Вальцовка и сварка нержавейки

Обновлено: 16.05.2024

Вальцевание, или вальцовка, – вид обработки металла, при котором металлический лист деформируют определенным образом, придавая ему нужную форму. Как правило, речь идет об изготовлении изделий цилиндрической, конусной или другой радиальной формы. Помимо листового металла, вальцеванию можно подвергать металлические трубы, в результате получая деформированные трубные изделия, которые впоследствии можно использовать в разнообразных сферах.

Калужский опытно-механический завод имеет технические возможности вальцевать листы толщиной до 130мм. Для этого в нашем распоряжении имеется несколько уникальных листогибочных машин, в том числе с ЧПУ.

Как правило, результатом вальцовки является обечайка или труба.

Основные этапы изготовления обечайки:

входной контроль металла
раскрой металла
гибка листа на вальцах
сварка продольного шва
термообработка (при необходимости, для снятия внутренних напряжений)
калибровка (при необходимости)
контроль ОТК всех параметров и качества сварного шва, в т.ч. УЗК 100%

После вальцевания в обечайках могут присутствовать внутренние напряжения металла, которые необходимо снять. Следует отметить, что мы имеет возможность выполнять термообработку (для снятия внутренних напряжений) крупногабаритных обечаек диаметром до 5000мм. Иногда это бывает обязательным условием изготовления обечаек для особо ответственных объектов.

Какой металл можно подвергать вальцовке

Для вальцевания годятся не все материалы: некоторые из них в процессе обработки теряют свои свойства, на них образуются трещины и прочие дефекты.

Вальцовку можно проводить с такими материалами, как:

алюминий, медь и их сплавы;
оцинкованная сталь;
углеродистые стальные сплавы;
некоторые марки нержавеющей стали.

Помимо металлов, вальцевание можно проводить с некоторыми видами полимеров и резиновых соединений.

Почему обечайки так необходимы?

Эти детали становятся главными при построении корпусов. Среди узлов агрегата этот отличается материалоемкостью, наибольшей ответственностью. То есть, он принимает на себя максимум нагрузок. При прокладке технологических трубопроводов без данной конструкции вообще не обойтись, как и без валков.

Из обечаек изготавливают колонное оборудование, трубопроводы нестандартной формы. Каждое изделие сопровождается документом.

Особо сложными для изготовления считаются обечайки с критическим соотношением между диаметром внутреннего и толщиной вальцуемого материала.

В машиностроении производство также невозможно представить без таких деталей. Обечайками можно назвать многие конструкции, имеющие коническую либо круглую форму. Главное – обращаться к изготовителю, который гарантирует полный контроль производственных процессов, соблюдение необходимых размеров.

Как проходит вальцевание труб

Вальцевание труб

– сложный технологический процесс, требующий применения специального оборудования. Для качественной обработки необходимы профессиональные станки (в бытовых условиях можно использовать ручные инструменты для вальцевания труб, но они не дают настолько качественного результата, как промышленные варианты). Проходит вальцевание труб в несколько этапов.

Очистка трубы
. Перед вальцеванием трубу очищают от примесей в тех местах, в которых ее необходимо согнуть.
Фиксация
. Заготовку тщательно фиксируют в месте закрепления: если труба не закреплена должным образом, результат работ может не соответствовать ожиданиям.
Деформация
. При проведении вальцевания труба деформируется с использованием специального оборудования. Перед вальцовкой в заготовку засыпают песок, чтобы не допустить искажений формы. Важно правильно выбрать оборудование: если вальцевание трубы будет проводиться неподходящим инструментом, в ней могут возникнуть разрывы.
Контроль
. Полученный продукт осматривается и изучается на предмет разрывов, дефектов, трещин. Если брака не обнаружено, труба признается годной к использованию.
Доставка
. Готовые трубы, прошедшие обработку, погружаются на транспорт и отправляются к заказчику.

Особенности дефектов, описание технологии

При вальцовке работы проводятся с подгибом листа либо без выполнения данной операции, всё зависит от геометрических размеров детали, изначальных показателей по прочности. Когда выбирают оборудование, данные параметры играют не менее важную роль. При изготовлении обечайки могут иметь следующие размеры:

Толщина в пределах от 3 до 100 мм.
Длина – 30-3100 мм.
Диаметр наружной стороны – 20-280 сантиметров.

При деформации внутри деталей из металла искажения доходят до предельных значений. Также меняется и толщина.

Сама операция по вальцеванию конструкций из металла и из нержавейки состоит из двух основных стадий – гибка, непосредственно сама вальцовка. Последняя часть процесса отличается тем, что способствует перемещению гибки по всей поверхности, подвергаемой обработке.

