Способы сварки нержавейки
Существует несколько способов сварки нержавеющих сталей. Каждый метод подразумевает применение конкретного оснащения и расходных материалов. О том, как правильно варить нержавейку электродами будет проанализировано далее.
Ручная электродом
Ручная сварка нержавеющих сталей электродом с покрытием является универсальной, может использоваться практически в любой отрасли. Данный метод обеспечивает приемлемое качество соединения, поэтому применяется домашними и профессиональными исполнителями. Также важным достоинством технологии ММА является простота и легкость сварочного процесса. Кроме этого, сварка нержавейки дуговой сваркой имеет ещё несколько достоинств:
- ценовая доступность электродов и оборудования;
- аппараты могут работать в течение всего рабочего дня;
- агрегаты обладают компактными размерами и небольшим весом, что позволяет быстро перемещаться по рабочему объекту;
- высокая скорость выполнения работ при умелом обращении с оснащением и расходными материалами;
- прочность сварных швов;
- существует возможность самостоятельно изучить данный способ сварки и применить на практике.
Чтобы сварной шов обладал высокой надежностью, необходимо правильно подобрать сварочные материалы. Для ручной сварки подойдут следующие марки:
ОЗЛ-8 предназначены для того, чтобы сваривать изделия, эксплуатирующихся при воздействии агрессивных сред. При этом к наплавленному металлу не предъявляются повышенные требования по стойкости к МКК. Электродами ОЗЛ-8 исполнители пользуются для обработки ответственных конструкций.
Электроды НЖ-13 создают надежное соединение, предотвращают образование МКК. Тонкий слой шлаковой корки после остывания и сжатия рабочей зоны отпадает самопроизвольно. Это значительно ускоряет процесс, когда необходимо выполнить большое количество швов.
Электроды ЦЛ-11 характеризуются хорошей изоляцией сварочной ванны от воздействия внешних факторов. Данная марка обеспечивает прочное соединение.
При использовании данной технологии применяется постоянный ток для сварки нержавейки, полярность — обратная.
Проанализировав данные сведения, исполнитель любого уровня сможет узнать как варить нержавейку дуговой сваркой.
Ручная аргоном
Ручная сварка нержавейки в среде аргона осуществляется с помощью вольфрамовых электродов. Данная технология гарантирует получение качественных и надежных швов. Причем соединения отвечают всем поставленным требованиям, даже, если они выполнены в домашних условиях. Следовательно, аргонодуговая сварка применяется, когда исполнителю нужен эстетический результат. Швы не требуется зачищать от шлаков. Искры при сваривании отсутствуют. Это самый чистый метод соединения. Также данный способ предназначен для работы с деталями с очень тонкими стенками.
Сваривание осуществляется переменным или постоянным током прямой полярности.
Вид напряжения зависит от толщины металла:
- если толщина свариваемых листов составляет 1 мм., то применяется постоянный ток в 30-60 А,Ø электродов — 2 мм.
- сварка нержавеющей стали переменным током также возможна при работе с элементами толщиной 1 мм.: сила напряжения — 35-75 А, электрод Ø — 2 мм.
- данные для обрабатываемых изделий толщиной 1,5 мм.:
- постоянный ток прямой полярности, 40-75 А, Ø сварочного прутка — 2 мм.;
- переменный ток, 45-85 А, Ø — 2 мм.
- толщина 4 мм.: постоянный ток прямой полярности, 85-130 А, Ø — 4 мм.
Особенности данного метода:
- дугу следует поджигать бесконтактным способом, чтобы вольфрам с электродов не попал в расплавленный металл;
- сварка должна проводиться без колебательных движений стержня. Нарушение этого правила может привести к нарушению защиты рабочей зоны, что приведет к окислению шва.
Совет! При использовании данного метода можно уменьшить расход сварочных материалов. Для этого необходимо после окончания сваривания в течение 10-15 секунд не отключать подачу аргона. Подобная процедура позволяет защитить раскаленный электрод от активного окисления.
Способы
Сварка нержавейки может выполняться несколькими способами. При этом используется разное оборудования, появляются определённые нюансы.
Ручная дуговая сварка покрытыми электродами
Распространённый способ соединения деталей из нержавеющей стали. Для выполнения работ используют инверторный сварочный аппарат, специальные электроды. Они могут быть двух типов:
- Стержень покрыт рутиловым слоем, который состоит из двуокиси титана.
- Стержни, покрытые смесью кальция, карбоната магния.
Применяется этот способ для создания соединений, которые не будут подвергаться критическим нагрузкам.
Вольфрамовыми электродами
Сварка нержавейки вольфрамовыми электродами применяется совместно с инертными газами, которые подаются в нагреваемое место, защищая шов от образования оксидной плёнки.
Этот метод подходит для сваривания тонкого металла, изготовления труб для разных жидкостей.
Полуавтоматическая в аргоне
Этим способом можно более качественно сваривать нержавейку. С помощью полуавтомата появляется возможность добиться высокой производительности. Чтобы создать прочное соединение используется несколько видов проволоки:
- Порошковая.
- Алюминиевая.
- С медным покрытием.
- Изготовленная из легированной стали.
- С флюсом.
Проведение работ полуавтоматом представляет собой поэтапный процесс:
- Мастер подготавливает детали. Зачищает их от ржавчины, налёта, грязи.
- Выставляется режим сваривания на сварочном аппарате. Оптимальный показатель силы тока для нержавеющей стали толщиной до 3 мм не должен превышать 145 А.
- В рабочую зону подаётся проволока, зажигается дуга.
Сопло горелки должно передвигаться только в одном направлении без поперечных движений.
Полуавтоматическая сварка нержавеющей стали
Холодная под большим давлением
Процесс соединения заготовок из нержавеющей стали без плавления. Зависимо от того, какими характеристиками должна обладать цельная деталь, давление может воздействовать как на одну, так и на две заготовки. Соединение образуется благодаря взаимодействию кристаллических решёток металла.
Лазерная
Такой способ соединения нержавеющей стали выполняется на промышленных предприятиях. Для его выполнения необходимо использовать специальное оборудование. При работе с лазером выполняется два метода сварки заготовок — шовный, точечный.
Преимущества лазерного оборудования:
- Не появляются трещины от сильного нагревания.
- Прочность металла в зоне отпуска не снижается.
- Не появляется оксидной плёнки, благодаря высокой скорости лазерной обработки.
Плазменная
Существует два способа плазменной сварки нержавеющей стали:
- Ручная — подразумевает под собой обработку металла плазменной дугой, которая образуется между рабочей поверхностью, электродом.
- Автоматическая — плазменный поток вырабатывается плазмотроном.
Применяется на промышленных предприятиях.
Что требуется учитывать во время этого процесса
Перед тем как варить нержавейку электросваркой, следует участь некоторые факторы, которые помогут сделать данный процесс более качественным. В первую очередь нужно уяснить, что физические свойства нержавеющей стали заметно отличаются от обыкновенной. Это не только делает процесс сваривания более трудным, но и меняет его технологию, так как тут требуется предварительный нагрев. Нержавеющая сталь имеет более низкую температуру плавления. При этом она обладает высоким коэффициентом теплового расширения.
Предварительный нагрев требуется только в том случае, если содержание углерода в материале превышает 0,2%. В ином случае, подогревать все не требуется и можно сразу приступать к процессу. Но это правило не действует, если требуется сваривать металл толщиной более 3 см, так как в таком случае нужно обязательно все подогревать, вне зависимости от содержания углерода. Температура предварительного нагрева должна составлять, примерно, 150 градусов Цельсия
Выбор способа
Если вам требуется сделать обыкновенный горизонтальный шов, заварить трубу или другие мелкомасштабные вещи, то здесь будет достаточно использовать стандартную сварку. Так проходит сварка нержавейки в домашних условиях и на предприятиях.
В более сложных случаях, когда толщина металла слишком большая, или требуется дополнительный уровень защиты, то здесь желательно использовать вольфрамовый электрод с защитными газами.
Для особо ответственных сооружений и деталей следует выбирать аргонно-дуговую сварку с проволокой, так как, несмотря на высокую себестоимость, она оказывается очень востребованной в промышленности, благодаря качественному результату.
Какие электроды использовать
Сразу стоит отметить, что сварка нержавейки обычными электродами технически возможна. При нехватке требуемых материалов она неоднократно использовалась многими мастерами. Но с точки зрения технологии здесь нужно использоваться специальные электроды из нержавейки, так как в ином случае, качество шва резко падает и в производственных масштабах такие вещи нельзя использовать. Электрод также должен иметь специальное покрытие, рассчитанное на работу с нержавейкой.
Режимы
Толщина металла, мм | Род тока | Сила тока, А | Напряжение, В | Диаметр электрода или проволоки, мм | Скорость прохождения, см/мин | Расход аргона, л/мин |
1 | Постоянный | 30…60 | 11…15 | 2 или 1,6 | 12 – 28 | 2,5…3 |
1 | Переменный | 35…75 | 12…16 | 2 или 1,6 | 15 – 33 | 2,5…3 |
1,5 | Постоянный | 40…75 | 11…15 | 2 или 1,6 | 9 – 19 | 2,5…3 |
1,5 | Переменный | 45…85 | 12…16 | 2 или 1,6 | 13 -14 | 2,5…3 |
4 | Постоянный | 85…130 | 12…15 | 4 или 2,5 | – | 10 |
Технология сварки нержавейки
Если сравнивать с обыкновенной сталью, сварка тонкой нержавейки электродом требует меньшее количество тока, при тех же размерах металла. Количество ампер должно быть, примерно, на 20% меньше.
Следует использовать электроды длиной не более 35 см, так как это уменьшает негативный эффект от высокого электрического сопротивления материала
«Внимание! Если подобрать неправильный термический режим, то материал может утратить свою антикоррозийные свойства.» Температура нагревания не должна превышать более 500 градусов Цельсия, а охлаждение не должно быть резким и не стоит использовать воду
Контроль качества
Мало знать, как правильно варить электросваркой нержавейку, следует еще понимать, какие методы контроля качества при этому используются. Для этого используются такие методы как:
- Контроль на проницаемость;
- Дефектоскопия (капиллярная, ультразвуковая, радиационная);
- Внешний осмотр;
- Магнитный контроль.
Для контроля используется ГОСТ 18442-80 СНиП 3-18-75.
Меры безопасности
При высокой текучести материала во время сварки увеличивается вероятность попадания его на пол, или другие поверхности, а также повышается степень разбрызгивания. Поэтому, нужно применять усиленные меры безопасности по защите рук, ног и других частей тела от попадания расплавленного металла. При использовании защитного газа, баллон должен находиться на достаточном расстоянии от непосредственного места сварки, а при работе с аргоном, нужна дополнительная защита органов дыхания, так как газ сам по себе очень не безопасен для здоровья.
Сварка нержавеющей стали аргоном
Для проведения процесса в среде аргона приобретают вольфрамовые электроды. В результате применения этой технологии сварки нержавеющей стали получаются надежные и качественные швы.
Этот метод можно использовать, когда заказчику необходимо получить изделие с красивыми швами. Эстетическая сторона создания шва будет соблюдена даже при проведении сварки нержавейки электродом в домашних условиях.
Этот метод позволяет избежать необходимости в зачистке швов от шлаков и искр в процессе создания изделия. Сварка в среде аргона позволяет работать с тонкостенными металлами. Этот способ позволяет получать самые чистые соединения металла. В процессе работы необходимо использовать постоянный или переменный ток прямой полярности.
Отличительной чертой этого способа является бесконтактный способ поджига дуги. Делается это с целью исключения попадания вольфрама с электродов в расплавленный металл. В процессе работ необходимо исключить колебательные движения стержня, чтобы избежать окисления шва.
Подготовка к проведению работ дома
Перед проведением сварочного процесса рекомендуется тщательно подготовить свариваемые поверхности. Подготовительные работы проводятся в такой последовательности:
- Удаляют с поверхности все загрязнения.
- При помощи растворителя обезжиривают поверхность. Это делается для обеспечения стабильности дуги и качественного проваривания шва.
- Наносят специальное средство, противодействующее налипанию сварочных брызг.
В процессе сварки необходимо следить за температурой, чтобы не произошел перегрев металла. Он будет способствовать выгоранию легирующих компонентов.
https://youtube.com/watch?v=ncDTgPVAxYA
Особенности процесса своими руками
Процесс проведения сварки с нержавеющей сталью в домашних условиях следует осуществлять с учетом всех рекомендаций:
- В процессе соединения следует использовать ток обратной полярности. При проведении сварочного процесса необходимо следить за швом, чтобы он не проплавился. При недостатке опыта допустима минимальная проплавка.
- При создании оптимальной среды для усадки в сварном стыке оставляют небольшой зазор.
- Осуществляя сварку в домашних условиях простым электродом, необходимо подобрать его нужный размер соответственно ширине металла. Для тонкого металла выбирают электроды с малым диаметром. В противном случае нарушится герметичность шва, что приведет к появлению микротрещин и пор.
- Выбор величины сварочного тока осуществляется с помощью специальных таблиц с нормированием значений и учетом толщины металла.
- С целью сохранения антикоррозийных свойств шва его остужают после завершения работ.
- Для охлаждения шва можно использовать медные прокладки.
Нежелательно проводить механическую зачистку сварочного шва после осуществления процесса. В этом случае удалится верхний слой материала, который обеспечивает защиту от коррозии. Для восстановления окисленного слоя понадобится около 6 часов. В это время необходимо исключить контакт с органическими веществами в зоне зачистки. В качестве дополнительного средства можно использовать консервант из пассивирующих присадок и синтетических масел.
https://youtube.com/watch?v=6zZS5FoNzPs
Выбор электродов
При наличии значительного опыта в области сварочных работ у специалистов не возникает вопроса, как варить нержавейку электродом с черным металлом. Иногда возникает потребность в соединении деталей черного металла и нержавеющей стали.
Если правильно выбрать электроды для этих различных материалов, то можно получить качественное соединение даже в бытовых условиях. Для работ можно взять электроды с покрытием или вольфрамовые. Самыми популярными марками являются расходные материалы АНЖР-1 и АНЖР-2, ЦТ-28.
Вольфрамовые электроды стоят несколько дороже обычных и требуют наличия специального оборудования. К тому же для качественного выполнения процесса требуется следить за перпендикулярным расположением стержня, относительно свариваемой поверхности.
Работа с тонкостенной нержавейкой
Без минимального опыта очень сложно работать с такими материалами. Помимо правильного подбора электродов, следует выбрать нужное напряжение. Для работы с трехмиллиметровым металлом следует выбирать диаметр расходника не более 4 мм. Напряжение на аппарате не должно превышать 80 ампер. Для работы предпочтительно выбрать электроды марки ЦЛ-11 или ОК 63.20.
Какой газ выбрать
Для защиты сварочной ванны от негативного влияния воздуха используют газ. Он улучшает сжигание проволоки и ее сцепление с обрабатываемой заготовкой, не вступая в реакцию с расплавленным металлом.
Различают два метода: MIG – сварка с защитой инертными газами: аргон, гелий; MAG – с активными газами: азот, кислород, оксид углерода.
Основные используемые газы: аргон (Ar), углекислый газ (CO2) – углекислота, азот (N2) и их смеси.
В среде углекислого газа сварка нержавейки полуавтоматом часто встречающийся вариант, как экономически более доступный. В этом случае шов получается корявым из-за сильного разбрызгивания металла.
При использовании аргона получается надежный шов, который имеет красивую форму. Дороговизна газа предусматривает его использование для изделий, где немаловажен внешний вид соединения. Сварка нержавейки полуавтоматом с аргоном больше всего используется в промышленности.
Каждый газ в чистом виде имеет положительные и отрицательные качества. Поэтому для более эффективного процесса используют газовые смеси в различных пропорциях. Исходя из сложности работ, необходимого результата и материальных затрат, выбирают ту или иную газовую смесь.
Наиболее употребляемый состав Ar+CO2 в пропорциях 98% на 2%, 95% на 5% соответственно. Без повышенных требований к виду шва, допускается увеличение углекислоты до 32%. Процентное соотношение зависит от толщины материала, его типа и других параметров. Сварка нержавейки в такой защитной смеси способствует хорошему растеканию расплавленного металла, улучшает структуру шва.
Иногда к аргону добавляют 1-5% кислорода – Ar+O2. Это способствует уменьшению пористости обрабатываемой поверхности и мелкокапельному переносу металла, стабилизирует дугу.
Меры безопасности
Сварочные работы выполняются со строгим соблюдением правил техники безопасности:
- Никогда не применять неисправное оборудование. Проверять аппарат заранее, осматривать рабочие элементы, провода на наличие возможных пробоев.
- Электроды должны быть новыми, со сохранившимся рабочим слоем. Нельзя использовать треснутые стержни.
- Подготавливать рабочее место заранее. Убрать все горючие смеси подальше, очистить стол от ненужных предметов, которые могут помешать проведению сварочных работ.
- Сварка считается вредным технологическим процессом. Поэтому нужно использовать маску сварщика, защитный комбинезон, перчатки, прочную обувь.
- Под ноги положить резиновый коврик, чтобы исключить удары током.
- Помещение, в котором проводятся сварочные работы, должно быть оборудовано хорошей системой вентиляции.
- Для удобства желательно проводить работы на металлическом рабочем столе.
Работая с баллонами, наполненными инертными газами или кислородом, необходимо вытирать любые подтеки масла в рабочей зоне.
Любой сварщик знает, как сложно сваривать детали из нержавейки между собой. Процесс усложняется, если нужно соединить нержавеющую сталь с черным металлом. Поэтому необходимо точно определить компоненты материалов, подобрать электроды, рабочий режим аппарата. Во время рабочего процесса нужно учитывать советы профессионалов.
Процесс сварки нержавейки инвертором в домашних условиях
Перед свариванием нержавейки инвертором в домашних условиях проводится подготовка соединяемых заготовок в следующем порядке:
- С поверхности возле стыка удаляется грязь и мусор, наждачной бумагой или щеткой с металлическим ворсом зачищается до блеска.
- Место соединение обрабатывается растворителем, чтобы удалить жир. Иначе он нарушит стабильность дуги.
- При соединении заготовок толщиной более 4 мм с кромок снимают фаски под углом 45⁰ для лучшего заполнения стыка расплавленным металлом.
- Чтобы брызги не прилипали к прилегающим поверхностям, их обрабатывают водным раствором мела.
- Для компенсации температурного расширения свариваемых заготовок между ними оставляется промежуток 1 — 2 мм.
- Сварку нержавейки толщиной до 1 мм выполняют без зазора.
- Для предотвращения перегрева металла в месте соединения заготовки кладутся на алюминиевые или медные пластины.
- Детали толщиной больше 7 мм предварительно нагревают до 150⁰C, чтобы уменьшить перепад температур в начале сварки.
- Для удаления влаги и улучшения свойств покрытия электроды перед применением прокаливают помещая в печь. В случаях, когда работа выполняется срочно, допустим прогрев газовой горелкой.
Сварку постоянным током проводят на обратной полярности. Соединение выполняется короткой дугой со скоростью большей, чем для обычной стали. Электрод ведется вдоль шва без поперечных движений. Его наклоняют под углом 40 — 60⁰ в сторону, удобную для удержания. Из-за большого сопротивления электрическому току и плохой теплопроводности нержавейки электроды сгорают быстрей, чем на черных металлах. Это явление становится неожиданностью для начинающих мастеров. Шов завершают «замком», который предотвратит образование трещин и свищей. Сварочную ванну сдвигают на поверхность заготовки или возвращают немного назад. Не меняя положения электрода, гасят дугу. Так как сварить нержавейку большой толщины за один проход не получится, операцию повторяют несколько раз до полного заполнения стыка.
После окончания сварки следует подождать, чтобы место соединения остыло. Нельзя обрызгивать его водой, так как это приведет к появлению микротрещин. Шлак начинают оббивать через 5 минут, чтобы на еще мягком металле не оставлять следов. Для придания презентабельного вида место соединения шлифуют и полируют. Однако в результате механической обработки с поверхности удаляется пассированный слой из окиси хрома, который защищает ее от коррозии. Восстановление пленки происходит за 4 — 6 часов, в течение которых нержавейка остается незащищенной. Для ускорения процесса поверхность обрабатывается составом, содержащим пассирующие добавки. Через полчаса его смывают водой.
После ознакомления с приведенными рекомендациями ответ на вопрос: «Можно ли инвертором сваривать нержавейку?» очевиден. Однако это не значит, что у новичка с первого раза получится выполнить надежное соединение. Для наработки навыков придется потренироваться на ненужных обрезках, лучше под руководством наставника.
Технология сварки нержавеющей стали электродом
Ход работы немного отличается от электросварки черных металлов. Есть тонкости образования шва, поэтому должна соблюдаться технология сварки. Подготовительный этап стандартный:
- Заготовки зачищают, снимают с них грязь, масляные пятна, следы краски. Все эти компоненты вспенивают ванну расплава.
- У деталей, толще 4 мм, разделывают кромки под углом 45°.
- Детали укладывают встык с зазором не меньше 1 мм, это связано с большим коэффициентом расширения нержавейки в процессе сварки.
- Прочность швов повышается, если детали предварительно прогревают до +150°С, затем приступают сваркой.
Как правильно варить нержавейку электродами:
- Сначала будущий шов прихватывают в нескольких местах.
- Стержень необходимо держать под углом от 45 до 60°, наклоняют его к себе или в сторону.
- Нужно быть готовым к густой ванне расплава, жидкий металл вязкий, как пластилин.
- Шов накладывают мелкими стежками, быстро.
- Необходимо поддерживать короткую дугу, колебательные движения недопустимы.
- При остывании стыка металл дополнительно не охлаждают, шов должен кристаллизоваться постепенно, чтобы не возникали внутренние напряжения в заготовках. Тогда качество соединения будет нормальным.
- Сварку тонкой нержавейки электродом проводят током обратной полярности, при таком подключении клемм самая высокая температура будет сконцентрирована на кончике присадочного стержня.
Как инвертором варить нержавейку
При сварке в домашних условиях нужно придерживаться ряд правил:
- не нагревать заготовку и место шва свыше 150 градусов;
- соединение производить на малых токах с высокой скоростью, без колебательных движений короткой дугой;
- для теплоотвода под заготовки подкладывать медные пластины;
- толстые металлы с разделкой сваривать многопроходным соединением.
После сварки, место шва зачищается щеткой и обрабатывается специальной пастой с антикоррозионными свойствами.
Как правильно сваривать нержавейку инвертором? Электроды согласно инструкции на упаковке прокалывают в печи. Металл толщиной до 3 мм соединяют без разделки. Заготовки кладут с зазором 1-2 мм между собой на медную пластину для теплоотвода, тщательно зачищают щеткой.
На инверторном аппарате для электродов диаметром 3 мм выставляют ток 80 А и не спеша начинают сварочный процесс.
Чтобы соединение получилось без дефектов, сварка выполняется короткой дугой без поперечных колебательных движений. После отбития шлака и зачистки шва, на зону провара накладывается травильная паста на 20-30 минут для восстановления коррозийных свойств металла. По истечению времени, остатки пасты смываются проточной водой.
Видео: как пользоваться травильной пастой.
P.S. Cварка инвертором нержавейки для начинающих таит в себе нюансы. Новичку с первого раза тяжело справится с хромоникелевыми сплавами. Нужен навык, без метода проб и ошибок не обойтись.
С толстостенной нержавейкой справиться легче, чем с тонкой. Для тонких металлов подбирается более малый сварочный ток и правильный диаметр электрода. Тренируйте твердую руку сварщика и привыкайте к сварочному аппарату.