Этот метод сварки является самым экономичным, так как не требует использования дорогостоящего сварочного оборудования. Расходные материалы также доступны по цене. Однако стоит отметить, что качество выполненных сварных швов может быть недостаточно высоким, хотя соединения способны быть герметичными.
Сварка нержавеющей стали, ее виды и способы
Нержавеющая сталь является одним из самых популярных материалов, которые находят широкое применение в различных промышленных секторах благодаря своей стойкости к коррозии и привлекательному внешнему виду. Сплавы нержавеющей стали поддаются множеству методов обработки, включая резку и сварку.
Важно учитывать особенности процесса сварки нержавейки, чтобы избежать повреждений изделия и гарантировать высокое качество сварного соединения. В данной статье мы подробно рассмотрим технологии и типы сварочных работ с нержавеющей сталью, а также ответим на вопрос: каким образом осуществлять сварку нержавейки?
Как варить нержавеющую сталь полуавтоматом?
При использовании полуавтоматических технологий MIG/MAG (Metal Inert Gas/Metal Active Gas) необходимо учитывать несколько ключевых факторов, которые влияют на качество получаемого сварного шва. Подготовка и сам процесс сварки осуществляются следующим образом:
- Выбор сварочного оборудования. Оно должно обеспечивать подачу проволоки и защитного газа в рабочую область. Важно, чтобы сварочный аппарат соответствовал определенным параметрам и мог работать в сложных условиях, например, под углом или при неблагоприятной погоде.
- Подбор проволоки для сварки, желательно с высоким содержанием никеля и хрома. Данный сплав обладает высокой стойкостью к коррозии, а сварочные соединения, сделанные из него, отличаются прочностью.
- Для повышения скорости работы и снижения разбрызгивания металла в рабочую среду подается инертный газ, обычно аргон с добавлением гелия. Аргон предотвращает окисление сварного шва и увеличивает его износостойкость. Ключевым моментом является стабильная подача газа в сварочную зону.
- Необходимо тщательно очистить свариваемую поверхность от загрязнений — жира, грязи, масел, окислений и других дефектов. Для этой задачи часто используется ацетон, поскольку чистая поверхность обеспечивает лучшее соединение с сварочной проволокой.
- Регулировка оборудования для задания нужных параметров. Это включает установку значений напряжения и скорости подачи проволоки. Рекомендуется обратиться к профессионалам или воспользоваться технической документацией для конкретного оборудования.
- Важной частью оказывается правильная техника сварки, предполагающая удержание аппарата под определенным углом к рабочей зоне для обеспечения равномерной скорости движения и однородности шва.
- Контроль температуры в зоне сварки. Слишком высокая температура может вызвать повреждение из-за окисления, а слишком низкая отрицательно скажется на прочностных характеристиках. Чтобы поддерживать нужную температуру, изделие может быть предварительно подогрето.
- После завершения сварки выполняется этап обработки, включающий удаление остатков защитного газа, очистку сварного шва и проверку соединения на наличие дефектов. При необходимости возможна повторная термическая обработка для снижения остаточного напряжения.
Специфика сварки нержавеющей стали
Присадки, такие как хром, никель, молибден и другие компоненты, изменяют физические свойства нержавеющей стали:
- Теплопроводность данного сплава существенно ниже, чем у стандартных стальных сплавов, колеблясь в пределах 1,5-2 раз. Этот фактор влияет на поведение сварного шва при охлаждении, и может привести к появлению микротрещин.
- Электрическое сопротивление нержавеющей стали выше, чем у обычных металлов, что может привести к перегреву легированного электрода во время работы.
- Межкристаллитная коррозия может произойти при нагреве на диапазонах выше 500 градусов, что разрушает внутреннюю структуру материала.
Одним из основных отличий и сложностей процесса сварки является необходимость создания специальной газовой среды в точке сварки. Расплавленный металл легко реагирует с большинством газов, поэтому сварка должна выполняться в аргонной атмосфере или с использованием смеси аргона с углекислым газом.
Как правильно варить нержавейку электродом
Этот метод сварки доступен, так как не требует сложного оборудования, достаточно стандартного сварочного инвертора. Рассмотрим последовательность процесса.
Подготовленные нержавеющие заготовки фиксируются в нужном положении и сварятся с помощью специального электрода, аналогичного тем, что применяются для обычной стали. Перед началом работы необходимо изменить полярность: держак подключается к клемме отрицательного полюса, а масса — к положительному. Элемент выбирается согласно марке стали свариваемых деталей.
При достаточной квалификации можно добиться приемлемого качества сварного шва, однако, эстетические качества могут оставаться низкими. Совместимая область часто отличается по цвету и физическим характеристикам.
Во время сварки нейтральная среда вокруг ванны формируется в результате горения обмазки электрода. На поверхности шва образуется корка из шлаков, которые могут попасть в сварочный шов при несоответствующих условиях.
Данный способ нежелателен для работы с тонкими листами нержавейки или полосами толщиной до 1 мм, а также в ситуациях, когда требуется высокая декоративная отделка шва.
Как правильно варить нержавейку: основные особенности
- Низкая стоимость оборудования по сравнению с аппаратами TIG и полуавтоматами делает этот метод более доступным.
- При сварке отсутствует необходимость использования газовых баллонов, что влияет на экономию инструментов и материалов.
- Метод позволяет работать с заготовками толщиной от 1 до 20 мм, что делает его универсальным.
- Сварочные материалы доступны и не требуют больших затрат.
- Инверторы для ручной дуговой сварки (РДС) имеют компактный размер и удобство в эксплуатации.
Несмотря на достоинства, у сварки нержавейки в условиях домашних мастерских есть свои недостатки:
- Необходимо удаление шлака для оценки качества сварного соединения после процедуры.
- Скорость выполнения работ, как правило, ниже, чем при использовании более современных методов.
- Из-за перегрева может произойти обсыпание обмазки с электрода, поэтому важно делать перерывы в работе.
- Чем дольше производится сварка, тем короче становится электрод, что может затруднить поддержание и контроль длины дуги.
Правильная сварка нержавеющей стали: основные рекомендации
Существует ряд базовых советов, которые могут значительно упростить и сделать процесс сварки нержавейки более эффективным:
- При сварке заготовок толщиной от 4 мм потребуется выполнить V-образную разделку, чтобы обеспечить лучшее сцепление.
- Перед началом работы обязательно необходимо очистить загрязненный металл щеткой и удалить масляную пленку с помощью растворителя.
- При работе с тонкими листами можно обойтись без разделки кромок.
- Для снижения промерзания и уменьшения вероятности появления трещин следует убирать излишнюю теплоту с заготовок, используя для этого медные пластины или в редких случаях — воду.
Особенности сварки нержавеющей стали
Сварка нержавейки с использованием электродов имеет свои особенности и сложности, которые могут привести к возникновению дефектов в шве, если процесс не будет осуществлен с использованием соответствующих расходных материалов и оборудования. Одной из главных проблем является повышенное линейное расширение легированной стали при нагреве, что может привести к образованию трещин в шве после его остывания. Чтобы минимизировать этот риск, важно использовать электроды с добавлением эластичных материалов, которые повышают пластичность соединения и его устойчивость к динамическим нагрузкам.
Из-за повышенного линейного расширения могут возникать деформации от нагрева, поэтому длинные швы лучше выполнять в шахматном порядке. Если речь идет о сплошных швах на больших деталях, их стоит выполнять последовательно, начиная с конца соединительной линии. Сварка осуществляется сегментами длиной по 10 см, где каждый следующий шов начинается с окончания предыдущего — это позволяет избежать деформаций.
Еще одной проблемой является выгорание легированных компонентов. В процессе действия сварочной дуги хром и никель выгорают из основного металла, что приводит к образованию коричневых точек и повреждениям шва. Для решения этой проблемы в присадочном металле должно быть более высокое содержание легирующих элементов, чтобы компенсировать потерю, сохраняя тем самым однородный состав шва.
Также сложности представляют собой реакции углерода из стали с кислородом, который попадает в сварочную ванну. Это вызывает образование пузырьков, затрудняющих управление дугой, и может привести к возникновению пор в шве, из-за чего он становится негерметичным. Чтобы предотвратить такую реакцию, сварочную ванну необходимо защитить газа, что обеспечивается использованием газа из обмазки электродов или защитных газов из горелки.
Область применения РДС нержавеющей стали
Несмотря на то, что сварка нержавейки ручной дуговой сваркой (РДС) существенно уступает качеству шва, получаемого с помощью методов MIG или TIG, она все же находит свое место в принятии неответственных соединений. Благодаря доступности оборудования ММА для сварки нержавейки, данный процесс часто применяется в повседневной жизни (на даче, в гараже, дома). РДС сварка легированной стали подходит для выполнения швов в нижнем и вертикальном положении, однако из-за высокой текучести во втором варианте, не все мастера могут с этим справиться.
На производственных предприятиях РДС сварка подходит для мелкосерийного производства. С помощью этой технологии можно проводить прихватку деталей и сборку конструкций. Метод применяется для накладки коротких швов длиной 5-10 см. Если вал из нержавеющей стали износился и в подшипнике возник люфт, под сальником можно наплавить металл под проточку на токарном станке, используя соответствующие электроды. В случаях, когда в швах изделия обнаруживаются поры или трещины, метод РДС также эффективен для ремонта и устранения дефектов. С помощью электрода возможно заварить герметичный кольцевой стык на трубе из нержавейки, однако, РДС подходит только для работы с малыми объемами.
Технология: основные правила
- Перед сваркой все заготовки очищаются от грязи, поскольку загрязнения могут приводить к вспениванию расплава.
- Кромки свариваемых деталей, если материал толщиной больше 4 мм, предварительно обрабатываются болгаркой или напильником.
- Части укладываются встык, с допустимым зазором в 1 мм, учитывающим коэффициент расширения металла.
- Детали толщиной более 6 мм следует предварительно прогреть до 150 °C с помощью паяльной лампы, что повышает прочность соединения.
- Электрод следует удерживать под углом 45–60 градусов, направляя его к себе или в сторону выполнения сварочного шва.
- На тонкостенных деталях (менее 3 мм) шов сначала прихватывают в 3–5 местах, затем переходят к выполнению основной сварки. Стежки порой делают мелкими и стараются работать быстро.
- В процессе соединения необходимо поддерживать короткую дугу и избегать колебаний для достижения качественного шва.
- После выполнения сварки шов оставляют остывать без каких-либо принудительных методов охлаждения, что позволяет избежать образования внутренних напряжений.
- Шлаковую корку следует удалить через 5 минут после того, как шов остынет, используя молоток или механическую обработку.
- В заключение, шов шлифуют и полируют для достижения необходимых эксплуатационных характеристик.
Выбор и подготовка электродов
- ОЗЛ–6: подходит для сварки жаропрочных сталей. Использовать для других типов не рекомендуется, поскольку прутки плохо плавятся, создавая менее крепкие швы.
- НЖ–13: рекомендуется для пищевых сталей AISI 304 и хромоникелевых марок с добавлением молибдена.
- НИИ–48Г: универсальные стержни для сварки нержавейки.
- ЗИО–8: пригодны для жаростойких сталей, но нельзя использовать для бытовых марок.
- ОЛЗ–17У: предназначен для аустенитных сплавов.
В ассортименте FUBAG есть электроды для сварки нержавеющей стали в наборе FB UNIKIT.
Перед работой стержни необходимо прокалить и немедленно приступить к сварке. Если после прокаливания электрод остынет, обмазка потеряет сцепление с основой и начнет осыпаться. Температура прокаливания варьируется в зависимости от марки и составляет примерно 160–220 °C.