Металл подвергается двум видам деформации – начинается с упругой, потом переходят к пластической. Чем меньше радиус загибания – тем больше надо прилагать усилий. Это связано с тем, что увеличивается слой металла в мм, который требует волочения.

В металле могут возникать внутренние напряжения после того, как вальцевание металла заканчивается. Существует три разновидности подобных явлений. Их учитывают и те, кто работает в городе Обнинске.

Зональные напряжения появляются между отдельными зонами сечения и частями детали. Именно эта деформация больше всего способствует появлению дефектов, потому она считается наиболее опасной. После появляются коробления и трещины на поверхности валков, других деталей. Их свойства зависят от градиента температур, появляющегося между разными частями детали во время температурного воздействия. Для измерения также пользуются мм.
Изменения структурного типа происходят у зёрен внутри либо снаружи. Появление напряжений связано с различными расширительными коэффициентами, обладающими разными характеристиками. Образование новых фаз различных объёмов тоже может привести к дополнительным предметам. Это негативно влияет на изготовление рулонных и других видов деталей. Обнинск не исключение.
Напряжения третьей группы появляется внутри объёма нескольких ячеек, составляющих кристаллические решётки. Из-за этого может усложняться подгибка кромок.

У всех напряжений разная природа образования. Но последствия остаются одинаковыми – возникновение упругой деформации, искажение внутри кристаллической решетки. Но это не влияет на изготовление упаковки толстостенных изделий, к примеру.

Проблемы легко устраняются, для этого достаточно использовать термообработку. Ведь сам характер деформаций изменяется, если их сильно охладить либо нагреть. К примеру, при повышении температур происходит расширение поверхностных слоёв. Но сердцевина остаётся непрогретой, создаёт дополнительные препятствия. Это касается и кромок.

Это приводит к появлению напряжения сжатия. Обечайка 24 миллиметра не исключение. Но охлаждение делает так, что процессы происходят в обратном порядке. У поверхностных слоёв температура обычно меньше.

Именно поэтому они подвержены напряжениям больше, чем те слои, что находятся глубже. Но после окончательного охлаждения температура будет выровнена на всей поверхности металла. Развальцовка не нужна. А вот дополнительная настройка никогда не помешает.

При этом не стоит ждать, что дефекты будут устранены окончательно. Есть ещё напряжения, которые получили название остаточных. С ними знакомы и те, кому требуется проводить обработку кромок.

Термическая обработка, например, отпуск, имеет и другие полезные свойства для изделий с углом. Потребность в этой операции могут испытывать те, кто работает с закалённой сталью.

Структурно-напряженное состояние для таких материалов стало практически нормой. Основа становится более пластичной, когда повышается температура. Чем она больше – тем дольше длится сама обработка. Что и позволяет снять большую часть напряжений. Картонные изделия во многом похожи на металлические.

Преимущества нашего завода

Вы можете заказать работы по вальцеванию труб и обечаек на Калужском опытно-механическом заводе, который занимается металлообработкой и созданием металлических изделий на заказ.

Наши сильные стороны:

высококлассные специалисты, имеющие большой опыт в вальцевании труб и других видах металлообработки
уникальное оборудование в руках профессионалов позволяет изготавливать обечайки толщиной до 130 мм
делаем термообработку обечаек для снятия внутренних напряжений
контроль УЗК (ультразвуковой контроль) сварных швов 100% имеем возможность выполнить дальнейшую механическую обработку обечаек

Если Вы хотите заказать вальцевание труб и обечаек на Калужском опытно-механическом заводе, свяжитесь с нашими сотрудниками по телефону или электронной почте, получите консультацию по поводу нашей продукции и услуг и делайте заказ: мы ручаемся за качество своей продукции.

Вальцовка толстостенных конических и цилиндрических обечаек с возможностью подгибки кромки

Вальцовка обечаек — толстостенные обечайки, вальцовка

Главная / Полезная информация / uslugi-1

ЗАО «Опытное машиностроительное производство» оказывает услуги в Санкт-Петербурге по вальцовке обечаек и конусных заготовок, в том числе услуги вальцовки толстостенных заготовок, которые используются для формирования корпусных частей (стенки, донышки) ёмкостного теплообменного и технологического оборудования.
Наши возможности:

максимальная толщина изгибаемого листа 26 мм, при ширине листа 2500 мм (при уменьшении ширины вальцуемой заготовки до 80 мм, максимальная толщина – 50 мм, что практически проверено на жаропрочной стали марки 20Х23Н18),
наибольшая ширина изгибаемого листа 2500 мм,
наименьший радиус гиба – 380 мм,
возможность вальцовки конусных обечаек.

Наши преимущества:

возможность сразу после вальцовки произвести сварку и калибровку изделия,
самостоятельная разработка точных развёрток цилиндрических и конусных изделий с учётом элементов сопряжения (патрубки, фланцы, люки и т.д.) с использованием САПР и программ 3D-моделирования,
высота от валков до крюка грузоподъёмного оборудования составляет 10 метров, что позволяет вальцевать крупногабаритные заготовки,
по желанию заказчика, возможно проводить проверку материалов на сплошность,
проведение ультразвукового контроля (УЗК) сварных соединений,
наличие автомобильных подъездов и железнодорожных путей.

Вальцовка (вальцевание) – это технологическая операция холодного (без нагрева) деформирования листового материала вдоль определенного направления. В основномвальцовка листа выполняется на специальном оборудовании – вальцах, с помощью которых получают как готовые изделия, так и точные заготовки. В вальцах листовой материал прокатывается между мощными валами и подгибается до необходимого радиуса, называемого радиусом гибки. Для деформирования листа достаточно 3х валковой конструкции вальцов. Они просты по конструкции, однако, выполнение операции вальцовки на них связано со следующими технологическими трудностями:

по краям листа остаются прямые участки, что приводит к дополнительной операции калибровки после сварки заготовки в обечайку,
зачастую возникает необходимость поворота и перезаправки листа, что негативно сказывается на точности заготовки.

Указанных недостатков лишены 4х валковые вальцы, которые считаются наиболее универсальными, точными и простыми в эксплуатации. В таких вальцах листовой материал зажимается между верхним и нижним валками, а деформирование (изгиб) осуществляется боковыми гибочными валками. В 4х валковых вальцах подгиб передней и задней кромок выполняется за один проход. Перечислим преимущества 4х валковых вальцов:

значительное снижение размеров плоского края листа благодаря наличию прижимного вальца, поджимающего край листа по касательной,
более простая гибка листа, т.к. 4х валковая конструкция требует только одной позиции для каждого гибочного валка,
лист полностью может быть согнут за один проход, включая предварительный гиб обоих краёв,
лист подаётся в вальцы горизонтально и не наклоняется, как это происходит при 3х валковых вальцах,
лист формируется в непрерывном режиме, предотвращая тем самым нестыковку краёв,
свободное пространство требуется только с одной, подающей стороны станка,
4х валковая конструкция оптимально подходит для ЧПУ и на 50% быстрее и производительнее чем 3х валковые.

Хотим обратить внимание наших потенциальных клиентов, что оборудование установлено на производственной площадке собственного действующего машиностроительного производства в СПб, что позволяет комплексно подходить к решению технических и технологических задач заказчика. Надеемся, что наш многолетний опыт производства технологического оборудования (в том числе и ёмкостного) для отрасли теплоэнергетики, химической промышленности и металлургии поможет удовлетворить Вашу потребность в таких технологических операциях как вальцовка обечаек и конусных заготовок.

Изготовление стальных обечаек, вальцовка в Нижнем Новгороде

Изготовление обечайки и вальцовка листа дело сложное и трудоемкое. Наша компания гарантирует, что изделие будет отвечать общепринятым стандартам качества и не подведет в процессе эксплуатации. Большой опыт и наличие профессионального металлообрабатывающего оборудования позволяет нам изготовить на заказ конические, цилиндрические обечайки и вальцовку листовой стали. Также у нас вы можете оформить заявку на изготовление фланцев и изготовление шкивов на заказ. Мы приятно порадуем ценами, качеством и профессиональным подходом к делу. Звоните! Наши специалисты проконсультируют вас по вопросам вальцовки листового металла и изготовлению обечаек на заказ по чертежам.
Посмотреть изделия

Обечайки для продукции завода изготавливаются на листогибочных машинах Haeusler и Verrina.

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.

Как сварить нержавейку с черным металлом: особенности технологии

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

Сварка нержавеющего фланца с отводом из углеродистой стали

Принципы сварки нержавеющих сталей

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

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

Методы сварки изделий из нержавеющих сталей и черного металла

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

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

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

Марки и применение высоколегированных электродов

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

Схема сварки нержавейки аргоном

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

Выбор электродов

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

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

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

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

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

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

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

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

Ориентировочный выбор сварочного материала в зависимости от назначения сварочного шва

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

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

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

Технология сварки нержавейки аргоном – важные особенности и тонкости

Сварка нержавейки, при которой пользуются аргоном как защитным газом, является одной из самых распространенных технологий получения качественных и надежных соединений деталей, изготовленных из такой стали.

Использование аргона при сварке нержавеющей стали позволяет получать сварные швы высокого качества

Прежде чем приступать к обучению этому процессу, следует познакомиться с характеристиками данного сплава, которые и делают его трудносвариваемым материалом.

Нержавеющая сталь является металлом, который успешно противостоит коррозионным процессам. Таким его делают легирующие добавки, основной из которых является хром (в отдельных марках нержавейки он может составлять до 20%). В различные виды такой стали могут также добавляться в качестве легирующих элементов титан, никель, молибден и др. Эти добавки, кроме антикоррозионных свойств, наделяют нержавейку и рядом других необходимых физико-механических характеристик.

Нержавеющая сталь, кроме исключительных антикоррозионных свойств, обладает поверхностью привлекательного внешнего вида. Именно поэтому ее часто даже не покрывают краской. Отсюда возникают дополнительные требования к качеству сварного шва: он должен быть не только надежным, но и аккуратным.

Выполнять сварочные работы с нержавейкой и получать соединения, удовлетворяющие самым строгим требованиям, может только специалист, обладающий не только необходимыми знаниями технологии, но и достаточным опытом работы в данной области. Это значит, что для обучения приемам сварки нержавеющей стали в среде аргона недостаточно просто посмотреть видео такого процесса – необходимо еще получить практические уроки.

В чем заключаются сложности сварки нержавеющей стали

Сложность сварки нержавейки объясняется свойствами данного металла, которые ему придают легирующие добавки. По сравнению с низкоуглеродистой сталью, нержавейка имеет более низкую теплопроводность (в два раза ниже), что является негативным фактором для сварочных работ. Высокая температура из-за низкой теплопроводности металла будет концентрироваться в месте выполнения соединения и недостаточно активно отводиться от него. Это может стать причиной перегрева области соединения и даже прожога металла. Именно поэтому технология сварки нержавейки предусматривает снижение сварочного тока: его значение выбирается на 20% ниже, чем при сварке обычных сталей.

Дисплей сварочного полуавтомата с цифровой индикацией рабочего тока и напряжения

Еще одной характеристикой нержавеющей стали, которую обязательно следует учитывать при сварке, является повышенный коэффициент линейного расширения и, как следствие, значительная линейная усадка. Именно это свойство нержавейки приводит к тому, что детали из нее при выполнении сварочных работ подвергаются значительным деформациям, нередко приводящим к появлению трещин на их поверхности. Учитывая это, между соединяемыми заготовками следует оставлять больший зазор, который будет компенсировать деформационные процессы.

Нержавейка отличается повышенным электрическим сопротивлением, что очень негативно сказывается на сварке, если она выполняется электродом из высоколегированной стали. Такой электрод, который также имеет большое электрическое сопротивление, начинает сильно нагреваться. Это приводит к ухудшению качества формируемого сварного шва. Если вы соберетесь варить нержавейку такими электродами, следует использовать изделия минимальной длины.

Трещина сварного шва – самый опасный дефект, приводящий к разрушению конструкции

Если при сварке нержавейки не соблюдать правильный термический режим, этот сплав может утратить свои антикоррозионные свойства.

Объясняется это следующим. При значительном нагреве (свыше 500 градусов) на границах кристаллических зерен металла начинают образовываться карбид хрома и железа. Так появляются очаги возникновения и дальнейшего распространения коррозии. Чтобы избежать этого негативного явления, которое носит название межкристаллитной коррозии, необходимо очень быстро охлаждать детали из нержавейки сразу после окончания сварочных работ. Однако указанный метод эффективен лишь в том случае, если вы варите нержавеющую сталь хромоникелевой группы.

Как подготовить детали из нержавейки к сварке

Для того чтобы в результате аргонодуговой сварки изделий из нержавейки получить качественное и надежное соединение, необходимо правильно подготовить их поверхности. Такая обработка не сильно отличается от подготовки к сварке в среде аргона деталей из других металлов и заключается в следующем.

Труба из нержавейки, подготовленная к сварке с помощью шлифовальной насадки

Кромки соединяемых заготовок необходимо зачистить до металлического блеска, для чего используется металлическая щетка или шлифовальная машинка.
После зачистки кромки деталей обезжириваются при помощи ацетона или авиационного бензина, что необходимо сделать для обеспечения устойчивости дуги и повышения качества сварного шва.
При подготовке соединяемых заготовок к сварке следует предусмотреть в них увеличенный зазор, который будет компенсировать деформационные процессы.

Очень важно при подготовке изделий из нержавейки к сварке, выполняемой в среде аргона, правильно подобрать присадочный материал.

Кроме диаметра присадочной проволоки, надо обращать внимание и на ее состав. Степень легирования такой проволоки должна превышать соответствующий показатель у металла, из которого изготовлены соединяемые заготовки.

Марки сварочной проволоки для нержавейки

Аргоновая сварка нержавейки при помощи электрода из вольфрама

Сварка нержавейки в защитной среде аргона используется преимущественно в тех случаях, когда соединить необходимо детали небольшой толщины. Данная технология позволяет получать качественные и надежные соединения с красивыми и аккуратными сварными швами.

В защитной среде аргона чаще всего выполняется сварка нержавеющих труб, используемых для транспортировки различных жидких и газообразных сред. Качество сварных швов, получаемых при использовании данной технологии, позволяет применять ее для соединения деталей трубопроводов, эксплуатируемых под высоким давлением.

Выполненное электросваркой в среде аргона соединение труб из нержавеющей стали

Аргонодуговая сварка, выполняемая неплавящимся вольфрамовым электродом, может производиться на переменном или постоянном токе прямой полярности. Основным рабочим органом при выполнении такой сварки является горелка, в которой закреплен электрод и из сопла которой подается струя аргона. Сварной шов формируется за счет присадочной проволоки, подаваемой вручную в зону горения сварочной дуги. Все движения, совершаемые горелкой, также выполняются вручную.

В отличие от обычной электродуговой технологии, при сварке, выполняемой в среде аргона, электродом и присадочной проволокой не совершают поперечных движений – их перемещают только вдоль оси формируемого шва.

Делается это для того, чтобы не вывести сварочную ванну из зоны действия аргоновой защиты (это негативно скажется на качестве соединения). Необходимо также позаботиться и о защите от окружающего воздуха обратной стороны шва, которая также обдувается аргоном. Конечно, расход газа от этого увеличивается, но качество всех участков сварного шва будет высоким.

Положение горелки при сварке ТИГ

Чтобы не загрязнить поверхности соединяемых заготовок и не оплавить конец вольфрамового электрода, им нельзя прикасаться к основному металлу даже в процессе розжига дуги. Именно поэтому технология сварки в среде аргона с применением вольфрамового электрода предполагает использование для розжига дуги специальной пластины, изготовленной из графита или угля. Только после зажигания на такой пластине сварочную дугу аккуратно переводят на нержавейку. Хорошо демонстрирует этот процесс, выполнению которого обязательно следует научиться начинающему специалисту, обучающее видео.

Чтобы исключить окисление нагретого электрода и только что сформированного шва, подачу аргона следует отключать не сразу после окончания сварки, а через 10–15 секунд. На расходе газа это скажется незначительно, но этим вы увеличите срок службы электрода и улучшите качество сварного шва.

Сварка с помощью полуавтомата

Сварка полуавтоматом, производимая в среде аргона, позволяет значительно увеличить производительность работ. Такую технологию можно использовать для соединения деталей из нержавейки даже значительной толщины. Наряду с высокой производительностью, технология сварки полуавтоматом в среде аргона позволяет получать соединения, отличающиеся высоким качеством, надежностью, привлекательным внешним видом.

Режим сварки фланца с трубой: горелка на 11 часов, направление вращения по стрелке

Существует несколько нюансов сварки нержавейки полуавтоматом, которые обязательно следует учитывать в работе. Сварочная проволока для повышения качества формируемого соединения должна обязательно содержать в своем составе никель. Если необходимо варить детали большой толщины, то в состав защитного газа, кроме аргона, добавляют углекислый газ, который обеспечивает лучшую смачиваемость краев шва.

Сварка нержавейки полуавтоматом в защитной среде аргона может выполняться по нескольким технологиям – с использованием:

короткой дуги;
струйного переноса;
импульсного режима.

Наиболее контролируемой является технология с использованием импульсного режима. В данном случае сварочная проволока подается в зону действия дуги короткими импульсами. Это позволяет минимизировать разбрызгивание расплавленного металла, уменьшить зону термического воздействия на основной металл, снизить расход дорогостоящей сварочной проволоки. Обработка готового шва и прилегающей к нему поверхности при использовании данной технологии занимает минимальное количество времени, так как брызги металла на них практически отсутствуют.

При помощи струйного переноса можно варить детали большой толщины, а короткая дуга больше подходит для соединения тонких изделий. Лучше познакомиться с особенностями перечисленных технологий позволяют видео.

Читайте также: