Сварочный аппарат варить нержавейку

Обновлено: 09.06.2024

Сварочный аппарат для сварки нержавейки может применяться любой конструкции — ММА, DC/AC TIG, MIG, но он должен иметь более широкий диапазон регулировок.

Сварка нержавеющей стали отличается некоторой сложностью, которая вызвана особенностью химического состава. По сути, нержавеющая сталь — это сплав железа с хромом с добавлением углерода, марганца, магния, ванадия и прочих элементов в количестве от нескольких сотых до 1-2%. В то же время содержание хрома находится в диапазоне 13-30%.

Сварочный аппарат для сварки нержавейки может применяться любой конструкции — ММА, DC/AC TIG, MIG, но он должен иметь более широкий диапазон регулировок, чем установка для сваривания обычной низколегированной и углеродистой стали. Заслугой тому особые свойства нержавейки:

низкая теплопроводность;
высокая химическая активность в зоне расплава;
значительный коэффициент термического расширения;
низкая температура плавления.

Учитывая эти особенности, сварочный трансформаторный или инверторный аппарат для нержавеющей стали должен иметь возможность сварки при пониженном токе. В таком случае к зоне шва поступает намного меньше тепла — металл не прогорает и не нарушается его структура.

Также сварочный аппарат для нержавейки должен работать как в прямой, так и в обратной полярности, переключаться на переменный ток и обладать способностью вести сварочные работы в импульсном режиме. Не очень много моделей даже профессиональных аппаратов сочетают в себе все эти возможности, поэтому для работы исключительно с нержавейкой аппарат выбрать довольно сложно.

Кроме сварки электрической дугой, для нержавейки активно применяется и лазерная, но преимущественно в промышленных условиях. На бытовом уровне или в небольших мастерских встретить лазерный сварочный аппарат для нержавеющей стали довольно сложно. Это очень сложное и дорогое оборудование, но есть умельцы, которые в собственных гаражах строят вполне работоспособные установки для работы с лазером.

Особенности сварки ММА

Работать с нержавеющей сталью могут как трансформаторные, так и инверторные аппараты. Особенно такая сварка распространена на бытовом уровне и в небольших цехах, где налажено мелкосерийное производство не слишком ответственных изделий из нержавеющих сталей. Как уже упоминалось, сварочный аппарат для сварки нержавеющей стали может быть любой конструкции, даже любительский. В ММА-сварке важен правильный выбор электродов.

Электроды

Для работы с нержавеющей сталью подходят два вида электродов — основные ( типа СЭЗ ЗИО-8 d4,0) и рутиловые (Lincoln Electric Omnia 46 D3,0). Первые — это покрытые электроды с внешним слоем из карбоната магния или кальция. Они предназначены для постоянного тока обратной полярности. Это значит, что к электроду подключается «+» аппарата, а к свариваемой детали «—». Диаметр электрода выбирается по толщине свариваемой стали и ее марке.

Рутиловые электроды защищенные двуокисью титана (TiO₂). Работать с ними можно как при постоянном токе с такой же полярностью, как и в первом случае, так и с переменным током. Они отлично держат дугу и практически не создают брызг металла, что характерно для основных электродов.

Таблица 1. Выбор электродов для нержавейки при сварке ММА

Выбирать электроды, зная марку свариваемой стали, лучше всего по ГОСТ 10052, где для каждого металла из марочника высоколегированных сталей указан точно подобранный электрод.

Почему так важен подбор электродов? Хром, находящийся в составе стали, очень активно взаимодействует с кислородом атмосферы и образует пленку толщиной в несколько атомов, которая, тем не менее, препятствует соединению расплава из разных частей соединяемых деталей. Покрытие электрода, сгорая, создает защитную атмосферу, которая не допускает в сварочную ванну кислород и азот. Но для нержавейки следует подбирать специальный состав защитной атмосферы, поэтому не все виды электродов подходят.

Аппараты для сварки нержавейки

Выбор, каким аппаратом варить нержавейку, зависит от уподобаний и квалификации сварщика. Но, по мнению подавляющего большинства профессионалов, лучше всего для РДС высоколегированных марок сталей подходят инверторные аппараты. При покупке обращайте внимание на такие основные параметры, которые очень сильно влияют на результат работы с нержавейкой:

Рабочий диапазон температур. Некоторые инверторы не способны работать при отрицательных температурах. У качественного инвертора для нержавейки диапазон начинается от -10 0 С и ниже.
Сила сварочного тока достаточна в пределах 30-180А;
Наличие Hot Start, Anti-Stick и Arc Force — обязательно;
Мощность аппарата должна обеспечивать возможность применения электродов диаметром до 4 мм.

Если ориентироваться на конкретные модели, то для сваривания нержавейки в бытовых и полупрофессиональных условиях отличными характеристиками обладают однофазные аппараты Сварог PRO ARC, ПАТОН ВДИ-200P, Сварог TECH ARC. Они не являются самыми лучшими, но их характеристики можно использовать, как ориентиры при выборе среди моделей других производителей. Для профессиональной работы вполне подойдут WM Pico 162, Lincoln Electric, KEMPPI Minarc.

В семействе трехфазных лучшим выбором будут Сварог ARC 315 Lincoln Electric, EWM Pico, BRIMA ARC.

Аргоновая сварка AC/DC TIG

Не менее распространенным оборудованием для сварки нержавеющих сталей в полупрофессиональном и профессиональном сегменте являются аппараты AC/DC TIG, работающие в атмосфере аргона. Электродом в этом случае выступает вольфрамовый стержень, обязательно использование присадочной проволоки специальных марок, которые превосходят свариваемый металл по уровню легированности, например, ER 308.

При сварке тонкого металла, под нержавейку можно установить медную пластину для отвода тепла. После окончания сварки необходимо оставить подачу газа на несколько секунд, так называемый режим Post flow. Это позволяет металлу остыть в достаточной степени без окисления и предотвратить подгорание электрода из вольфрама.

Аппараты для AC/DC TIG способны работать со многими металлами, например, алюминием и его сплавами. В самых современных используется технология Soft Switch, позволяющая резко уменьшить уровень тепловых потерь, настройки баланса тока, изменение частотных характеристик при сварке на переменном токе, режим пульсации.

Особенно интересный режим MIX TIG, который используется в полупрофессиональных и профессиональных аппаратах и представляет собой комбинацию поочередного применения сварки при постоянном и переменном токах. При этом переменный разбивает оксидную пленку без перегрева металла, а постоянный производит расплав и сваривание. Практически все аппараты имеют режим Spot Arc — точечную сварку, позволяющую сделать прихватку металла, точно выполнять лицевые швы.

Лучшие сварочные аппараты — TRITON ALUTIG , Aurora PRO INTER, Сварог PRO TIG, Aurora IRONMAN, Fubag INTIG. Они находятся в разных ценовых категориях, но позволяют выполнять сварку нержавейки приблизительно на одном уровне качества, отличаясь только временем непрерывной работы и ограничениями по мощности.

Сварка нержавейки МИГ/МАГ

Полуавтоматическая сварка нержавейки доступна даже при не слишком больших профессиональных навыках и умениях. Но в руках профессиональных сварщиков аппараты MIG творят настоящие чудеса, справляясь как с тончайшими листами, так и с громоздкими рельефными деталями.

Аппарат МИГ/МАГ должен иметь возможность настроек для работы короткой дугой (для тонких листов), струйным переносом и в импульсном режиме. Газ используется вместе с монолитной нержавеющей проволокой, при сварке порошковой — газ не обязателен. Но порошковая проволока может применяться только при не слишком ответственных работах — со временем шов может покрываться налетом ржавчины. Идеальный случай — нержавеющая проволока по ГОСТ 2246-70 в атмосфере аргона или аргона и гелия.

Лучшие аппараты — Сварог EASY MIG, ФЕБ НОРМА, BRIMA, TRITON MIG 300, профессиональные — EWM Picomig, KEMPPI Minarc MIG EVO 170, Lincoln Electric.

Приглашаем читателей поделиться собственным опытом сварочных работ с нержавейкой. Практические навыки, собственные находки, нестандартные подходы к использованию оборудования — пишите нам обо всем.

Сварка нержавейки в домашних условиях: варианты, советы, видео

Выполняя такую технологическую операцию, как сварка нержавейки, важно учитывать как физические свойства материала, так и его химический состав. Только в таком случае можно рассчитывать на то, что соединение будет выполнено качественно и надежно.

Аргонная сварка нержавеющей стали

Факторы сложности для сварки деталей из нержавеющей стали

Сварку нержавеющей стали затрудняет то, что данный материал относится к категории высоколегированных сплавов, а значит, в его составе в достаточно большом количестве содержатся элементы, влияющие на его основные свойства. В нержавейке, в частности, таким элементом является хром. Его содержание в данном сплаве может составлять 12–30%. Хром наряду с такими элементами, как никель, титан, марганец и молибден, формирует антикоррозионные свойства нержавеющей стали, но в то же самое время наделяет ее и другими особенностями, влияющими на свариваемость.

Для тех, кто не любит читать длинные статьи и вникать в технические тонкости, предлагаем сразу посмотреть два видео с наиболее актуальными для домашнего мастера вариантами сварки нержавеющей стали — электродом с помощью инвертора и опять же инвертором, но уже в среде защитного газа (аргона).

По этой причине сварку нержавеющей стали всегда сопровождает значительная деформация соединяемых деталей. В отдельных случаях, когда свариваемые детали имеют значительную толщину и между ними не предусмотрен зазор, такие деформации могут привести даже к появлению крупных трещин.

Теплопроводность нержавеющей стали в 1,5–2 раза ниже, чем у низкоуглеродистых сплавов. Такая особенность материала приводит к тому, что соединяемые детали в зоне сварки проплавляются даже при меньших (на 15–20%), чем при сваривании изделий из низкоуглеродистой стали, силах тока.

При сильном нагреве (более 500 градусов Цельсия) в нержавеющих сталях возникает так называемая межкристаллитная коррозия. Происходит это потому, что по краям зерен структуры металла начинают формироваться прослойки, состоящие из карбида хрома и железа. Избежать этого явления можно не только тщательным подбором режима сварки, но и путем принудительного охлаждения свариваемых деталей из нержавейки, для чего можно использовать обычную воду. Однако следует иметь в виду, что охлаждать водой можно лишь детали, изготовленные из хромоникелевых сталей, которые имеют аустенитную внутреннюю структуру.

Перегрев электродов с хромоникелевыми стержнями

Из-за низкой теплопроводности соединяемых материалов и их повышенного электрического сопротивления сварка деталей из нержавейки сопровождается сильным нагревом электродов, стержни которых имеют хромоникелевый состав. Чтобы избежать этого нежелательного явления, используют электроды для сварки нержавейки длинной до 35 см.

Сварочные электроды Sabaros ME 101 3,2мм для сварки нержавеющих сталей

Наиболее распространенные способы сварки нержавеющей стали

Сварка изделий из нержавеющих сталей, характеризующихся повышенным содержанием хрома, может выполняться с использованием нескольких технологий. Сюда, в частности, относятся следующие виды сварки:

аргонодуговую (с использованием вольфрамового электрода и режимов AC/DC TIG);
выполняемую в режиме MMA покрытыми электродами;
полуавтоматическая электродуговая сварка в среде аргона, проводимая в режиме MIG и с использованием проволоки из нержавеющей стали;
так называемая холодная сварка для нержавеющей стали, выполняемая под большим давлением (название данной технологии обусловлено тем, что она не предусматривает плавления металла в процессе его соединения);
шовную технологию и контактную точечную сварку.

Технология сварки деталей из нержавеющей стали предусматривает тщательное обезжиривание их поверхностей при помощи ацетона или авиационного бензина. Делается это для того, чтобы уменьшить пористость выполняемого шва, сделать сварочную дугу более устойчивой, тщательно зачистить кромки соединяемых деталей. Только после тщательной зачистки можно приступать к выполнению операции выбранным способом. Есть несколько основных способов сваривания деталей из нержавеющих сталей, а также технологии, которые применяются достаточно редко. В любом случае принимать решение о том, как варить нержавейку, следует исходя из конкретных условий и требований, предъявляемых к формируемому соединению.

Сварка покрытыми электродами (ММА)

Сварка деталей из нержавейки по технологии ММА, предусматривающая использование покрытых электродов, является самой распространенной технологией. Этот способ достаточно прост, его можно применять и дома, но он не позволяет получать шов самого высокого качества.

Что удобно, такую сварку нержавейки можно выполнять даже в домашних условиях, но для этого вам понадобится специальный сварочный аппарат, который называется инвертор. Чтобы сварка нержавейки инвертором позволила получить соединение, обладающее высокой надежностью, необходимо правильно подобрать электрод для определенной марки нержавейки. Все электроды, с помощью которых проводится сварка изделий из нержавеющих сталей, делятся на два основных типа:

с рутиловым покрытием на основе двуокиси титана (сварка такими электродами, обеспечивающими небольшое разбрызгивание металла и стабильную дугу, выполняется на постоянном токе и обратной полярности);
с покрытием на основе карбоната магния и кальция (такими электродами нержавейка сваривается на постоянном токе обратной полярности).

Чтобы понять, какими электродами варить нержавейку, достаточно заглянуть в ГОСТ 10052-75, в котором представлены все типы таких расходных материалов, а также оговаривается, какой из них следует использовать для работы с металлом конкретного химического состава. Для того чтобы выбрать электроды по нержавейке, соответствующие требованиям данного ГОСТа, достаточно знать марку металла, детали из которого необходимо соединить.

Со всеми требованиями к электродам для сварки нержавейки можно ознакомиться, бесплатно скачав ГОСТ 10052-75 в формате pdf по ссылке ниже.

Ручная и полуавтоматическая сварка нержавейки в среде аргона (AC/DC TIG, MIG)

Для выполнения ручной сварки нержавейки в среде аргона применяются электроды из вольфрама. Эта технология даже в условиях дома позволяет получать качественные и надежные соединения изделий, отличающихся небольшой толщиной. Сварку такими электродами по нержавейке используют преимущественно для монтажа коммуникаций из труб, по которым под давлением будут транспортироваться газы или различные жидкости.

Аустенитную нержавеющую сталь следует сваривать особенно тщательно и с осторожностью

У данной технологии есть определенные особенности.

Для того чтобы вольфрам, из которого изготовлены электроды по нержавейке, не попал в расплавленный металл в зоне сварки, дугу поджигают бесконтактным способом. Если выполнить это непосредственно на детали не представляется возможным, то дугу зажигают на специальной угольной плите и аккуратно перемещают ее на соединяемые заготовки.
Сварку нержавеющей стали данным способом можно выполнять как на постоянном, так и на переменном токе.
Режимы подбираются в зависимости от толщины соединяемых деталей. К таким режимам, в частности, относятся параметры сечения вольфрамового электрода, диаметр проволоки, используемой в качестве присадки, параметры тока (сила и полярность), расход защитного газа, скорость выполнения сварки.
Очень важно, чтобы уровень легирования присадочной проволоки был выше, чем у соединяемых деталей.
В процессе выполнения сварки электроды по нержавейке не должны совершать колебательных движений. Если пренебречь этим требованием, это может привести к нарушению сварочной зоны и окислению металла в ее области.

При использовании данной технологии можно сократить расход вольфрамового электрода. Для этого нужно некоторое время (10–15 секунд) не отключать подачу аргона после окончания сварочного процесса. Подобная процедура способствует защите раскаленного вольфрамового электрода от активного окисления.

У полуавтоматической сварки нержавейки в среде аргона, по сути, мало отличий от обычного ручного способа. Основное ее отличие заключается в том, что подача проволоки в зону сварки осуществляется при помощи специального оборудования. Благодаря механизации процесс протекает значительно точнее и с большей скоростью.

Благодаря использованию полуавтоматического оборудования могут быть реализованы следующие техники сварки деталей из нержавеющей стали:

метод струйного переноса, который позволяет эффективно сваривать детали большой толщины;
сварка короткой дугой – для выполнения соединения деталей небольшой толщины;
импульсная сварка – универсальная технология, которая позволяет получать качественные и надежные соединения и является самым выгодным вариантом в финансовом плане.

Аргонодуговая сварка нержавеющей стали

Другие технологии сварки нержавеющей стали

Существует еще несколько способов сварки нержавейки, которые лучше демонстрируют себя в определенных ситуациях, то есть не отличаются универсальностью. Сюда относятся следующие способы, предполагающие использование специального оборудования.

Сварка нержавеющей стали с использованием лазерного луча

Такой способ сварки, который даже на видео выглядит очень впечатляюще, обладает целым рядом весомых преимуществ: металл в зоне сварки не теряет свою прочность из-за чрезмерного температурного воздействия, быстро остывает, на нем не появляются трещины, а в его структуре формируются зерна минимального размера. Оборудование для лазерной сварки и сама технология находят широкое применение в различных отраслях промышленности (автомобиле- и тракторостроение, монтаж коммуникаций из труб и др.).

Холодная сварка под большим давлением

Данная технология не предусматривает плавления материала в зоне сварки, а металлические детали соединяются на уровне их кристаллических решеток. В зависимости от получаемого соединения и конфигурации деталей давление может оказываться на одну или сразу на обе металлические заготовки. Очень интересно посмотреть на видео такого процесса: две детали, находясь в холодном состоянии, как будто вдавливаются друг в друга.

Контактная сварка изделий из нержавейки

Такая сварка может выполняться по точечной или роликовой технологии. В результате могут быть соединены тонкие листы нержавейки с толщиной не более 2 мм. При этом используется то же самое оборудование, что и для других металлов.

На видео ниже подробно объясняются и наглядно демонстрируются нюансы подачи присадочного прутка при сварке нержавейки неплавким электродом в среде аргона и прочие нюансы работы.

Бытовые способы сварки нержавейки

В домашних условиях для сварки нержавейки чаще используется сварка покрытыми электродами. Необходимы только электроды с основным или рутиловым покрытием.

Сварка нержавеющей стали — занятие, требующее определенных навыков и знания теоретических основ. Если у вас нет опыта со сваркой обычной низколегированной стали, то за нержавейку браться не стоит, даже на полуавтомате. Особенности металла непременно дадут о себе знать. Но это совершенно не значит, что сварка нержавейки в домашних условиях невозможна.

Как и любой металл, нержавеющая сталь сваривается плавлением, причем некоторые марки поддаются сварке довольно беспроблемно. Для сварки применяются практически все известные способы — сварка покрытым электродом, в аргоновой атмосфере вольфрамом и полуавтоматом. Если на обычной стали эти методы освоены, то можно переходить к нержавейке.

Особенности сварки нержавейки

Нержавеющая сталь сложная для сваривания вследствие повышенного содержания хрома — в сплаве его от 13 до 30%. При соединении с кислородом, хром образует оксидную пленку, которая препятствует сплавлению металла в сварочной ванне. Низкая теплопроводность металла вызывает перегрев в зоне шва и частичное изменение структуры материала, что приводит к снижению прочности.

Но бороться с этими трудностями вполне возможно, просто необходимо помнить об особенностях металла и выбирать оптимальный режим работы.

Важен и второй вопрос — чем лучше всего варить нержавейку в домашних условиях? Однозначного ответа здесь нет. Все зависит от марки стали и опыта сварщика. Если есть выбор, то лучше всего выбрать инверторный аппарат, как самый удобный в использовании и обладающий широким диапазоном точных настроек.

В бытовых условиях чаще всего используется сварка покрытыми электродами, но подходят не все виды. Необходимо выбирать только электроды с основным или рутиловым покрытием. Если ориентироваться на марки, то покупать следует ОЗЛ-8, НИАТ-1, ЦЛ-11 или их зарубежные аналоги. В каждом магазине, торгующим сварочным оборудованием, вам подскажут, какие электроды для какой стали подходят лучше всего.

Наиболее распространенными марками стали, с которыми приходится встречаться домашнему мастеру, являются AISI 304, 304L, 316L и 321. Аналогами по ГОСТ выступают 08Х18Н10, 03Х18Н11, 03Х17Н14М3 и 12Х18Н10Т. Именно такие металлы используются для посуды, изготовления труб и листов, из которых делают ворота, ограды и другие декоративные архитектурные элементы.

Настраивается аппарат на обратную полярность (+ на электроде) и сила тока выставляется на процентов 20-25 ниже, чем для сварки обычной стали такой же толщины. Также следует учесть тот факт, что электрическое сопротивление нержавеющей стали ощутимо выше, чем обычной. Электроды с низколегированным стержнем могут перегреваться и разрушаться в процессе работы.

Если есть возможность, лучше найти специальные электроды для нержавейки, их очень легко отличить — они выпускаются длиной 350 мм. Если же варить будете обычными электродами, следует быть готовым к тому, что покрытие с них может попросту осыпаться.

Под свариваемые листы нержавейки необходимо установить медную подложку, чтобы она отводила тепло из зоны сваривания и не возникало перегрева и металл не изменял своей структуры. Также не следует стыковать кромки вплотную — тепловой коэффициент расширения нержавеющей стали достаточно высокий, поэтому при охлаждении шов может покрываться микротрещинами. Зазор не должен превышать 2 мм. Электрод ведут вдоль прямой линии, колебательная траектория при сварке нержавейки не применяется.

Перед тем, как варить нержавейку покрытым электродом в домашних условиях, позаботьтесь о наличии всего необходимого для подготовки металла к работе и финишной обработки шва. Подготовка заключается в тщательной очистке зоны шва от пыли, грязи и следов технических жидкостей. Если есть возможность — пройдитесь зачистным кругом болгарки или мелкой наждачной бумагой. Затем необходимо промыть поверхность ацетоном или чистым бензином для удаления остатков масел и жиров.

После сварки необходимо обработать шов специальной травильной пастой, если такой нет — соляной или серной кислотой и обработать металлической щеткой, а еще лучше — зачистить с помощью болгарки. На шве остается значительный процент окалины, которая может вызвать коррозию шва.

Аргоновая сварка

Часто для нержавеющей стали применяется сварка TIG вольфрамовым электродом в аргоновой среде.
В домашних условиях таким аппаратом варить удобнее, чем покрытым электродом, но не у каждого мастера есть аппарат, способный выполнить такую работу.

Метод сварки в аргоне используется для тонких листовых металлов и труб, которые будут эксплуатироваться под давлением. Работает аппарат на переменном токе или постоянном обратной полярности. Также для сварки понадобится присадочная проволока и баллон с газом. Как правило, если в гараже или домашней мастерской есть аппарат с возможностью TIG-сварки, то есть и все необходимые приспособления и аксессуары. По сравнению с ММА-сваркой, аргоновая дает более прогнозируемые результаты.

Полуавтоматическая сварка нержавейки

Если в распоряжении сварщика только полуавтоматический аппарат, который может работать с нержавеющей проволокой или порошковой ее разновидностью,
то работать можно и на нем. Проволока выбирается специальная, для сваривания нержавеющей стали. Алюминиевая не подойдет. Газовой средой обычно служит углекислота, но при сварке ответственных деталей нужен аргон или смесь из 70% аргона и 30% углекислого газа.

Возможность регулировки скорости подачи проволоки и открытой длины электрода позволяют выбирать самый оптимальный режим сварки. Также конструкция горелки позволяет работать в труднодоступных местах. Перед началом сварочных работ рабочую зону рекомендуется просушить путем нагревания до 100 0 С. Это удобно еще и тем, что нагретая нержавейка лучше сваривается.

При использовании порошковой проволоки, если в домашней мастерской нет специальной, необходимо помнить, что шов спустя некоторое время может начать ржаветь. Чтобы этого не случилось, его необходимо обработать специальной пастой.

Тема сварки нержавеющей стали в домашних условиях очень актуальна. Если вы обладаете собственным опытом таких работ — поделитесь с читателями. Пишите нам на сайт в раздел комментарии.

Особенности инверторной сварки нержавейки

Сварочный инвертор позволяет в выполнять достаточно сложные операции. К их числу относится и сварка нержавейки инвертором. Разберемся в нюансах.

Наличие у домашнего мастера сварочного инвертора (компактного и дружественного в применении аппарата) позволяет в бытовых условиях выполнять достаточно сложные в техническом отношении операции. К их числу относится и сварка нержавейки инвертором. Разберемся в нюансах подобного вида сварки.

Особенности инверторного аппарата

Обычные установки для сварки генерируют повышенные значения сварочного тока за счет высокой потребляемой мощности. В бытовых условиях это не только невыгодно экономически, но и опасно для обычных электрических сетей, пусковые автоматы которых, как правило, рассчитываются на токи не более 20-30 А.

Любой сварочный инвертор для сварки нержавейки предусматривает увеличение тока до требуемых значений вследствие поступательного инвертирования (преобразования) исходной вольтамперной характеристики энергоносителя. Вначале в первичную цепь инвертора поступает исходный переменный ток напряжением 220 В, который далее преобразуется в постоянный. Затем во вторичной цепи выполняется обратное преобразование, в ходе которого частота тока существенно увеличивается, а напряжение, наоборот, уменьшается. Такое преобразование происходит автоматически, по критерию стабильности горения сварочной дуги. При этом сила тока увеличивается до 150-200 А (конкретные значения определяются мощностью инвертора).

Технической особенностью инвертирования является нагрев рабочих плат, что неизбежно вследствие естественных потерь мощности. Поэтому фактический КПД любого сварочного инвертора не превышает 85-90%, а сам агрегат в процессе работы существенно нагревается. Поэтому продолжительная сварка инвертором невозможна, а каждая модель характеризуется определенным значением параметра ПВ (продолжительности включения). Для большинства моделей значение ПВ колеблется в диапазоне 35-60%, а в паспортных характеристиках всегда указывается допустимое время непрерывной работы аппарата. По тем же соображениям в конструкциях сварочных инверторов всегда предусматривается эффективная вентиляция рабочих контуров.

Таким образом, инвертор для сварки нержавеющей стали должен отличаться следующим набором опций:

Наличием режима «Форсаж», который позволяет кратковременно снижать рабочее напряжение на дуге при одновременном увеличении силы сварочного тока.
Значением ПВ, которое не должно быть менее 40%.
Длиной соединительного кабеля — не более 5-6 м, поскольку в противном случае непроизводительные потери мощности резко увеличиваются, а сам кабель перегревается.
Максимально большим диапазоном рабочих значений входного напряжений, как минимального, так и максимального: от этого будет зависеть стабильность инверторной сварки нержавейки.

Рекомендуется перед использованием/приобретением сварочного инвертора изучить инструкцию к аппарату. В частности, некоторые модели, имеющие лишь одну комбинированную электронную плату, качественно работать с нержавейкой не смогут.

Способы сварки деталей из нержавеющей стали

Если не брать во внимание промышленные полуавтоматические установки, то инверторная сварка нержавейки возможна двумя способами — сваркой с применением неплавящегося вольфрамового электрода (так называемый TIG-процесс) и обычной сваркой (ММА-процесс). При этом следует вспомнить, что от обычных сталей нержавейка отличается пониженной теплопроводностью, высоким показателем теплового расширения, а также более низкой температурой своего плавления. Из этого следует, что успешная сварка нержавеющей стали любой марки возможна лишь при предварительном ее подогреве. Это правило не касается малоуглеродистых нержавеющих сталей, а также деталей с толщиной менее 25-30 мм.

Разделка кромок, а также их зачистка от жировых и масляных пятен, выполняется так же, как и для всех остальных марок сталей. Более существенно — подобрать верный режим сварки, для чего придерживаются следующих правил:

Из-за опасности поверхностного перегрева нержавеющей стали сварочный ток должен быть минимально допустимым, а скорость движения электрода по свариваемой поверхности — наибольшей. Лучше пройти то же место повторно, чем замедлять скорость перемещения электрода
Для устранения перегрева свариваемых деталей из нержавейки с противоположной стороны шва подкладывают толстую алюминиевую или медную пластину. Перед повторным проходом поверхность этой пластины следует хорошо очистить.
Используется только обратная полярность сварочного тока.
Поскольку место сварного шва не защищено от активного окисления кислородом воздуха, то его сразу после сварки, удалив грат и шлаки, обрабатывают противокоррозионными пастами. Пасту выдерживают на поверхности не менее 30 мин, после чего смывают водой.
Учитывая высокую теплопроводность нержавейки, зазор между свариваемыми деталями увеличивают до 1-2 мм.
Выбор технологического режима инверторной сварки нержавейки устанавливают в зависимости от толщины сварочного электрода. Для наиболее распространенного электрода диаметром 33 мм ток устанавливают в пределах 75-90 В, при этом важно, чтобы напряжение на дуге не превышало 30 В.

Короткая дуга при сварке нержавейки в домашних условиях определяется расстоянием между электродами: оно должно составлять примерно половину диаметра электрода. Именно в этом случае может быть достигнута максимальная глубина проплавления материала при минимальной ширине шва. Одновременно достигается и улучшенная защита сварочной ванны от кислорода воздуха.

Практическая зависимость между основными составляющими вольтамперной характеристики сварочной дуги приведена в таблице.

Следует отметить, что таким образом удобно варить лишь горизонтальные стыки. Для угловых соединений сварка инвертором на короткой дуге практически возможна, если корневые швы будут располагаться внизу.

Как варить нержавейку инвертором в домашних условиях? Лучше всего предварительно попрактиковаться на тонком листе: так легче всего научиться быстрому перемещению электрода по свариваемым поверхностям и добиться нужной прямолинейности шва.

Выбираем сварочные электроды

Электроды с традиционным покрытием для сварки нержавеющей стали не подходят: ими можно варить, используя дугу только постоянного тока. Рутиловые электроды, помимо своей повышенной универсальности, еще и предотвращают разбрызгивание жидкого металла вне зоны сварного шва. Это улучшает его качество и обеспечивает необходимую безопасность сварщику. Электроды по нержавейке для инвертора должны в полной мере обеспечивать следующие преимущества:

При импульсной сварке с малыми ПВ уменьшается теплоотдача в поверхность детали;
Снижается мощность, затрачиваемая на сварку;
Экономно расходуется материал и снижается трудоемкость зачистки поверхности сварного шва;
Уменьшается протяженность и глубина термически измененной зоны, что особенно важно для сварки толстолистовых изделий.

При отсутствии каких-либо особых требований к качеству сварного шва, при инверторной сварке по нержавейке подойдут электроды марок ОЗЛ-8 или ЦП-11. Более удобно, однако, работать с электродами марок ОК-45 или МР-3. Благодаря малому сродству с металлом нержавеющих сталей, такие электроды после использования оставляют на поверхности шлак, который после остывания охрупчивается, а затем легко отделяется от поверхности.

Как варить нержавейку инвертором? Начинающие сварщики считают, что с увеличением диаметра сварочного электрода производительность процесса увеличится. Но это верно лишь для работ с толстолистовыми заготовками. В остальных случаях рекомендуется принимать для работ электроды минимально возможного диаметра. Как показано в вышеприведенной таблице, при этом на дуге возникает наибольшее напряжение, что способствует стабильности ее горения.

При использовании инвертора также важно научиться правильно выставлять сварочный электрод по отношению к поверхности соединяемых изделий. Наилучшие условия для перемещения электрода создаются при угле наклона к дуге в пределах 75±5 0 .

Таким образом, для успешной сварки нержавейки с применением инвертора необходимо правильно выбрать марку электродов. В случае, если сварка должна быть выполнена с наилучшим качеством, лучше ориентироваться на специализированные марки. Для этого нужно (хотя бы примерно) установить марку материала соединяемых изделий. Например, для сварки жаропрочных сталей подойдут электроды ЭА-981-15 или ОЗЛ-9-1, а для сварки коррозионно стойких сталей — электроды Л38М, НЖ-11 или СЛ-28.

Как варить нержавейку полуавтоматом в среде углекислого газа: видео, советы

Сварка нержавейки полуавтоматом может представлять достаточно высокую сложность не только для новичка, но и для опытного специалиста. Такие сложности в первую очередь связаны с особенностями самого металла, для качественной сварки которого необходимо правильно подобрать рабочие режимы сварки и соответствующие расходные материалы.

Полуавтомат для сварки металла в среде защитного газа

Виды нержавеющих сталей

Основным легирующим элементом сталей, относящихся к категории нержавеющих, является хром. Именно благодаря данному элементу, которого в нержавейке должно содержаться не менее 12%, на ее поверхности создается оксидная пленка. Несмотря на очень незначительную толщину такой пленки, иногда не превышающую размеров нескольких атомов, она обеспечивает надежную защиту металла от воздействия коррозии. Кроме того, если случайно или преднамеренно повредить эту защитную пленку методом механического воздействия, то через некоторое время она восстановит свою целостность.

В химическом составе преимущественного большинства марок нержавеющих сталей, кроме железа, углерода и хрома, могут содержаться такие химические элементы, как никель, титан, ниобий и молибден. Эти элементы, находящиеся в составе нержавейки в достаточно незначительных количествах, улучшают как антикоррозионные, так и механические характеристики сплава.

Химический состав основных марок нержавеющей стали

Нержавеющие стали в зависимости от особенностей своей внутренней структуры могут относиться к одному из следующих типов.

Это сплавы, содержащие в своем составе 17% хрома и 0,5% углерода. Нержавейка с такой структурой отличается твердостью и высокой хрупкостью и может успешно эксплуатироваться только в слабоагрессивных средах.

В химическом составе таких сталей, кроме хрома и углерода, также содержится никель, который и увеличивает аустенитную область в их структуре. Отличительными качествами таких сплавов, относящихся к категории немагнитных, являются высокая коррозионная устойчивость, прочность, оптимально сочетающаяся с хорошей пластичностью.

Сюда относятся нержавеющие стальные сплавы, содержащие в своем составе не более 0,12% углерода и до 30% хрома. Такая нержавейка, отличающаяся хорошим соотношением высокой прочности и пластичности, устойчива к термической закалке и может успешно эксплуатироваться в условиях воздействия агрессивных сред.

Сварка нержавеющей стали в защитной среде полуавтоматом обеспечивает качественное соединение изделий

Свойства и свариваемость нержавейки

Стали, относящиеся к категории нержавеющих, являются трудно свариваемым материалом, что объясняется рядом их физических и химических характеристик. Решив варить нержавейку полуавтоматом, вы должны учитывать ряд важных параметров. Только в таком случае можно рассчитывать на то, что полученное сварное соединение будет отличаться требуемым качеством и надежностью.

По сравнению со сталями других категорий, нержавейка отличается достаточно низкой (в среднем в два раза) теплопроводностью. Из-за этого тепло из сварочной зоны отводится очень плохо, в результате металл подвергается значительному перегреву, что отрицательно сказывается на его коррозионной устойчивости. Чтобы избежать таких негативных последствий, сварка нержавейки с помощью полуавтомата выполняется на пониженном токе (на 15–20%), а соединяемые детали подвергают дополнительному охлаждению.

Ориентировочные режимы полуавтоматической сварки в среде защитного газа

При значительном нагреве (свыше 500°) на границах кристаллической решетки нержавеющего металла формируются карбидные соединения, которые становятся причиной возникновения такого явления, как межкристаллитная коррозия. В результате происходит расслоение внутренней структуры металла и развиваются коррозионные процессы. Чтобы избежать этого, прибегают к более интенсивному охлаждению соединяемых изделий, для чего может использоваться обычная вода.

Варить нержавейку (в том числе и в среде защитного газа) сложно еще и потому, что она имеет склонность к тепловому расширению. Значительное расширение соединяемых изделий, происходящее в процессе сварки полуавтоматом, приводит к образованию трещин как в сварном шве, так и в основном металле. Между тем можно избежать такого явления, если между свариваемыми деталями оставлять более широкий зазор.

Качественный сварной шов нержавейки может быть слегка сероватым, но не темным

Нержавеющая сталь из-за особенностей своего химического состава отличается достаточно высоким электрическим сопротивлением, что становится причиной значительного нагрева электродов, используемых для выполнения сварки полуавтоматом. В связи с этим для сварки нержавейки применяют электроды, изготовленные из проволоки с определенным химическим составом, а длина прутков, если в их состав входят хром и никель, не должна превышать 350 мм.

Расходные материалы

Хороших результатов соединения деталей из нержавейки позволяет добиться сварка, выполняемая в среде защитного газа. Чтобы варить по такой технологии, естественно, потребуется как специальное оборудование, так и соответствующие расходные материалы, в качестве которых выступают присадочная проволока и сам газ.

Назначением газа при сварке полуавтоматом является защита расплавленного металла в сварочной ванне от окисления. Газ, используемый для такой защиты, сам не должен вступать в реакцию с расплавленным металлом, чтобы не оказывать на него вредного влияния. Именно поэтому в качестве защитной среды преимущественно используют инертный аргон, смешанный с небольшим количеством углекислого газа.

Слева сварной шов, выполненный в среде углекислого газа. Справа – в аргоне (98%)

Стандартный состав газовой смеси, используемой при сварке нержавейки полуавтоматом, включает в себя 98% аргона и 2% углекислого газа. В отдельных случаях, чтобы снизить себестоимость выполнения сварки, допускается применять газовую смесь, состоящую из 70% аргона и 30% углекислого газа.

Чтобы варить нержавейку, получая при этом качественный и надежный сварной шов, очень важно правильно подобрать присадочную проволоку, которая также должна быть изготовлена из нержавеющей стали. В тех случаях, когда нет возможности воспользоваться защитным газом, сварку полуавтоматом проводят в обычной среде, но для ее выполнения используют специальную порошковую проволоку. Между тем использование последней приводит к тому, что сварные швы со временем могут покрыться слоем ржавчины.

Некоторые особенности технологии

Значительно повысить качество сварки нержавейки, а также упростить процесс ее выполнения позволяет использование специальных сварочных полуавтоматов, упомянутых выше. Использование такого оборудования позволяет решить сразу несколько технологических задач, к числу которых относятся:

подача присадочной проволоки в зону формирования соединения;
подача в зону сварки защитного газа;
охлаждение сварочной горелки;
обеспечение удобства выполнения сварных соединений в труднодоступных местах.

Оборудование для сварки полуавтоматом

В изделиях из нержавеющих сталей в процессе сварки образуются значительные внутренние напряжения, которые снимаются их дальнейшей термической обработкой – нагревом до температуры 660–760° и медленным охлаждением на открытом воздухе.

Подготовка к сварочным работам

Прежде чем варить с помощью полуавтомата изделия, изготовленные из нержавейки, их необходимо правильно подготовить, чтобы получить качественное и надежное соединение. Процесс такой подготовки заключается в следующем.

Поверхность соединяемых деталей тщательно зачищается с применением металлической щетки, а затем обезжиривается, для чего можно использовать наиболее распространенные растворители.
Чтобы удалить с поверхности изделия остатки влаги, его нагревают до температуры 100°.

Подготовка нержавейки для сварки коллектора

Правила и методы сварки

Как уже говорилось выше, чтобы качественно варить нержавейку с помощью полуавтомата, необходимо правильно подобрать присадочную проволоку, из которой и будет формироваться сварной шов. Оптимально, если степень легирования проволоки превышает аналогичный параметр основного металла. Объясняется это тем, что легирующие элементы, содержащиеся в химическом составе проволоки, будут выгорать из металла в процессе его плавления, поэтому их содержание и должно быть учтено с запасом.

Для полуавтоматической сварки нержавейки используется проволока со сверхнизким содержанием углерода и высоким содержанием кремния, устойчивая к окисляющим средам

Для сварки изделий, изготовленных из нержавейки, используются три основные метода:

метод короткой дуги (применяется в тех случаях, когда свариваются изделия небольшой толщины);
метод струйного переноса (позволяет выполнять сварку деталей даже очень значительной толщины);
импульсный (наиболее универсальная технология, позволяющая выполнять сварочные работы с высокой производительностью и при этом экономить затрачиваемые ресурсы).

Каждый из перечисленных методов отличается определенными особенностями, но есть и общие правила, которых следует придерживаться, используя каждый из них. Рассмотрим эти правила.

Корпус горелки располагается под противоположным углом к ходу шва, чтобы обеспечить качественный обзор последнего.
Сопло горелки, через которое подаются защитный газ и сварочная проволока, располагают на расстоянии приблизительно 12 мм от поверхности изделий.
Присадочная проволока, расплавленная в результате горения электрической дуги, подается в зону формируемого сварного шва небольшими каплями.

Положение горелки – примерно на 11 часов

Кроме того, существуют общие рекомендации по выполнению сварочных работ, для осуществления которых используется защитный газ.

Варить нержавейку следует только на обратной полярности.
Угол, под которым располагается сопло сварочного аппарата, должен обеспечивать хороший провар места соединения и небольшую ширину формируемого шва.
Вылет проволоки из сопла сварочного аппарата не должен превышать 12 мм.
Расход газа, который формирует защитную среду, должен находиться в интервале 6–12 м 3 /мин.
Газ, который подается в зону сварки, должен предварительно пропускаться через осушитель, в качестве которого используется медный купорос.
Чтобы минимизировать разбрызгивание расплавленного металла из зоны выполнения сварки, поверхность соединяемых изделий обрабатывают водным раствором мела.
Чтобы получить красивый и качественный сварной шов, его не следует начинать и заканчивать на самом краю соединяемых деталей. Лучше отступить на некоторое расстояние. Сама сварка, что важно, выполняется без колебательных движений в стороны от формируемого шва.

Устранение деформаций

Используя молоток и гладилку, образовавшийся на поверхности нержавейки «пузырь» просто простукивают, двигаясь от края детали.
Выправление сформировавшегося коробления при помощи простукивания будет более эффективным, если совместить его с прогревом деталей, для чего можно использовать обычную газовую горелку.

Для того чтобы качественно варить нержавеющую сталь с помощью полуавтомата, недостаточно просто познакомиться с теоретической базой, очень желательно посмотреть и обучающее видео на эту тему.

Читайте также: