся одной плоскости, что положительно влияет на характер сварного шва. Весьма активно распространяется труд роботизированных систем во время обработки угловых швов и соединения ровных площадей.
Контактная сварка нержавейки
Сварочный метод контактной сварки (роликовая и точечная) подойдет при соединении нержавеющих заготовок с толщиной более 2 мм.
Точечный способ происходит при меньшей силе тока и позволяет уменьшить шанс прожога и появления карбида, способствующего окислительным явлениям.
Роликовый способ применяют для сварки неответственных соединений. Качества шва может превысить качество основы.
Холодная сварка нержавейки
Такой метод предусматривает соединение с применением двухкомпонентного клея. Такой способ приемлем для временного ремонта емкостей и труб. Смешав компоненты, холодная сварка наносится на необходимое место и затвердевает. Такой способ не применяется для разнородных металлов. Способ доступный любому лицу без подготовки и не требует значительных растрат.
Плазменный метод
Плазмой сваривают нержавейку двумя вариантами.
Плазменная сварка нержавейки
Ручной метод с использованием дуги между основным изделием и электродом, с силой тока 0,1 – 15 А. Сварка автоматом обеспечивается плазмотроном. Такой аппарат производит сварку благодаря пучку плазмы с силой тока более 100 А.
Ручная сварка аргоном
Сварка нержавейки аргоном, обеспечивает создание защитной среды от окисления, с применением благородного газа, с применением электрода из вольфрама.
Полученное сварочное соединение обладает всеми качественными характеристиками, даже если работу выполнял любитель. Аргоновый способ не производит брызги, создает красивый шов, после которого нет необходимости зачищать поверхность от шлака. Аппарат с использованием аргона для сварки нержавейки позволит вести работу даже с тонкими деталями, являясь самым чистым вариантом проведения операции. Работа с маркой нержавейкой может проходить как на переменном, так и противоположном токе. Электрическое напряжение следует настроить исходя из размеров нержавейки.
Соединение нержавеющего металла электродом при домашних условиях
В стандартных бытовых условиях соединение производится с аппаратами инверторного варианта. Такая техника питается от сети 220 В, а небольшой вес позволит легко перемещать технику и производить сварку дома или в гараже. Инвертор сможет создать надежные соединения металлических заготовок.
Для успешной операции применяют следующие параметры:
- Напр. 60 А, для материала толщиной 1,5 мм, электроды – 2 мм.
- Электрическое напряжение 75-85 А, для 3 мм толщины, следует применять электроды 3 мм.
- Величина настройки 100 А, для толщины 4 мм, электроды 3мм.
- При режиме работы 150 А, для 6 мм с электродами 4 мм.
ММА сварка: особенности
Создание неразъемной связи нержавеющей марки стали простыми электродами осуществляется несколькими этапами. В начале удаляется вся ржавчина и лишние включения на поверхности изделия. При наличии кромок свыше 4 мм мастер осуществляет их разделку напильником, что обеспечит эффективное проплавлением детали. Если изделие имеет тонкие размеры, необходимо плотно сдвинуть два края заготовки. По ГОСТу 10052-75 для нержавейки подходят ОЗЛ-8, ЦЛ-11, марки УОНИ. При наличии информации о марке металла по ГОСТу можно подобрать требуемый расходный материал.
- Заготовки с шириной более 7 мм, необходимо нагреть до 150 °С.
- После подготовки готовый инструмент подносится и легко ударяется по месту будущего шва несколько раз. Таким образом сварщик активизирует электрическую дугу.
- Дальнейшая операция проходит под воздействием эффекта короткой дуги. Сварщик медленно проходит весь участок шва вдоль линии с плавными зигзагообразными движениями.
- В конце требуется сделать замок для предотвращения швов.
- После остывания можно снять шлак и места сварки и произвести последующую полировку шва.
Для создания шва необходимы электроды коррозионностойкого и жароустойчивого вида. К таким электродам можно отнести ОЗЛ-6 с характерной жаростойкостью. Также выгодны прутки АНО-27 для сварки необходимых конструкций и деталей. Шов отлично противодействует низким температурам.
Расходные материалы для сварки нержавейки с черным металлом
Иногда появляется необходимость присоединить два различных металла. Согласно техническим правилам, такая связь является неверной, а необходимость соединения присутствует не часто. Для этих целей производители предлагают специальные электродные прутки.
Сварка нержавейки с черным металлом
Сварщик должен учитывать возможно ли осуществить соединение между соответствующими видами металла. Выделяются два варианта для соединения:
- Операция вольфрамовыми стержнями.
- Операция с черным сплавом покрытыми стержнями.
Самыми частыми электродами являются АНЖР-1 и АНЖР-2. Такие электроды позволят провести сварку во всех пространственных положениях.
Тig сварка
Работа вольфрамовыми прутками является не такой востребованной в связи с высокой стоимостью. Кроме того, необходима специальная техника. Во время работы сварщик должен постоянно следить за перпендикулярным размещением электрода по отношению с зоной сварки.
В индивидуальном порядке определяют силу тока:
- 1 мм – сила до 60 А, диаметр расходного материала – 2 мм.;
- 2 мм – ток до 80 А, с прутком – 3 мм;
- 4 мм – напряжение – 90-130, расходник -4 мм.
Работа с тонкой нержавейкой
Сварщик должен уметь работать с тонким материалом для удачного соединения. При соединении тонкостенной нержавейки необходимо применять напряжение на 20% меньше чем в стандартном случае. Для соединения используют прутки не более 35 мм. Сварка любой тонкой нержавейки в домашних условиях также чаще всего используют инвертор.
При работе необходимо придерживаться следующих условий:
- Не нагревать детали более 150 °С.
- Соединение осуществляется с малым током.
- Не стоит придавать дуге колебательные манипуляции.
- Для уменьшения уровня нагрева тонкостенных деталей, следует подставить теплоприемники.
Для сварки тонкостенной нержавейки используются электроды ЦЛ-11- материал является стойким к коррозии. Также ОК 63.20 разработан для сварки тонкостенных металлов для использования в агрессивной и жидкой атмосфере, выдерживая температурный режим до 350 °С.
Сварка различных нержавеющих труб
Неразъемная связь большинства нержавеющих марок труб может производиться электродами. Такие операции производятся со стержнями с рутиловой или основной обмазкой. Процесс соединения происходит с постоянным током обратной полярности.
Постоянный ток позволит предотвратить разбрызгивание нержавейки, упростить процесс работы. Также создается более качественный шов и позволяет работать с тонкостенными трубами.
Сварка труб и прочих изделий из нержавеющей стали состоит из следующих действий:
- Обработка материала от ржавчины.
- Предварительное зажигание и удержание дуги.
- Проверка характеристики шва, с отбытием шлака.
Для труб используют марку электродов ОК 63.20 с использованием сварки токами (способ поджига – тушения электрода).
Режимы сварки
Для нержавейки оптимальным вариантом сварки является соединение постоянным током. Чаще всего для нержавеющих металлов используют обратную полярность. Таким образом, положительным становиться электрод, а основной металл позиционируется как минус. В индивидуальном порядке режим сварки может изменяться.
Mig mag сварка
Такое решение применяется для сварочного материала с тонкой стенкой и высокими требованиями к качеству шва. Такую сварку применяют для ответственных работ для системы в условиях повышенного давления.
Соединения производят постоянным током в среде инертного газа, с использованием высоколегированной посадочной проволоки. Соединение происходит без колебаний, в противном случае нарушается защитный газовый слой. Внешний участок шва часто охлаждаю водой. Для сохранения вольфрамового стержня рекомендуется выключать поток газа спустя 15 сек после окончания работы.
Сварка лазером и сварка электронным лучом
Разогрев деталей проходит под воздействием лазерного луча. Метод высокоточный и проходит с большой скоростью.
Сварка нержавейки лазером
Лазер позволяет создать герметичное соединение различной герметичной формы. Для осуществления сварки нет необходимости в среде вакуума. Метод не применяется для толстых заготовок, кроме того лазерное оборудование обладает низким КПД (1-2%) и имеет высокую стоимость. Электронно-лучевая неразъемная связь производит операцию с использование потока заряженных частиц, которые бомбардируют необходимый участок направляемые специальной электронной пушкой. Полученный таким методом шов характеризуется высоким качеством. Такой метод редко используется в виду сложности и дороговизны реализации процесса, необходимости в вакуумной камере.
Электроды для сварки нержавейки
Среди множества сталей, по некоторым данным их общее количество насчитывает около 600 наименований, особняком стоят нержавеющие (коррозионностойкие). Состав этих сталей позволяет их использовать в различных условиях эксплуатации, например, на морском воздухе или в химически агрессивных средах.
Из нержавейки производят трубопроводную арматуру, емкости, в том числе, работающие под давлением и многие другие детали и агрегаты. Для соединения между собой частей трубопровода устанавливают разъемное или неразъемное соединение. Для первого типа востребованы фланцы, муфты и пр. Для создания неразъемных соединений (стыков) используют сварку.
Надо понимать, что наличие в составе нержавеющих сталей различных элементов, предъявляет особые требования к способу соединения и материалов для этого используемых.
Электроды по нержавейке
Почему важно использовать специальные электроды для сварки нержавейки
Нержавейка, с момента ее появления на рынке металлов широко используется для производства деталей и сборочных единиц, которые применяют в различных отраслях. Популярность нержавейки обусловлена не только ее стойкостью к воздействию коррозии, но и рядом других свойств. К ним можно отнести, высокие прочностные параметры, внешний вид, длительность эксплуатации. Но сплавы этого класса обладают одним существенным недостатком – плохая свариваемость. Надо сказать, что такой недостаток существенно осложняет работу с нержавейкой. Она обусловлена рядом причин, в частности:
- Нержавеющие сплавы имеют низкую теплопроводность. Этот показатель в два раза меньше, чем у традиционных углеродистых сталей. Именно поэтому, во время выполнения сварочных работ этот материал хуже отводит излишнее тепло, возникающее в процессе работы. Такое явление привело к тому, что для уменьшения тепла, используют сварочный ток на 15-20% меньший, чем тот, который необходим для сварки черных сплавов.
- Во время соединения изделий из нержавеющей стали с большой массой между заготовками необходимо оставлять довольно большой зазор. Если это требование проигнорировать, то в металле, который расположен рядом со швом будут появляться трещины микроскопического размера. Их наличие приведет к тому, что будет снижено качество соединения, в том числе и его надежность.
- При сварке нержавеющей стали, в зоне шва образуется зона высокого электрического соединения. Соответственно это приводит к сильному нагреву инструмента. Именно это и определило то, что для выполнения сварочных работ необходимо использовать специальные расходные материалы по нержавейке, предназначенные для работы с такими сталями. Их выбирают на основании маркировки нанесенной на коробку или на сами расходники.
Электроды по нержавейке, в чем особенности
При выполнении работ с заготовками, произведенными из нержавеющих сталей необходимо не только правильно выбрать электроды, но и квалифицированно использовать сварочное оборудование, в частности, подобрать рабочий ток, определить расход газа и пр.
Электроды для сварки нержавейки
Нарушение некоторых технологических правил приводит к такому явлению как межкристаллическая коррозия. Она снижает стойкость к коррозии шва и расположенного рядом металла. Кроме того, по достижении определенной температуры в структуре начинают образовываться карбиды хрома и железа. Они придают металлу излишнюю хрупкость и снижают его антикоррозионные характеристики.
Электроды для нержавейки помогают избежать этого явления, и при их правильном использовании качество шва будет отвечать всем техническим требованиям.
Переменным или постоянным током
Для создания неразъемных соединений из нержавеющих сталей допустимо использовать постоянный и переменный ток. У каждой технологии сварки существуют определенные плюсы и минусы.
Так, использование постоянного тока приводит к снижению расхода электродов, за счет того, что при использовании этого тока, материал, практически не разбрызгивается. Кроме того, постоянный ток позволяет обеспечить высокую скорость сварки, качество сварного шва. Но, оборудование, используемое для работы, отличается высокой стоимостью, а это, в результате приводит к росту себестоимости работ.
Применение переменного напряжения позволяет использовать оборудование, которое стоит значительно меньше что то, которое применяют для выработки постоянного тока. Сварщик, использующий переменный ток, получает в результате качественный шов. Но, вместе с тем, использование переменного тока приводит к получению большего количества капель металла, а это приводит к повышенному расходу нержавейки.
Электроды постоянного тока по нержавейке
Перед началом сварочных работ сварщик должен сделать правильный выбор электродов. Следует понимать, то, что стержни с обмазкой в состоянии гарантировать высокое качество шва. Ручную сварку выполняют с использованием постоянного тока обратной полярности. Для получения качественного результата сварщики применяют следующие марки расходных материалов, предназначенные для нержавейки:
- ЦЛ11 – это одна из самых широко распространенных марок среди сварщиков. Его применяют для обработки сталей с довольно высоким содержанием хрома и никеля. Сварной шов, получаемый с помощью этого материала, обладает высокой прочностью, ударной вязкостью. При работе практически не наблюдается разбрызгивание металла.
- ОЗЛ8 — подходят для сборки конструкций, подлежащие эксплуатации в температурах до 1000 ⁰C. Остальные ее параметры близки к марке ЦЛ11.
- НЖ13 – эта марка востребована при обработке изделий из пищевой нержавейки. Кроме того, этот расходный материал предназначен для стыковки изделий с высоким содержанием хрома, никеля, молибдена. Недостаток, присущий этой марке – это формирование шлака, который самопроизвольно отслаивается и таким образом может нанести повреждения рабочему или окружающим его людям.
На самом деле в практической работе применяют несколько марок электродов, которые предназначены для сварки с нержавейкой. Среди них есть такие, как:
- ЗИО-8, которые применяют для изделий из жаростойких нержавеющих сталей.
- НИИ-48Г востребован при изготовлении ответственных конструкций.
- ОЗЛ-17У подходят для деталей, которые будут эксплуатироваться в атмосфере с повышенным содержанием паров серной или фосфорной кислот.
Электроды для переменного тока для нержавейки
Не все организации могут себе позволить технологическое оборудование, которое работает с применением постоянного тока. Но можно использовать и аппаратуру, которая применяет переменное напряжение. для эффективной работы с ним применяют следующие марки — ОЗЛ-14, ЛЭЗ-8, ЦТ-50, ЭА-400, ОЗЛ-14А, Н-48, АНВ-36.
Кроме того, использование вольфрамовых стержней для сварки деталей из нержавейки под облаком защитных газов, позволяет использовать переменный ток с прямой полярностью. Такую технологию используют при:
- соединении деталей с тонкой стенкой;
- наличии повышенных требований к качеству сварного шва.
Практика сварки изделий из нержавейки говорит о том, что использование переменного тока менее популярно, соответственно стержни этого типа менее востребованы.
Маркировка электродов по нержавейке
Все сварочные материалы для нержавейки должны быть отмаркированы. То есть, на упаковку должны быть нанесены идентификационные сведения, в которые должны быть включены следующие данные:
- марка, размеры и предназначение изделий;
- размер обмазки;
- полярность;
- напряжения.
Кроме перечисленных данных на упаковку может быть нанесена информация о компании производителя. Дата изготовления и срок годности.
Электроды для нержавеющих сталей и черного металла
Соединение нержавейки и черного металла вполне возможно. Но, этот процесс сопряжён с определенными сложностями. Все дело в том, что у этих металлов разная структура. Для выполнения этой операции можно использовать три метода:
- сваривание с применением расходных материалов с покрытием;
- сваривание неплавящимися стержнями из вольфрама;
- сваривание под защитным газом, как правило, для этого применяют аргон или газовые смеси на его основе.
Для сваривания разнородных металлов используют марку ОЗЛ-312. Для выполнения сборки ответственных конструкций применяют ЭА-395/9. Стержни для сварки нержавеющей стали марки ОЗЛ-312 подходят для сварки сталей с неопознанным составом.
Но, как показывает практика, оптимального качества шва лучше, чем соединение заготовок под защитой газов не придумали. Газ, в этом процессе исполняет роль защиты сварной ванны от воздействия атмосферы, в частности от азота и кислорода. При выполнении сварки аргоном, существует одна тонкость. Для обеспечения качества сварки применяют сварочный пруток, который необходимо держать строго под углом 90 ⁰ к обрабатываемым поверхностям.
На основании вышеизложенного можно сделать следующее заключение – для выполнения сварки разнородных металлов используют материалы широкого применения.
Электроды для сварки нержавеющей стали 12Х18н10т
Сталь 12Х18Н10Т относят к материалам аустенитного типа. Эту сталь широко применяют для изготовления оборудования пищевой и фармацевтической промышленности.
Для соединения заготовок из этой стали применяют следующие типы изделий:
- ЦЛ-9, сварку с его применением можно выполнять во всех пространственных положениях.
- ОК 61.30, обеспечивают качество шва, самоотслаивание шлака.
Какими электродами варить нержавейку 1 мм
Один из самых сложных процессов в сварочных процессах – это обработка деталей с тонкими стенками. Это обусловлено тем, что:
- Излишнее тепло, выделяемое при сварке, может привести к образованию отверстия.
- Высокая температура может привести к деформации поверхности.
- Электрическая дуга, которая используется при обработке тонкостенных деталей, имеет небольшой размер. Даже небольшой отрыв ее от поверхности обрабатываемых заготовок может привести к ее отключения.
Сварка стали 1мм
Все вышеназванные сложности существенно осложняют работу сварщика. Помочь в устранении этих проблем может оказать правильный выбор сварочного материала. Например:
- ОК 63.34 – можно отнести к универсальным электродам, их можно использовать для работы с заготовками разной толщины.
- ОК 63.20 – их применяют для обработки труб и тонкостенного материала.
Популярные электроды для сварки нержавейки
К самым популярным электродам для нержавейки относят те, которые выпускают ведущие мировые производители. Использование брендовых изделий гарантирует получение качественного сварного шва.
Эта шведская компания признанный лидер в разработке и изготовлении сварочного оборудования и расходных материалов, применяемого для работы с металлами разных типов.
На ее предприятиях производят такие марки как:
- ОК 61.35 – их применяют для сварки особо ответственных конструкций, например, трубопроводов, работающих под давлением.
- ОК 67.72 — электроды, применяемые для сварки разнородных металлов.
ЦЛ 11
Электроды этой марки применяют для работы с такими сплавами как — 09Х18Н12Т, 12Х18Н10Т, Х14Г14Н3Т и их аналогами.
Ключевое достоинство этого расходного материала заключается в том, что шов, выполненный с этим электродом с успехом, противостоит межкристаллической коррозии.
МОНОЛИТ
Эта отечественная компания, которая выпускает электроды, применяемые для сварки углеродистых и нержавеющих сталей.
Электроды, выпускаемые под этой маркой, применяют как для работы с углеродистой, так и с нержавеющей сталью.
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.
Технология сварки нержавейки
Особенности сварки нержавейки
Существующая в настоящее время классификация причисляет нержавеющую сталь, отличающуюся высокой устойчивостью к коррозии, к высоколегированным сталям. Хром, как главный легирующий компонент, входит в состав в количестве от 12 до 30 %. Для того, чтобы повысить механические и антикоррозийные параметры такой стали, в ее состав вводят специальные добавки.
Получить эти параметры позволит добавление титана, марганца, никеля, молибдена. Кроме этого, современные технологии позволяют осуществлять закалку стали с большим содержанием хрома с целью повышения многих технических характеристик материала. Прежде чем переходить к рассмотрению технологий сварки нержавейки, применяемых в настоящее время, необходимо изучить некоторые особенности материала, оказывающие непосредственное влияние на его свариваемость. К ним относятся:
- Высокое значение показателя коэффициента линейного расширения. Этим обуславливается существенная литейная усадка металла, что может стать причиной повышенной деформации стали, которая остается и по завершении процесса сварки. При соединении конструкций, имеющих значительную толщину, обязательно нужно оставлять между ними зазор, иначе образование крупных трещин будет неизбежным.
- Пониженный в 1,5–2 раза уровень теплопроводности нержавеющей стали относительно других низкоуглеродистых металлов. Это свойство провоцирует увеличение теплоты и может привести к проплавлению поверхностей в области соединения. Поэтому технология сварки нержавейки требует снижения силы тока минимум на 15–20 % от величины, используемой при обработке обычной стали.
- Несоблюдение рекомендаций по выбору режима при термической обработке нержавеющей стали может привести к снижению антикоррозийных свойств материала. Это обуславливается тем, что при температуре выше +500 °С на краях зерен образовывается карбид хрома и железа и происходит процесс межкристаллитной коррозии.
Такую проблему можно решить несколькими способами, в частности, охлаждением свариваемых поверхностей путем полива их холодной водой. Этот метод эффективен для аустенитной хромоникелевой стали.
Как выбрать оборудование и подготовить нержавейку к сварке
Выбирая оборудование для сварки нержавеющей стали, необходимо ориентироваться на особые характеристики этого материала. Оптимальным выбором будут электроды, выполненные из нержавейки той же марки, что и свариваемые детали. Это обеспечит равномерность процесса расплавления, а, значит, и высококачественный результат.
Технология сварки нержавейки может предусматривать использование проволоки. Ее также подбирают по материалу соединяемых заготовок. Основная сложность в определении конкретной марки нержавеющей стали. Визуально это сделать невозможно, требуется проведение сложного спектрального анализа в специальной лаборатории. Решением этой проблемы может стать поиск информации, которую производитель обычно размещает на своем сайте.
Непосредственно перед процессом сварки детали из нержавейки необходимо подвергнуть специальной обработке. Для этого нужно:
- при помощи стальной щетки очистить поверхность каждой детали от пыли и грязи;
- используя растворитель (уайт-спирит, специальную жидкость или ацетон), обезжирить поверхности, тем самым увеличить устойчивость дуги;
- обработать свариваемые поверхности специальным раствором от налипания брызг. Это исключит необходимость механической обработки деталей после их сварки. Согласно технологиям сварки нержавейки существенным отличием подготовки этого материала считается обязательное наличие зазора между краями свариваемых элементов, за счет которого обеспечивается свободная усадка.
По окончании процесса сварки нержавейка также дополнительно обрабатывается. Несоблюдение этого технологического шага приводит к нежелательным последствиям: уменьшается прочность изделия, появляются следы коррозии. Методов обработки изделия после сварки существует несколько, но все они направлены на получение высококачественного сварочного шва. Добиться этого можно:
- При помощи механической зачистки сварочного шва. Цель данной процедуры – улучшить внешний вид изделия. Выполняется жесткой стальной щеткой.
- Применением пескоструйной обработки. Цель процедуры та же. После обработки сварочный шов еще красивее.
- Шлифованием, позволяющим получить идеально ровную поверхность шва. Все эти методы направлены на улучшение лишь внешнего вида сварочного шва и изделия в целом. По технологии сварки нержавейки качественную защиту от разрушения места сварки обеспечивают другими способами, а именно пассивацией и травлением.
Процесс травления заключается в обработке шва химически активным веществом: кислотой или специальной жидкостью. Такие растворы уничтожают окалины, на месте которых может появиться ржавчина.
Процесс пассивации заключается в нанесении на шов специальных средств, образующих на поверхности нержавейки защитную пленку из оксида хрома. Только химическая обработка сварочного шва гарантирует надежное противостояние коррозии.
Технологии сварки нержавейки
Множество технологий сварки нержавейки позволяют проводить процесс не только в заводских, но и в бытовых условиях. Наиболее часто применяются следующие виды сварки:
- ММА, с использованием покрытых электродов;
- DC/AC TIG, аргонодуговая, с использованием вольфрамовых электродов;
- MIG – технология сварки нержавейки полуавтоматом, с применением проволоки из нержавеющей стали:
- контактная сварка, которая может быть точечной или шовной;
- холодная сварка, подразумевающая соединение деталей без их плавления.
Рассмотрим все более подробно.
При отсутствии особых требований, касающихся качества сварочного шва, вполне допустимо выполнение сварки при помощи покрытого электрода. Это наиболее часто встречающийся вид сварки в бытовых условиях. Важно правильно подобрать электрод. Зная марку нержавейки, из которой выполнены свариваемые детали, нужно выяснить ее свойства по ГОСТу, а затем подобрать соответствующий электрод.
Чаще всего для проведения процесса сварки применяется ток обратной полярности.
Следует выбирать электрод с минимально возможным диаметром. Согласно технологии сварки нержавейки величина сварочного тока должна быть понижена для обеспечения небольшой передачи тепловой энергии.
Работу необходимо завершить быстрым охлаждением сварочного шва. Для этого его либо обдувают сжатым воздухом, либо кладут под детали медные подкладки. Некоторые виды нержавейки допускают использование холодной воды.
2. DC/AC TIG.
Технология сварки нержавейки аргоном обеспечивает выполнение повышенных требований, предъявляемых к качеству сварочного шва. Прекрасно подходит для работы с тонкой нержавеющей сталью. Именно этим способом сваривают трубы, работающие под давлением.
Подходит как постоянный, так и переменный ток.
Работы могут выполняться как на постоянном, так и на переменном токе. Присадочную проволоку следует выбирать с более высокой степенью легирования, чем у основного металла.
Движения электрода должны быть плавными, без колебаний, чтобы не нарушать зону сварки и предотвратить окисление стали. Защитить внутреннюю сторону шва можно путем осуществления поддува инертного газа аргона. Следует учитывать, что для нержавейки качество защиты внутренней стороны не так критично, как для титана. Технологии сварки нержавейки предусматривают использование для разжигания дуги бесконтактного метода. Применяется также графитовая или угольная плита. На ней разжигают дугу, а затем переносят на сталь. Так удается избежать попадания вольфрама в сварочную ванну.
При выборе режима сварки нужно учитывать толщину свариваемых элементов. Не менее важными считаются значения полярности и силы тока, диаметров электрода и присадочной проволоки, скорости процесса и количество расходуемого аргона. Добиться значительного снижения расхода вольфрамового электрода можно следующим образом. По окончании сварки, после разрыва дуги, в течение 15 секунд не прекращать подачи аргона, чтобы обдуть им электрод и снизить его окисление.
3. Сварка полуавтоматом MIG.
Суть метода почти ничем не отличается от описанного выше. Единственное отличие – в механизированной подаче нержавеющей проволоки. Благодаря применению этой технологии сварки нержавейки сварочный шов получается высочайшего класса. Сам процесс работы значительно упрощен и ускорен.
Использование различных сварочных техник делает доступным соединение материалов самой разной толщины:
- для тонколистовой стали применяют сварку короткой дугой;
- для деталей значительной толщины применяют сварку методом струйного переноса.
- Импульсную сварку считают самым управляемым методом. Она подразумевает подачу металла серией импульсов, что способствует значительному снижению средней величины сварочного тока, уменьшению теплового воздействия и исключению возможности прожога детали.
4.Метод контактной сварки.
Точечную и роликовую сварку нержавейки можно осуществлять на оборудовании, которое предназначено для соединения различных металлов. Эта технология прекрасно подходит для работы с тонкими (до 2 мм) листами металла. Различие лишь в выбираемых режимах.
Из-за повышенного сопротивления нержавейки в процессе работы происходит увеличенное выделение тепла, поэтому точечную сварку необходимо осуществлять с уменьшенной силой тока и увеличенным давлением сжатия. Соблюдение этих правил позволяет уменьшить время цикла, предохранить детали от прожигания, а также повысить антикоррозийные свойства шва за счет снижения возможности образования карбидов.
Благодаря роликовой технологии сварки нержавейки шов получается более надежным. Точечную технологию применяют чаще всего для менее ответственных соединений.
5. Метод холодной сварки.
Данный способ сварки применяется в промышленном масштабе. В бытовых условиях он не используется. Метод не подразумевает нагревания соединяемых деталей, основную роль в нем играет приложенное давление. Детали соединяются на уровне кристаллических решеток стальных заготовок.
Соединение деталей делается либо внахлест, либо в тавр. Размер нахлеста определяется толщиной металла, из которого изготовлены элементы. Может применяться односторонняя или двухсторонняя схема. При односторонней сварке давление прилагается только к верхнему листу нержавейки, который и подвергается пластической деформации. Это никак не влияет на качество соединения. Во втором случае давление оказывается на обе свариваемые детали.
Хотелось бы отметить лазерные и плазменные технологии сварки нержавейки, которые считаются крайне перспективными. Однако, как и холодная сварка, они не применимы в бытовых условиях. Для таких целей подходят первые три способа. Стоит подчеркнуть, что независимо от выбранного метода, качество сварочного шва определяет квалификация исполнителя.
При соединении нержавейки с другими металлами основная опасность таится в их совмещении. Разнородность материалов может значительно ухудшить свойства шва, сделать его хрупким и твердым, спровоцировать образование трещин. Чтобы подобное не случилось, нужно придерживаться следующих правил:
- при выборе присадки отдавать предпочтение высоколегированным или созданным на основе никеля сплавам;
- в обязательном порядке проводить тщательную обработку поверхностей перед сваркой и прокаливать электроды;
- не нагревать область сварки до начала работ;
- использовать электроды, которые предназначены для работы с высоколегированной сталью.
Сварной шов должен содержать как можно меньше основного металла (количество в общей массе не более 40 %). Основную часть должны составлять электроды или присадочная проволока, в зависимости от выбранной технологий сварки нержавейки.
Видео о способах сварки нержавейки
Читайте также: