Чем лучше сварить нержавейку

Благодаря своим антикоррозионным и прочностным качествам, нержавеющие стали широко используются в промышленности и быту. Изделия, изготовленные из нержавейки, можно встретить везде, — начиная от цехов-гигантов химического производства и заканчивая кухней в каждой квартире.

Свариваемость нержавейки

  • Пониженная в 1,5-2 раза по сравнению с низкоуглеродистыми сталями теплопроводность, вызывающая концентрацию теплоты и увеличение проплавления металла в зоне сварки. Это свойство диктует необходимость уменьшения при сварке нержавейки силы тока на 15-20% в сравнении с током для обычных сталей.
  • Большой коэффициент линейного расширения и обусловленная этим значительная литейная усадка увеличивают деформацию металла в процессе и после сварки. При отсутствии достаточного зазора между свариваемыми деталями, обладающими значительными толщинами, это может приводить даже к трещинам.
  • Высокое электрическое сопротивление приводит к сильному нагреву электрода из высоколегированной стали. Для снижения отрицательного эффекта, электроды с хромоникелевыми стержнями выпускаются длиной не более 350 мм.
  • Очень важным качеством является склонность высокохромистых сталей к утрате своих антикоррозийных свойств при неправильном термическом режиме. Явление это называется межкристаллитной коррозией. Физико-химическая природа его состоит в том, что при нагревании выше 500°С, по границам зерен происходит образование карбидов хрома и железа, которые становятся центрами коррозионного растрескивания и коррозии. С этим явлением борются разными методами, одним из которых является быстрое охлаждение места сварки (любым способом, вплоть до поливания водой), чтобы уменьшить степень потери коррозионной стойкости. Способ охлаждения водой подходит только для определенных сталей — хромоникелевых аустенитного класса.

Способы сварки нержавейки

  • cварка покрытыми электродами (режим MMA);
  • сварка вольфрамовым электродом в среде аргона (режим DC/AC TIG);
  • полуавтоматическая аргонная сварка нержавеющей проволокой (режим MIG).

Подготовка металла к сварке

Перед сваркой, поверхности кромок зачищают до блеска стальной щеткой и промывают растворителем (например, ацетоном, авиационным бензином). Это делается для удаления жира, который может вызвать появление пор в шве и снижение устойчивости дуги.

Ручная сварка покрытыми электродами (режим MMA)

ГОСТ 10052-75 "Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами" содержит типы электродов, подходящих для нержавеющих сталей определенного состава. Это, в частности, электроды ОЗЛ-8, ЦЛ-11, НИАТ-1, УОНИ-13/НЖ 12Х13 и пр. Если известна марка свариваемой нержавеющей стали, можно, обратившись к ГОСТу, подобрать тип электрода оптимального состава. Выбирать следует те электроды, которые обеспечивают основные эксплуатационные характеристики сварных соединений — механические свойства, коррозионную стойкость, а если необходимо, то и жаростойкость.

Сварка, как правило, производится постоянным током обратной полярности. Нужно стремиться к меньшему проплавлению шва, варить по возможности электродами небольшого диаметра при минимальной тепловой энергии. Как писалось выше, сила тока при сварке нержавеющей стали на 15-20% меньше чем для обычной стали.

Из-за низкой теплопроводности и высокого электросопротивления электродов, использование больших токов может приводить к перегреву их покрытия и даже отваливанию отдельных кусков. По этой же причине (низкая теплопроводность и высокое сопротивление) электроды для сварки нержавейки обладают более высокой скоростью плавления, чем обычные стальные. Приступая к сварке нержавеющей стали впервые, нужно быть готовым к этому.

Для сохранения коррозионных свойств шва, нужно обеспечивать его ускоренное охлаждение, используя для этого медные прокладки или обдувание воздухом. Если свариваемая сталь относится к хромоникелевым аустенитного класса, можно для охлаждения использовать воду.

Сварка вольфрамовым электродом в среде аргона (режим AC/DC TIG)

Сварка должна выполняться без колебательных движений электродом, иначе может нарушиться защита зоны варки, что приведет к окислению металла шва. Обратная сторона шва защищается от воздуха поддувом аргона (нержавейка не так критична к защите обратной стороны как титан).

В таблице ниже приведены примерные режимы ручной сварки в аргоне вольфрамовым электродом нержавеющей и жаропрочной аустенитной стали.

Толщина свариваемых листов, ммРод токаТок сварки, АНапряжение, ВДиаметр электрода и присадочной проволоки, ммСкорость сварки, см/минРасход аргона, л/мин
1,0Постоянный ток прямой полярности30-6011-152/1,612/282,5-3,0
1,0Переменный ток35-7512-162/1,615/332,5-3,0
1,5Постоянный ток прямой полярности40-7511-152/1,69-192,5-3,0
1,5Переменный ток45-8512-162/1,614-132,5-3,0
4,0Постоянный ток прямой полярности85-13012-154/2,510,0

Нужно стараться исключить попадание вольфрама в сварочную ванну. Поэтому целесообразно использовать бесконтактный поджог дуги или зажигать дугу на угольной или графитовой пластине, перенося ее затем на основной металл.

Для аустенитов, с целью снижения обеднения хромом внешних участков, рекомендуется охлаждение шва водой.

С целью уменьшения расхода вольфрамового электрода, после окончания сварки желательно не выключать сразу защитный газ, делая это спустя некоторое время (10-15 сек.). Это исключает интенсивное окисление нагретого электрода и продлевает срок его службы.

Читайте также:  Метчики виды и назначения

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.

Чем лучше сварить нержавейку

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).


Сварка нержавейки должна выполняться с учетом следующих специфических характеристик этого материала.

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.

Чем лучше сварить нержавейку

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.

Читайте также:  Как самому сделать рейсмусовый станок

Чем лучше сварить нержавейку

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:

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

Чем лучше сварить нержавейку

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.

Главная страница » О сварке » Сварка нержавейки » Чем варят нержавейку: выбирайте способ по возможностям

Чем лучше сварить нержавейкуНержавеющая сталь имеет широкое применение во многих сферах благодаря отличным техническим характеристикам:

  • высокая стойкость к окислению;
  • долговечность использования конструкций из нержавейки;
  • прочность;
  • эстетичность готового изделия;
  • простота обработки различными способами.

Самым эффективным методом работы с коррозионностойкими сталями является сварка.

О том, чем варить нержавеющую сталь при решении определенных задач, будет проанализировано в данной статье.

Чем лучше сварить нержавейку

Особенности

Нержавейка обладает некоторыми особенностями, которые могут оказать значительное влияние на сварочный процесс:

  1. Линейное расширение и усадка материала. При нагреве изделия из нержавеющих сталей «расширяются», при охлаждении — «сужаются».Чем лучше сварить нержавейку
  2. Величина теплопроводимости нержавейки практически в два раза меньше, чем у других материалов. Поэтому при её сваривании следует уменьшать силу тока на 15-20%.
  3. Коррозинностойкие стали обладают достаточно высоким электрическим сопротивлением. Поэтому для сварки нержавейки рекомендуется использовать только специальные электроды.
  4. При неправильном выборе сварочного режима или подборе неподходящего аппарата, нержавейка может потерять свои антикоррозийные свойства. Происходит это следующим образом: при нагреве изделия до температуры свыше 500°С, на металле по краю образуется карбид хрома и железа. Это и приводит к окислению. Для предотвращения образования ржавчины следует быстро охлаждать конструкции различными способами.

Способы

Сваривание конструкций из нержавеющих сталей может проводиться несколькими методами. О том, чем сваривать нержавейку мы расскажем далее.

Читайте также:  Что называется легированной сталью

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами

Одним из наиболее распространенных методов является ручное дуговое сваривание с помощью покрытых электродов. Востребованность такой сварки обусловлена тем, что в результате исполнитель получит качественный сварной шов. Когда к соединению не предъявляется каких-либо особых требований, то данный метод будет лучшим решением, нет причин искать альтернативу.

Чем лучше сварить нержавейку

Подбор электрода выполняется в соответствии с маркой основного металла. Расходник должен иметь оптимальный состав обмазки. На рынке присутствует большое разнообразие сварочных материалов, применяющихся для работы с коррозионностойкими сталями. Полный перечень представлен здесь. Сваривание, чаще всего производится на постоянном токе обратной полярности.

Видео

В ролике без подробных разъяснений показано крупным планом, как происходит сварочный процесс.

Вольфрамовыми электродами

Чем лучше сварить нержавейкуИсполнителям, которые ещё не определились чем варить нержавейку 1 мм., подойдет следующий метод. Сварка нержавейки также может проводиться с помощью вольфрамовых электродов в защитной среде газов.

Данный метод применяется для работы с тонким металлом, когда к соединению предъявляются повышенные требования по надежности. Также шов должен соответствовать особым условиям.

Вольфрамовые стержни помимо этого отлично подойдут для сваривания нержавеющих труб, применяющихся для транспортировки жидкостей. В таком случае процесс осуществляется в среде аргона, с применением постоянного тока прямой полярности.

Видео

В ролике наглядно показан процесс TIG-сварки трубы.

Более подробная информация о сварке коррозионностойких сталей различными видами прутков представлена в статье «Сварка нержавейки электродами».

О том, чем сварить нержавейку, за исключением электродов, будет рассказано далее.

Полуавтоматическая сварка в аргоне

Полуавтоматическая сварка в аргоне применяется, чтобы получить качественное соединение и добиться высокой производительности. Для этого следует использовать сварочные полуавтоматы. Нержавеющая проволока для данного метода сваривания производится в соответствии с нормами ГОСта.

Чем лучше сварить нержавейку

Выделяют несколько видов проволоки: универсальная, легированная, омедненная, с флюсом, порошковая, стальная или алюминиевая.

Сварочный процесс начинается с предварительной подготовки. Исполнителю нужно настроить режим работы сварочного полуавтомата: сила тока, напряжение и скорость подачи проволоки. Для металла толщиной менее 3 мм., оптимальная сила тока составляет от 120 до 145 А. Скорость движения проволоки — 900 м/ч. При этом используется постоянный ток обратной полярности.

Рабочую поверхность следует очистить, например щеткой для металла.

Затем начинается основный этап работ. Исполнитель включает переключатель, подающий проволоку. После зажигается дуга. Если используется плавящаяся проволока, то для возбуждения дуги нужно прикоснуться к металлу. Осуществлять движения сопла горелки необходимо исключительно в одном направлении, не нужно допускать поперечных движений. Оптимальным вариантом является сваривание изделий на высокой скорости однослойным швом.

Видео

В ролике варит не вполне уверенный сварщик, но представление о процессе получить вполне можно.

Если у исполнителя возникает вопрос: чем варить нержавейку 2мм, то данный метод будет отличным вариантом.

Лазерная

Чем лучше сварить нержавейкуЛазерная сварка нержавейки реализуется исключительно в промышленных условиях, так как требует специального оборудования. Сваривание осуществляется точечным и шовным методами.

Коррозионностойкие стали свариваются лазером только встык, так как соединение внахлест создает термические напряжения, которые отрицательно сказываются на общей прочности изделия.

Преимущества данного метода: отсутствие снижения прочности в зоне отпуска; исключение появления термических трещин; быстрота и точность воздействия лазерного луча не допускает возникновения оксидной пленки. Главной особенностью метода является более быстрое остывание сварного шва.

Плазменная

Выделяют ручную и автоматическую плазменную сварку. Ручное сваривание осуществляется с помощью дуги, формирующейся между электродом и основным металлом. Другое название ручного метода — микро-плазма или мини-плазма. Сварочный процесс выполняется на переменном токе от 0,1 до 15 А. Данный метод предназначен для исполнителей, которым нужно варить тонкую нержавейку. Также существует техника «беспучкового сопла» с напряжением 15-100 А.

Лучевой поток при автоматической сварке производится с помощью плазмотрона. Воздействие переменного тока выше 100 А и потока газа создает мощный пучок плазмы.

Чем лучше сварить нержавейку

Достоинства: стабильность и «жесткость» дуги позволяют контролировать энергозатраты; узкая околошовная зона; достаточно ускоренный темп сваривания; возможность изменять расстояние между соплом и рабочей поверхностью без отрицательного влияния на качество шва. Подробнее о плазменной сварке здесь.

Видео

Посмотрите, как можно варить небольшим плазменным аппаратом.

В домашних условиях

Для того, чтобы ответить на вопрос: чем сварить нержавейку дома — следует ознакомиться со следующей информацией.

Чем лучше сварить нержавейкуДля начинающих и домашних сварщиков лучшим вариантом для проведения сварочных работ будет служить электросварка с помощью инвертора. Сварочный аппарат подобного типа обладает компактными размерами и функционирует от стандартного источника питания в 220 В.

Кроме аппарата исполнителю будет необходимы электроды: специальные для нержавейки или обычные. Сваривание осуществляется по тщательно зачищенной поверхности. Соединение выполняется постоянным током, величина зависит от толщины металла и варьируется от 40-150 А.

Видео

В ролике популярно объясняется, как это делать.

Все вышеперечисленные методы помогут понять, чем можно варить нержавейку в каждой конкретной ситуации. В зависимости от марки коррозионностойкой стали исполнитель выбирает оптимальный режим сварки. Правильные параметры гарантируют безопасность сварочного процесса для исполнителя и обеспечивают необходимое качество сварного шва.

Чем лучше варить нержавейку, каждый сварщик решит самостоятельно, ознакомившись с перечисленными данными.