Сварка трубопроводов из нержавеющей стали

Обновлено: 16.04.2024

Трубопроводы из нержавеющей стали, благодаря уникальным свойствам материала, широко применяются во многих отраслях промышленности и коммунальном хозяйстве. Для получения надежных соединений сварку труб из нержавеющей стали делают по специальным технологиям. Это усложняет монтаж, но в ряде случаев необходимо для выполнения требований нормативных документов. Например, в международных актах указывается, что орбитальную сварку нержавеющих труб нужно применять обязательно, если они контактируют с пищевыми продуктами.

Особенности сварки нержавейки

Чтобы без изъянов сварить трубы из нержавейки, особенно тонкостенные, нужно учитывать ее отличия от обычного металла. Теплопроводность нержавеющей стали на 70% меньше, поэтому металл на стыке перегревается. В результате повышается вероятность прожига. Для устранения этого недостатка значение сварочного тока устанавливают на 20% меньше чем для черного металла.

Из-за большого коэффициента температурного расширения зона стыка может деформироваться и потрескаться. Для устранения последствий этого явления оставляется зазор между свариваемыми трубами. Нагретому металлу есть куда расширяться, поэтому деформация сводится к нулю.

Если соединение выполняется высоколегированными электродами, они будут перегреваться, так как у нержавеющей стали высокое электрическое сопротивление. Поэтому скорость плавления электродов возрастет, а качество шва снизится. Если иной способ сварки невозможен, их нужно укоротить до минимума.

Подготовительные работы

Перед сваркой труб из нержавеющей стали проводится подготовка места стыка. Чтобы шов был качественный, необходимо:

Зачистить кромки напильником, наждачной бумагой или абразивным инструментом.
Участки нержавеющих труб возле стыка обезжирить ацетоном. Этот растворитель также помогает поддерживать электрическую дугу на стабильном уровне, что положительно сказывается на качестве соединения.
Стыкуя трубы не забывать о зазоре между ними, чтобы не было деформации.
Закрыть теплостойким материалом поверхности возле стыка, чтобы на них не попадали капли расплавленного металла.

Способы сварки труб из нержавеющей стали

В заводских условиях заготовки из нержавеющей стали соединяют лазерной, плазменной и высокочастотной сваркой. Домашним мастерам доступны следующие методы:

Ручную дуговую сварку выполняют короткой дугой, не двигая электрод поперек шва. Чтобы повысить коррозионную стойкость шва и избежать горячего растрескивания в составе его обмазки должен содержаться феррит. Работа с такими электродами проводится постоянным током обратной полярности. Иначе дуга будет неустойчива. При наложении швов по вертикали и на потолке величина тока снижается на 30%. Электроды перед работой прокаливают, чтобы исключить образование пор водородом.
Сваркой под флюсом соединяют трубы из нержавеющей стали со стенками толщиной 3 — 50 мм. За счет плавного перехода между основным металлом и швом достигается высокая коррозионная стойкость. Этот способ менее трудоемкий, чем предыдущий, так как кромки обрабатываются при толщине стенок больше 12мм, а не от 4 как при ручном дуговом способе. Работа производится электродом с вылетом в 2 раза меньшим стандартного значения. Флюс предварительно прокаливается.
При сварке в среде углекислого газа образуется много брызг и оксидная пленка поверх шва. Поэтому коррозийная стойкость соединения невысока. Для ее повышения применяются специальные эмульсии.
Для сварки в среде инертного газа характерна стабильность дуги и меньшее выгорание легирующих добавок. Работа выполняется постоянным током прямой полярности плавящимися и вольфрамовыми электродами.

Технология аргонодуговой сварки труб из нержавеющей стали

Соединение заготовок из нержавеющей стали этим способом ведут неплавящимся электродом из вольфрама, закрепленного в центре сопла горелки. Через него аргон поступает к стыку, создавая защищенную зону. Шов создается в результате плавления присадочной проволоки, подаваемой вручную или автоматически.

При наложении шва нельзя делать поперечных движений горелкой с электродом и присадочной проволокой. При их выходе за пределы защищенной зоны качество соединения снизится. Сварку рекомендуется проводить с поддувом аргона на обе стороны. Нельзя касаться поверхности заготовок электродом даже для розжига дуги. Опытные сварщики используют для этого пластины из графита или угля, перенося затем дугу на стык. После завершения работы зона стыка в течение 10 — 15 секунд должно находиться в аргоновой среде. Это ускорит остывание шва, и предотвратит окисление электрода.

При сварке труб из нержавейки необходимо обдувать место соединения аргоном как снаружи, так и изнутри. Проблема решается просто:

в торец одной из труб забивают пробку из любого подручного материала;
на стык наматывают скотч или изоляционную ленту;
через торец другой трубы с помощью горелки закачивается аргон;
после заполнения газом всего объема забивают вторую пробку;
снимают скотч или изоляционную ленту, начинают сваривание.

Орбитальная сварка нержавеющих труб

В основу этого способа заложен аргонодуговой метод, но сварочная головка движется по окружности трубы, вдоль стыка, создавая непрерывный шов. Отсюда и название. Процесс полностью автоматизирован и контролируется процессором. Длину дуги выставляют путем крепления головки на направляющих в нужном положении.

Программа, заложенная в процессор, изменяет параметры процесса в зависимости от положения головки во время ее движения по орбите. Для этого стык по длине делится на горизонтальные, вертикальные и участки под углом. При прохождении головки по любому из них автоматически изменяются значения параметров:

скорость движения головки;
величина сварочного тока;
скорость подачи присадочной проволоки;
расход аргона.

Поскольку на всех участках орбиты условия сварки оптимальны, формируется однородный шов высокого качества. Для соединения труб диаметром 8 — 275 мм используется головка открытого типа. На трубопроводах большего сечения, предварительно заполненных инертным газом, применяется закрытая конструкция. Стыковка труб из нержавеющей стали с толстыми стенками проводится в несколько проходов с изменением угла наклона головки. Длительность процесса увеличивается, поэтому в комплект оборудования включается блок ее принудительного охлаждения.

Не важно, каким способом свариваются трубы из нержавеющей стали. Главное качество шва, от которого зависит надежность и срок эксплуатации трубопроводов. Можно и вручную добиться хороших результатов, но лучше обзавестись полуавтоматом для аргонодуговой сварки (TIG). Он универсален и позволяет качественно сваривать различные металлы толщиной от 1 мм.

Как правильно варить нержавейку электродом

Иногда в домашних условиях необходимо срочно заварить емкость или трубу из нержавейки. Начинающие сварщики, имеющие в хозяйстве бытовой инвертор, могут устранить проблему самостоятельно. Хотя в промышленных условиях ручную сварку нержавейки электродом не практикуют, дома можно устранить дефект обычной электросваркой. Специалисты поделятся опытом, как варить нержавейку электродом. Какие особенности легированных металлов нужно учитывать, какого режима придерживаться при работе.

Особенности сварки нержавеющей стали

Главная проблема, возникающая у неопытных сварщиков – некачественный шов. В трубе может появиться течь даже при небольшом давлении. На металле в районе шва возникают трещины.

При сварке нержавейки электродом нужно учитывать ряд особенностей легированной стали, ее физические свойства:

У металла большой коэффициент расширения, он после соединения электросваркой в процессе охлаждения стягивается. Если варить нержавейку обычной присадкой для углеродистой стали, имеющей небольшой коэффициент расширения, на шве могут появиться трещины – его будет разрывать от внутренних напряжений в нержавейке.
При окислении ванны расплава на поверхности образуется пористость за счет кристаллизации. Если нет возможности создать над рабочей зоной защитную атмосферу, нужно подбирать стержни со специальной обмазкой, содержащей компоненты, препятствующие поступлению кислорода в шов.
Легированная сталь, используемая в быту, плавится при невысоких температурах. Под воздействием электродуги из нержавейки способны выгорать легирующие добавки. Без них металл будет ржаветь. Чтобы не допускать перегрева, шов ведут в шахматном порядке.
Присадку для сварки нержавейки подбирают с учетом особенных свойств легированного металла. Желательно точно знать марку свариваемых заготовок.

Какие электроды выбрать для нержавейки

Риск образования трещин снизится, если выбирать присадку со стержнем, по химическому составу схожим с заготовками. Для сварки нержавеющей стали выпускают несколько видов стержней:

ЦЛ-11 создан для сварки хромоникелевого сплава, у них фтористо-карбонатная обмазка, сварку можно производить при температуре до +450°С. Работать электродом можно в любом положении.
ОЗЛ-6 предназначен для жаропрочных сталей, если варить им другие заготовки, электрод будет расправляться медленнее, шов получится непрочный;
НЖ-13 – для пищевой нержавейки. Можно использовать для хромоникелевой стали, легированной молибденом. Обмазка образует небольшой слой шлака, защищающего ванну расплава от окисления.
ЗИО-8 – для жаростойких сплавов, с ним возникнут проблемы при сварке бытовой нержавейки.
НИИ-48Г – универсальная присадка с основным видом покрытия.
ЭФ400/10У, ОЛЗ-17У – профессиональные электроды, предназначенные для аустенитных сплавов. В быту такие стержни использовать нежелательно, обмазка содержит вредные компоненты.

Марки ЭА, ESAB выбирают для ответственных соединений. Для самостоятельной работы лучше выбрать что-то попроще. Перед работой стержни прокаливают, в зависимости от марки, нагревают до +160–220°С. Заранее их не греют, обмазка после охлаждения станет хрупкой, будет обсыпаться.

Можно варить легированный металл неплавящимися электродами, содержащими вольфрам. В стык, расплавленный тугоплавким стержнем, вводят присадочную проволоку. Работу проводят полуавтоматом, создающим защитную атмосферу. Новичкам за такую работу лучше не браться. Проволока применяется для соединения емкостей, труб, испытывающих высокое давление. Присадка качественно заполняет стык, образует прочный шов, не подверженный образованию трещин.

Можно ли варить нержавейку обычным электродом?

Использовать углеродистые стержни можно только в крайних случаях. Ожидать особой прочности от шва в этом случае не стоит. При остывании соединения можно будет услышать потрескивание – черный металл порвет сокращающаяся в размерах нержавейка. Со временем в рабочей зоне обязательно образуется ржавчина, даже под небольшим давлением образуется течь.

Простым электродом НЕ варят:

нихромовые трубы системы отопления;
полотенцесушители;
нержавеющие емкости.

Новичкам, имеющим дома инвертор, желательно иметь в запасе пачку универсальных электродов для нержавейки.

Технология сварки нержавеющей стали электродом

Ход работы немного отличается от электросварки черных металлов. Есть тонкости образования шва, поэтому должна соблюдаться технология сварки. Подготовительный этап стандартный:

Заготовки зачищают, снимают с них грязь, масляные пятна, следы краски. Все эти компоненты вспенивают ванну расплава.
У деталей, толще 4 мм, разделывают кромки под углом 45°.
Детали укладывают встык с зазором не меньше 1 мм, это связано с большим коэффициентом расширения нержавейки в процессе сварки.
Прочность швов повышается, если детали предварительно прогревают до +150°С, затем приступают сваркой.

Как правильно варить нержавейку электродами:

Сначала будущий шов прихватывают в нескольких местах.
Стержень необходимо держать под углом от 45 до 60°, наклоняют его к себе или в сторону.
Нужно быть готовым к густой ванне расплава, жидкий металл вязкий, как пластилин.
Шов накладывают мелкими стежками, быстро.
Необходимо поддерживать короткую дугу, колебательные движения недопустимы.
При остывании стыка металл дополнительно не охлаждают, шов должен кристаллизоваться постепенно, чтобы не возникали внутренние напряжения в заготовках. Тогда качество соединения будет нормальным.
Сварку тонкой нержавейки электродом проводят током обратной полярности, при таком подключении клемм самая высокая температура будет сконцентрирована на кончике присадочного стержня.

Какой сварочный аппарат выбрать

Сварочные аппараты некоторые умельцы берут напрокат. Для работы с легированным металлом надо выбирать современное оборудование для сварки, генерирующее постоянный ток, с таким аппаратом легче поддерживать короткую дугу, получаются ровные стежки шва. Можно сварить металл трансформатором, но в этом случае возможно образование наплывов, снижающих прочность реставрированного элемента. Лучше выбирать сварочники с дополнительными функциями. Риск залипания электрода, прожога заготовки снизится. Хороший вариант – универсальный генератор, вырабатывающий постоянный и переменный ток. Допустимо использование инвертора, выдающего переменный импульсный ток высокой частоты.

Настройка сварочного аппарата

Для сварки нержавеющей стали электродами придерживаются определенного режима работы. Чтобы сварить 4 мм заготовки, нужен аппарат, выдающий 100 А с напряжением 16 В. Диапазон сварки более тонких деталей:

Толщина заготовки, мм	Диапазон силы тока, А	Рекомендуемое напряжение, В
1	30 - 40	12
1,5	40 - 60	13
2 - 3	в пределах 80	14 - 15

Диаметр электрода должен быть меньше толщины заготовки, сталь до 3 мм варят двойкой, 4 мм – 3-х мм стержнями.

При соблюдении всех технологических тонкостей сварки легированных металлов можно получить достаточно прочное соединение в домашних условиях. Для реставрации труб, емкостей, рассчитанных на высокое давление, лучше прибегнуть к услугам профессионалов.

Сварка труб из нержавейки

Сваривание металлов входит в число наиболее важных технологических процессов при изготовлении различных конструкций. В сравнении с обычной углеродистой сталью сварка деталей из нержавейки отличается более высокой сложностью. Это обусловлено особенностями физических характеристик материала. Чтобы обеспечить высокое качество соединения, необходимо точно соблюдать технологические требования сварки труб из нержавейки, о которой мы расскажем в этой статье.

Какие особенности материала необходимо учитывать при сварке труб из нержавейки

Согласно современной классификации материалов, нержавейка входит в группу высоколегированных сталей. Этот материал отличается высокой степенью устойчивости к коррозии. Основным легирующим элементом в составе нержавеющей стали выступает хром. Его содержание в таких сплавах находится в пределах от 12 % до 30 %. Кроме того, в этот материал вводят дополнительные компоненты, которые способствуют повышению механических характеристик и устойчивости к коррозии (титан, никель, молибден, марганец и т. д.).

Для улучшения свойств нержавеющих сплавов их подвергают закалке. Перед тем как рассмотреть способы сварки труб из таких материалов, необходимо более подробно ознакомиться с основными характеристиками нержавейки, которые определяют ее свариваемость:

Более высокий коэффициент линейного расширения нержавейки способствует повышенной линейной усадке этого материала. Процесс сварки таких сплавов сопровождается значительной деформацией деталей, которая может проявляться и после завершения процедуры сваривания. Нужно учитывать, что если при соединении труб из нержавеющей стали с большой толщиной стенок не оставить технологический зазор, то на стыке могут появляться трещины.
В сравнении с низкоуглеродистыми сталями, теплопроводность нержавейки ниже в 1,5–2 раза. Эта особенность способствует повышению тепловой энергии при сваривании и приводит к проплавлению соединяемых труб в месте стыка. Учитывая эту особенность, для сварки труб из нержавейки нужно использовать ток, сила которого на 15–20 % ниже, чем при работе с изделиями из обычных сталей.
Нарушение требований режима термообработки нержавейки способствует снижению антикоррозийной устойчивости металла. Эта особенность связана с тем, что при нагревании до температур, превышающих +500 °С, на краях зерен нержавеющей стали происходит образование карбидов хрома и железа. Это явление получило название межкристаллическая коррозия. Решить эту проблему можно несколькими способами. Так, для аустенитных хромированных сталей может применяться метод поливания водой свариваемых деталей.
Увеличенное электрическое сопротивление приводит к перегреванию электродов с хромоникелевыми стержнями. Чтобы предотвратить это явление, необходимо для сварки нержавейки использовать электроды длиной менее 35 см.

Способы сварки труб из нержавейки

Основные способы сварки труб из нержавейки на производстве:

TIG (сваривание электродом из вольфрама в инертном газе, без применения присадочного материала);
плазменное сваривание (в сочетании с TIG);
HF (использование для соединения труб из нержавейки токов высокой частоты);
Laser (лазерное сваривание);
Electron beam (электронно-лучевая сварка).

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

В настоящее время для промышленной сварки труб из нержавейки используют первые три способа. При этом, невзирая на высокие первоначальные инвестиции, все шире применяется лазерная сварка. Это обусловлено высочайшим качеством продукции при использовании данной технологии. Сварка труб способом Electron beam не получает широкого применения из-за высокой сложности процесса. Для электронно-лучевого сваривания на протяжении всего цикла необходимы установки глубокого вакуума.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Согласно статистическим данным, примерно на 65 % сварочных производств Европы внедрены технологии TIG, либо TIG в сочетании с плазменной сваркой. Примерно 30 % компаний оснащены оборудованием для HF сваривания. Оставшиеся 5 % производств применяют технологии лазерной сварки.

На практике не существует конкурентных противоречий между разными способами сварки труб из нержавейки. Применение той или иной технологии определяется областью использования сварных труб.

Ниже приведена таблица, в которой можно найти сведения относительно того, какую технологию сварки применяют для труб из нержавейки в зависимости от сферы применения трубной продукции:

Декоративная отделка, включая зеркальную полировку.

Конструкции, включая строительные.

TIG с плазменной сваркой

Транспортные сети для агрессивных жидкостей.

TIG в сочетании с плазменной сваркой

Какая из технологий сварки труб из нержавейки лучше

Проведем сравнительный анализ наиболее распространенных технологий TIG и HF.

1. Способ TIG (Tungset Inert Gas).

Данная технология позволяет обеспечивать высочайшее качество сварки труб из нержавейки. Для нагревания краев свариваемых деталей в этом случае используется дуга, образующаяся между трубой и вольфрамовым электродом. Для защиты зоны плавки используется защитный газ, который направляют на сварочную горелку. Он окутывает зону сварки с наружной стороны трубы и одновременно подается во внутреннюю полость трубы, где удерживается заглушкой.

Технология TIG предполагает высокотемпературное воздействие только на внешнюю поверхность труб, поэтому в месте сварки образуется обширный участок термического раздражения, а сам шов получается более широким. Он приобретает высокую прочность и его проще удалить.

Если были точно соблюдены технологические условия процесса сваривания, то при сварке труб из нержавейки способом TIG отпадает необходимость в дополнительной термической обработке для устранения негативных изменений в микроструктуре шва. Более высокая стоимость готовой трубы при сваривании данным способом обусловлена низкой скоростью сварки.

Швы при использовании TIG-сварки отличаются плотностью и однородностью. Они не имеют пустот и раковин. При этом прочность сварного соединения будет соответствовать прочностным характеристикам нержавеющей стали, использованной для изготовления трубы.

Согласно требованиям ЕС, действующим в отношении оборудования, которое эксплуатируется под давлением (PED – Pressure Equipment Directive), для систем, работающих при давлении более 0,5 бар, должны использоваться трубы из нержавейки, сваренные по технологии TIG.

2. Высокочастотная сварка (HF).

Эта технология отличается очень интересными характеристиками, особенно, если принимать во внимание микроструктуру. При высокочастотной сварке отсутствует зона термического раздражения и строго ограничена область плавления. Нагревание краев труб из нержавейки происходит более равномерно. При этом скорость достижения температуры плавления нержавейки составляет примерно одно сотую в секунду. Высадка сварного шва в этом случае будет прямой и прочной, как снаружи, так и внутри.

Сегодня высокочастотное сваривание нержавейки получило широкое применение в области производства декоративных элементов, строительных конструкций, а также в машиностроении. Популярность данного способа обусловлена высокой скоростью сварки.

Производительность высокочастотного сваривания труб из нержавейки почти в 20 раз выше, чем в случае с TIG-сваркой.

Может сложиться впечатление, что HF-сваривание нержавейки обеспечивает явные преимущества по качеству и по себестоимости процесса сварки.

В отношении затрат – это действительно очень привлекательная технология. Стоимость труб, в процессе производства которых использовалась НF-сварка, на 10 % меньше, чем у продукции, сваренной способом TIG.

Отдельно стоит отметить качественные характеристики. Наиболее важным особенностью считается сжатая зона плавления, но в реальности это не очень сильное свойство, если говорить о трубах, к которым предъявляются высокие требования по надежности (для нефтехимической отрасли, пищевой промышленности, теплосетей и др.).

Стоит отметить, что требуемые характеристики сварного шва можно получить только, если будут четко выполнены все условия и точно соблюдены параметры сваривания. Достичь этого при высокоскоростной сварке достаточно сложно. Кроме того, в случае недостаточно тщательной обработке кромок и под влиянием контактной технологии сваривания шов может содержать непроваренные участки и раковины.

Шов, который будет получен при HF-сварке не отличается плотностью. Он может содержать пустоты, снижающие прочность в местах соединения труб из нержавейки.

Нужно отметить, что список областей, где используется HF-технология сварки труб из нержавейки, не так широк. В основном, это продукция декоративного, структурного или механического назначения, которая не должна работать при высоких температурах.

Какие электроды используются для электродуговой сварки труб из нержавейки

Сварка нержавейки (трубы) выполняется электродом с основным либо рутиловым покрытием. Такие электроды позволяют проводить сварочные работы с жаростойкими сплавами и сталями, а также с материалами, устойчивыми к коррозии.

Они применяются, в основном, в тяжелой металлургии. Основные (рутиловые) электроды позволяют осуществлять сваривание разнородных сплавов и облицовочных слоев корневой части трубной продукции. Такие электроды обеспечивают получение шва, устойчивого к межкристаллической коррозии. Существуют также отдельные марки таких электродов, формирующие швы с высокой стойкостью к науглероживанию.

Качество шва, который получается при сварке труб из нержавейки, определяет возможность их использования в пищевой промышленности. Особенно качественный шов можно получить при сваривании высоколегированной стали специальными электродами (с защитно-легирующим покрытием и стержнем из высоколегированной стали). В процессе сварки такими электродами формируется сплав с необходимым химическим составом.

Стоит отметить, что сваривание пищевой нержавейки и труб, которые применяют в строительстве, производится разными способами. Сварка плавящимся электродом труб из нержавейки осуществляется при постоянном токе с обратной полярностью. Иногда для обеспечения более стабильной дуги сваривание изделий из нержавеющей стали осуществляется с применением углеродистого газа или кислорода.

Сварка труб из нержавейки аргоном в сочетании с указанными газами снижает вероятность образования водорода. Если нужно выполнить соединение труб из нержавейки с неповоротными стыками, применяют неплавящий электрод. Он используется для сваривания легированной стали и цветных металлов.

Сварка нержавейки аргоном с использованием неплавящего электрода из вольфрама выполняется при постоянном токе с прямой полярностью. В этом случае создаются благоприятные условия для термоэлектронной эмиссии с электрода. Сварка нержавейки вольфрамовым электродом обеспечивает ряд преимуществ:

соединение надежно защищено от окисления кислородом;
сваривание происходит без использования специальных электродных покрытий;
стабильное горение дуги обеспечивает непрерывность процесса сварки;
шов приобретает высокую коррозийную стойкость.

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.

Сварка нержавеющих труб

На сегодняшний день сварка нержавеющих труб является весьма востребованной, так как этот материал активно применяется в тех отраслях, где необходимы его антикоррозионные свойства. К примеру, трубопроводы из нержавейки используются в пищевом производстве, а также в коммунальном хозяйстве.

Именно сварка позволяет получить высококачественный технологический шов, обеспечивающий стопроцентную надежность. Сварные работы на нержавеющих трубах выполняются по специальным технологиям. Какие именно рекомендации выдвигаются при этом и как облегчить монтаж, расскажем в нашей статье.

В чем особенности сварки нержавеющих труб

Нержавеющая сталь входит в группу высоколегированных сплавов, в которых основное место занимает хром. Кроме этого, в состав нержавейки входят никель, титан, молибден и другие компоненты, способствующие повышению устойчивости стали к окислению и коррозии.

Самой эффективной технологией соединения деталей из нержавеющей стали является сварка.

Особенности технологии сваривания нержавеющих труб:

Невысокая степень свариваемости оказывает существенное влияние на характеристики соединения.
Из-за низкой теплопроводности нержавеющая сталь в процессе сварки проплавляется, даже если используется ток небольшой силы.
Повышенный коэффициент расширения способствует «растяжению» изделия при нагревании. Соответственно, при остывании заготовка будет сжиматься. Наличие в структуре конструкции инородных металлов с небольшим коэффициентом расширения приводит к образованию микротрещин. В связи с этим, при сварке нержавеющих труб нужно правильно подойти к выбору расходных материалов.
При температуре свыше + 500 °С в нержавеющих трубах будут протекать процессы межкристаллитной коррозии, для предотвращения которой нужно внимательно выбирать режим сварки и осуществлять принудительное охлаждение свариваемых деталей.

Сварка нержавеющих труб, особенно если они имеют тонкие стенки, должна осуществляться с учетом характеристик материала, который существенно отличается от обычной стали. Нержавейка отличается низкой теплопроводностью (почти на 70 %), а следовательно, при ее сваривании увеличивается вероятность прожига металла в местах соединения. Чтобы избежать перегрева кромок труб, для сваривания нержавеющей стали показатель силы тока должен быть на 20 % ниже, чем при работе с изделиями из черного металла.

Высокий коэффициент температурного расширения нержавейки повышает риск деформации и растрескивания материала в зоне сваривания. Чтобы избежать таких последствий, между соединяемыми кромками труб следует оставлять технологический зазор. Такое решение позволяет металлу расширяться, поэтому последствия деформации будут минимальными.

При выполнении сварки нержавеющих труб высоколегированными электродами нужно учитывать высокое сопротивление нержавейки. Таким образом, электроды будут перегреваться, снижая качество шва. Если у вас нет возможности использовать другую технологию сварки, нужно до минимума уменьшить длину электродов.

Основные технологии сварки нержавеющих труб

Широкое использование нержавеющей стали для изготовления различных конструкций и деталей способствовало развитию технологий сваривания подобных сплавов. Сварка нержавеющих труб по ГОСТу может выполняться различными способами: с использованием ручных аппаратов дугового сваривания MMA, вольфрамовым электродом в аргоновом слое TIG, полуавтоматическими устройствами в инертном газе – MIG/MAG, лазерным оборудованием.

В отличие от процессов сваривания деталей из углеродистых сталей, для выполнения работ с нержавейкой нужно использовать специальные технологии, учитывающие физические характеристики и химический состав этого материала.

В большинстве случаев перед сваркой детали из нержавеющей стали нужно прогреть. Этот этап необязателен для сплавов, содержание углерода в которых не превышает 0,2 %. Для сваривания деталей из нержавеющей стали, толщина которых превышает 0,3 см, их прогревают до температуры +150 °C.

На промышленном производстве для сваривания нержавеющих труб могут использовать методы плазменной, высокочастотной и лазерной сварки.

В домашних условиях для таких работ может применяться:

Использование феррита помогает защитить сварочный шов от коррозии, помимо этого, повышается стойкость к горячему растрескиванию. Сварка нержавеющих труб полуавтоматом обычно выполняется током обратной полярности. В противном случае дуга не будет устойчива. Если сварка происходит по вертикали или на потолке, то мощность тока снизиться до 30 %. Для предотвращения возникновения водородных пор электроды проходят процедуру прокаливания.

Если необходимо соединить трубы толщиной от 3 до 50 мм, используют сварку под флюсом. Поскольку при использовании этого способа осуществляется плавный переход между нержавеющей сталью и швом, соединение будет меньше подвергаться коррозии. При работе флюсом затрачивается меньше усилий, потому что стенки труб гораздо толще (более 10 мм), чем при сварке ручным способом (обычно 4 мм). Вылет электродов здесь меньше в два раза, чем при обычном значении. Помните, что флюс необходимо прокаливать перед началом работы.

Используя углекислый газ при сварке нержавеющих труб, вы получите оксидную пленку на шве, а также множество брызг. Это означает, что стойкость шва к коррозии окажется низкой. Для ее увеличения используют эмульсии.

Что необходимо при сварке нержавеющих труб

При сварке нержавеющих труб необходимо обратить внимание на несколько важных моментов, которые перечислены ниже:

Используйте напильник, шлифовальную машинку (болгарку) или бумагу для очищения кромок трубы.
Чтобы убрать жирный налет с кромок, воспользуйтесь ацетоном. Помимо этого, вещество поможет наладить стабильную работу электрической дуги. Сварка будет более высокого качества.
Обязательно оставьте небольшое отверстие между двумя деталями. Так вы сможете избежать деформации частей при работе с ними.

Виды сварки нержавеющих труб

Необходимо следовать конкретной технологии при работе с тонкостенными нержавеющими трубами. В этом случае вы сможете получить сварочный шов высокого качества, который будет надежно и долго служить вам. Конструкция, сваренная подобным образом, будет высококачественной и привлекательной внешне.

Сварка нержавеющих труб электродом.

Часто неопытные сварщики задаются вопросом о том, можно ли варить нержавеющую сталь, используя обычные электроды. Стоит заметить, что проводить сварочные работы со сталью, стойкой к коррозии, обычными электродами можно. Если у вас нет под рукой специальных материалов для сварки, можно использовать обычные расходники. Такую технику обработки сварщики используют лишь в домашних условиях, поскольку к промышленной сварке предъявляются более серьезные требования к качеству и надежности работ.

Если говорить о технологической стороне работ, то лучше использовать электроды со специальным покрытием. Простые электроды негативно влияют на качество, поскольку нержавеющая сталь может покрыться микротрещинами.

Подводя итоги, можно сказать, что сваривать детали из нержавеющей стали обычными электродами можно. Но лучше оставить этот вариант на крайний случай.

Сварка нержавеющих труб аргоном.

Работу с аргоном проводят при использовании неплавящихся вольфрамовых электродов, которые закрепляют в центре сопла, оттуда газ направляется к стыку. При этом создается особая защитная зона. Сварочный шов образуется при плавлении проволоки, которая может подаваться как автоматически, так и вручную.

Сварщик должен помнить, что шов накладывают продольными движениями горелки и проволоки. Если случайно выйти за пределы зоны сваривания, шов не будет качественным. Проводить сварку аргоном лучше с двусторонним поддувом. Избегайте касаний деталей электродом. Правило действует даже при розжиге дуги. Опытные специалисты чаще всего пользуются графитовыми или угольными пластинами, с помощью которых удобно перемещать дугу. Зона сварки должна находиться в аргоновой среде в течение 10 секунд. В таком случае шов остынет быстрее и не будет подвержен последующему электродному окислению.

Как уже упоминалось выше, сварка нержавеющих труб аргоном выполняется с поддувом с обеих сторон. Как это лучше сделать:

забиваем пробку в любой торец одной из труб при помощи подручного материала;
стыки двух труб закрепляем при помощи изоляционной ленты;
аргон закачивается через отверстие второй трубы посредством горелки;
как только трубы заполняются аргоном полностью, открытая сторона также закупоривается;
изоляционная лента убирается, начинается сварка.

Орбитальная сварка нержавеющих труб.

Принцип работы такой же, как и при аргонодуговом способе. Однако сварочная головка проводит работу вдоль стыка, по окружности. За счет этого шов получается непрерывным. Поэтому и метод называется орбитальным. Сварка контролируется специальным процессором, поскольку процедура полностью автоматическая. Длина дуги определяется за счет крепления ее к сварочной головке в необходимом положении.

Функции процессора позволяют менять параметры работы в зависимости от работы головки при орбитальной сварке. Необходимо разделить весь стык на вертикальные, горизонтальные и угловые участки. Когда сварочная головка будет проходить по любому из участков, система сама изменит параметры на нужные:

параметры сварочного тока;
быстрота работы головки;
использование аргона;
темп подачи проволоки.

Так как процессор позволяет сделать условия для сварки максимально оптимальными, шов получается однородным и высококачественным. Трубы диаметром от 8 до 275 мм соединяют при помощи головки открытого вида. Изделия с большим диаметром наполняют инертным газом, а затем используют закрытый вид конструкции. Для прочной сварки толстых труб необходимо проводить работы в несколько этапов, при этом меняя угол наклона сварочной головки. Весь процесс занимает больше времени, чем при других видах сварки, поэтому в комплекте также имеется блок для охлаждения устройства.

Холодная сварка нержавеющих труб.

В данном случае для соединения необходимо применить специальный двухкомпонентный клей. Обычно его используют на время, при ремонте труб. Смесь компонентов наносят на нужное место, затем вся сварка затвердевает. Помните, что подобный вид сварки не может быть использован при работе с металлами разного рода. Холодную сварку может проводить любой человек без специальной подготовки.

Плазменная сварка нержавеющих труб.

Для сварки нержавеющих труб плазмой могут использоваться два метода:

Ручной способ сваривания пи помощи дуги, возникающей между поверхностью трубы и электродом, с током от 0,1 до 15 А.
Автоматическое сваривание с применением плазмотрона. В этом случае процесс сварки нержавеющих труб осуществляется за счет плазменного пучка, который формируется током свыше 100 А.

Какой бы метод сварки нержавеющих труб вы ни выбрали, нужно помнить, что долговечность и надежность трубопровода будет зависеть от качества сварного шва. Добиться нужного результата можно и ручным свариванием, но лучше для такой задачи приобрести полуавтомат для аргоновой сварки (такое оборудование имеет маркировку TIG). С помощью такого аппарата можно эффективно соединять трубы с толщиной стенок более 1 мм.

Почему следует обращаться именно к нам

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Читайте также: