Способы сварки нержавеющей стали

Содержание

Способы сварки нержавеющей стали – Металлы, оборудование, инструкции

Способы сварки нержавеющей стали

Нержавеющая сталь используется в различных направлениях промышленности благодаря своим техническим характеристикам. Чтобы изготавливать различные детали из этого металла, необходимо научиться соединять отдельные элементы. Сварка нержавеющей стали имеет определённые особенности, из-за чего требует более подробного изучения.

Особенности

Сварка нержавейки может сопровождаться определёнными сложностями. Связано это с составом этого металла. Он содержит от 12 до 30% хрома, который обуславливает высокий показатель коррозийной устойчивости нержавеющей стали. Из-за содержания этого компонента появляются некоторые сложности при сваривании:

  1. Низкий показатель теплопроводности. Она в два раза ниже, чем у низкоуглеродистых сплавов. Из-за этого металла расплавляется при более низких температурах, что нужно учитывать при сварке.
  2. Повышенный коэффициент линейного расширения. Из-за этого при сильном нагревании детали подвергаются деформации. Если толщина у заготовок большая, а расстояние между ними до соединения незначительное, могут появиться трещины.
  3. Высокое электрическое сопротивление, низкий показатель теплопроводности негативно воздействуют на хромоникелевые электроды. Стержни начинают перегреваться, из-за чего возникают сложность проведения технологического процесса.
  4. Межкристаллитная коррозия. Происходит этот процесс после нагревания нержавеющей стали свыше 500 градусов. По краям зёрен структуры металла появляются прослойки, который состоят из железа, карбида хрома.

Если сварочный режим был выбран неправильно, это может привести не только к нарушению целостности шва, но и к потере коррозийной устойчивости нержавеющей стали. После нагревания этого материала свыше 500 градусов, он подвергается окислению. Чтобы избежать этого процесса, детали требуется охлаждать водой или специальным маслом.

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:

  1. Стержень покрыт рутиловым слоем, который состоит из двуокиси титана.
  2. 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:

  1. Порошковая.
  2. Алюминиевая.
  3. С медным покрытием.
  4. Изготовленная из легированной стали.
  5. С флюсом.

Проведение работ полуавтоматом представляет собой поэтапный процесс:

  1. Мастер подготавливает детали. Зачищает их от ржавчины, налёта, грязи.
  2. Выставляется режим сваривания на сварочном аппарате. Оптимальный показатель силы тока для нержавеющей стали толщиной до 3 мм не должен превышать 145 А.
  3. В рабочую зону подаётся проволока, зажигается дуга.

Сопло горелки должно передвигаться только в одном направлении без поперечных движений.

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:

  1. Не появляются трещины от сильного нагревания.
  2. Прочность металла в зоне отпуска не снижается.
  3. Не появляется оксидной плёнки, благодаря высокой скорости лазерной обработки.

Плазменная

Существует два способа плазменной сварки нержавеющей стали:

  1. Ручная — подразумевает под собой обработку металла плазменной дугой, которая образуется между рабочей поверхностью, электродом.
  2. Автоматическая — плазменный поток вырабатывается плазмотроном.

Применяется на промышленных предприятиях.

Чем варить нержавейку?

Сварить нержавейку можно разными способами. Важно не только выбрать технологию, но и подготовить расходные материалы, оборудование.

Какими электродами варить нержавейку?

Для людей, которые не знают, какие электроды для сварки нержавейки нужно использовать, необходимо ознакомиться с ГОСТом 10052−75. Если не пользоваться ГОСТом, нужно учитывать марку стали.

Все расходники делятся на две больших группы:

  1. Стержни с разными покрытиями.
  2. Вольфрамовые электроды.

Существуют специальные стержни для работы со сплавами, цветными металлами.

Можно ли варить обычным электродом?

Сварка нержавейки обычным электродом допускается. Однако это может привести к разным негативным последствиям. Связано это с тем, что в месте нагревания совмещаются разные металлы.

Из-за этого возникают внутренние напряжение, которые ухудшают показатель прочности шва. Первые микротрещины начнут появляться во время остывания, с характерными щелчками.

Такой шов быстро покроется слоем ржавчины.

Оборудование

При соединении деталей из нержавеющей стали электросваркой используется разное оборудование. Желательно выбирать аппараты, которые выдают постоянный ток. Они позволяют равномерно вплавлять присадочный материал в пространство между заготовками.

Если нет возможности использовать оборудование, вырабатывающее постоянный ток, можно использовать инвертор. Сварка инверторным аппаратом требует использования специальных электродов, быстрого ведения дуги для получения ровной поверхности. Качество сваривания нержавеющей стали зависит от выбора расходных материалов, оборудования, настройки режима проведения работ.

Как варить нержавейку в домашних условиях?

Сварка нержавейки в домашних условиях доступна любому сварщику. Для этого требуется подготовить инверторный аппарат. Он подойдёт для соединения труб из алюминия, тонких листов, деталей сложной формы. Рекомендации для проведения работ:

  1. Внимательно наблюдать за швом, чтобы не образовывалось место проплавки.
  2. Небольшой зазор в сварном стыке помогает создать оптимальный показатель усадки.
  3. Для соединения металлических листов большой толщины, нужно использовать электроды большего диаметра.
  4. Выбрать величину сварочного тока проще с помощью специальных таблиц, которые можно найти в интернете.
  5. Для охлаждения швов желательно использовать медные пластинки.

Новичку необходимо потренироваться настраивать, работать со сварочным аппаратом на черновых деталях.

Как варить нержавейку инвертором?

Сварка нержавейки инвертором выполняется в определённой последовательности:

  1. Очистить рабочие поверхности от налёта, грязи, декоративных покрытий, масла, ржавчины.
  2. Обработать кромки деталей если их толщина превышает 4 мм. Они срезаются под углами 45 градусов. Если нужно сваривать тонкую нержавейку, скосы не нужны.
  3. Чтобы создать высокопрочное соединение, на которое будут воздействовать высокие нагрузки, необходимо прокалить электроды для инвертора заранее. Их нужно разогреть до 170 градусов.
  4. Если нужно соединить детали толщиной более 7 мм, нужно прогреть их заранее до 150 градусов.
  5. Для начала ручной сварки нержавейки инвертором, необходимо наложить прихватки. Вести шов нужно с наклоном, удерживая угол от 45 до 60 градусов. Движения выполнять или на себя, или в сторону.

После выполнения работ металл должен остыть при комнатной температуре.

Сварка тонкой нержавейки

Технология сваривания тонких листов нержавеющей стали отличается от классического метода работы с плавящимися электродами. Пошаговая инструкция:

  1. Подготовить соединяемые поверхности. Очистить их от грязи, налёта, мусора.
  2. Выложить флюс на обработанные листы.
  3. Нагреть их до 250 градусов. Поверхность должна поменять цвет.
  4. Электрод медленно подаётся на заготовки. Важно быстро выполнять работу, чтобы не проплавить тонкие листы.

После выполнения работ нужно быстро остудить заготовки, чтобы готовый шов не покрылся ржавчиной.

Сварка нержавеющей стали может выполняться как в домашних условиях, так и на производстве. Для этого применяются разные способы, оборудование, расходные материалы. Важно учитывать определённые особенности, правильно выбирать сварочный режим.

Источник: https://metalloy.ru/obrabotka/svarka/nerzhaveyushhej-stali

Способы сварки нержавеющей стали

Нержавеющую сталь в соответствии с классификацией принадлежит к высоколегированным сталям, стойким к коррозии. Главной легирующей составляющей в них служит хром.

Помимо него в химическом составе нержавейки присутствуют другие элементы, также способные влиять на ее физические и механические характеристики. Чаще всего это никель, марганец, молибден и титан.

Благодаря хорошим показателям прочности и антикоррозионной стойкости данных сплавов сварка нержавейки массово применяется при изготовлении бытовых предметов и промышленного оборудования.

На показатели свариваемости у нержавеющих сталей оказывают влияние многие ее свойства. Так, пониженная теплопроводность из-за концентрированной теплоты увеличивает степень проплавления свариваемого металла.

Высокие коэффициенты линейного расширения оказывают влияние на литейную усадку, что значительно усиливает деформацию материала во время и по завершении сварки нержавейки инвертором.

При этом могут образовываться трещины, когда между соединяемыми заготовками большой толщины нет должных зазоров.

Как сваривать детали из нержавейки

Способы сварки нержавеющей стали

При организации и проведении технологических операций, классифицируемых, как сварка нержавеющей стали, следует учитывать не только физические свойства сплава железа и углерода, но и его внутреннюю структуру.

Только при соблюдении этого требования сварщик вправе рассчитывать на то, что соединение окажется достаточно качественным и надежным.

Специфика работы

Специфика сварочных работ по нержавейке связана со структурой этого материала. Нержавейка относится к разряду высоколегированных соединений, в состав которых входят компоненты, определяющие основные свойства сплава.

Таким основополагающим элементом является хром, содержание которого в нержавеющем изделии может варьироваться от 12 до 30%. Именно он (наряду с небольшими добавками титана, марганца, никеля и молибдена) образует антикоррозионную основу нержавейки, создавая вместе с тем определённые трудности для сварки.

Для преодоления этих сложностей согласно ГОСТ следует подбирать наиболее подходящие режимы плавления заготовок (холодная сварка для нержавейки, например).

И, во-вторых – принимать во внимание такие особенности сплава, как высокий показатель линейного расширения и сравнительно низкая теплопроводность.

Помимо этого при работе с нержавейкой должна учитываться возможность внутренней (межкристаллитной коррозии).

Способы сваривания

Среди известных видов сварки изделий из нержавейки особо выделяются следующие:

  • с использованием полуавтомата (включая «тиг» сварку в среде аргона или в углекислом газе);
  • с помощью электронного инвертора;
  • холодное сваривание.

Обработка нержавейки каждым из этих способов имеет свои особенности, которые нуждаются в отдельном рассмотрении. Начнём с наиболее распространённого способа, предполагающего использование для сварки полуавтомата с одновременным созданием специальных газовых сред.

Полуавтоматом в защитной среде

Способ сваривания нержавейки полуавтоматом регламентирован действующими нормативами, которые определяют следующий состав оборудования и расходных материалов:

  • сам сварочный полуавтомат, обеспечивающий требуемый режим обработки;
  • специальная присадочная проволока (порошкового типа или сплошного сечения);
  • инертный газ.

Проволока для полуавтоматического сваривания нержавейки должна соответствовать категории расходного материала, прошедшего термическую обработку или быть холоднотянутой. Она может выпускаться в виде изделий, имеющих повышенный (П) или обычный класс точности. Класс (П) традиционно применяется с целью улучшения качества «чернового» шва.

Поскольку известные сплавы нержавейки различаются по своему химическому составу, то и проволока для сварки должна выбираться с учётом этих отличий. В данном случае вполне подойдёт расходный материал, рассчитанный на выбранное оборудование (полуавтомат).

Проволока бывает порошковой или в сплошном исполнении; причём последний вариант применяется при работе в газовой защитной среде. Благодаря подаче газа в зону сварки воздух в неё практически не попадает, что повышает качество полученного шва.

При порошковом способе организации сварки присадочный материал уже содержит флюс и газ, необходимые для нормального протекания процесса.

Обратите внимание: в рядовых условиях, как правило, используется проволока диаметром 0,6 и 0,8 мм.

В процессе сварки с использованием аргона необходимо внимательно отслеживать текущую температуру свариваемого металла и припоя, силу тока и его полярность, а также зазор между заготовками.

Тиг технология

Дуговая сварка по TIG технологии также проводится с применением полуавтомата. Для нее применяют неплавящиеся вольфрамовые электроды, на которые может подаваться как постоянный, так и переменный ток.

Основной инструментальной составляющей при сварке аргоном является газовая горелка, на которой фиксируется вольфрамовый стержень и подающее газ сопло. Используемый вместо проволоки припой подносится к зоне формирования дуги вручную; при этом как его подачу, так и перемещение газовой горелки контролирует только сварщик-оператор.

В отличие от других видов сварки нержавейки порядок формирования шва этим методом исключает какие-либо поперечные движения. То есть припой вместе с горелкой перемещаются только вдоль осевой линии шва.

Инвертором

Сваривание нержавейки в бытовых условиях может быть организовано путём использования электронного инвертора, обеспечивающего поддержание качественной сварочной дуги.

Перед началом работ стыки изделий из нержавейки тщательно зачищаются с помощью металлической щётки. В случае необходимости производится подготовительная разделка фасок, проводимая в соответствии с типом соединения и толщиной самих изделий. С порядком выбора указанных параметров можно ознакомиться в специальной таблице.

При сварке инвертором в домашних условиях необходимо контролировать температуру заготовок в месте образования шва, которая не должна превышать 150-ти градусов. Во-вторых, нужно выбрать режим формирования соединения с использованием малых токов и высокой скоростью, исключающей какие-либо колебания небольшой по размеру дуги.

Ещё одно условие качественной сварки – обязательное использование подложек, обеспечивающих эффективный отвод тепла от свариваемых заготовок. Изделия из нержавейки, имеющие достаточно большую толщину, перед сваркой должны предварительно разделываться.

Для проведения мероприятий этого класса потребуются электроды, предназначенные специально для нержавейки. Сама сварка выполняется «на короткой дуге» в отсутствии ненужных поперечных колебаний. Также отметим, что для электродов диаметром 3 миллиметра ток на инверторе выставляется в пределах 80-ти Ампер.

По завершении сварочных работ швы окончательно зачищают металлической щёткой, а затем обрабатывают особой антикоррозийной пастой. По истечении некоторого времени, остатки этого состава смывают чистой проточной водой.

Холодный метод

Технология холодной сварки нержавейки не предусматривает плавления материала в рабочей зоне, поскольку процесс спайки отдельных частей в этом случае происходит на молекулярном уровне. В отличие от рассмотренных ранее методов, эта технология не нуждается в сложном оборудовании, а реализуется с помощью двухкомпонентного клеевого состава с присадками.

Клеевой состав выпускают в виде специальных трубочек, от которых непосредственно перед применением отрезают небольшой фрагмент, а затем разогревают и тщательно разминают прямо в руках. После этого ремонтную «заплату» наносят на очищенное от различных загрязнений и обезжиренное место повреждения (отверстие, трещину) или на участок склейки.

Холодная сварка в домашних условиях применяется обычно при необходимости ремонта различных емкостей или труб из нержавеющей стали и имеет определённые недостатки.

Прежде всего – это временность её применения, поскольку холодная сварка используется лишь как средство экстренного устранения неисправности или дефекта. Кроме того, она не может применяться при работе с разнородными металлами и не подходит для качественного и долгосрочного соединения двух заготовок из нержавейки.

С другими металлами

При необходимости сопряжения нержавейки с различными инородными структурами обязательно учитываются особенности каждого из этих материалов, а также подбираются соответствующие режимы и тип электродов.

Сварка разнородных сталей (нержавейки с алюминием или чёрными металлами, например) приводит к эффекту, в результате которого в зоне плавления присутствуют сразу два металла. Причём свойства этих компонентов передаются сварному шву неравномерно, так что в случае выгорания одного из них соединение получается недостаточно надёжным.

При сварке алюминия и нержавейки, как правило, применяют известный метод, предусматривающий использование неплавящихся электродов в среде аргона. Такое сваривание реализуется с помощью специальной горелки с закреплённым на ней рабочим стержнем из вольфрама и с подаваемым в зону горения защитным газом.

Этот вид сварочных операций относится к категории наиболее сложных и ответственных мероприятий и нуждается в самом современном оборудовании и высоком профессионализме сварщика.

При необходимости приваривания нержавейки к чёрному металлу (стали и её сплавам) также следует воспользоваться вольфрамовыми неплавящимися электродами и работать в защитной газовой среде (аргоне).

Ко всему сказанному следует добавить, что к перечню способов соединения нержавейки при желании можно добавить холодное сплавление под большим давлением и контактную сварку.

Виды сварки нержавеющей стали: информация по каждому способу

Способы сварки нержавеющей стали

Развитие химической, пищевой, строительной и других видов промышленности вынуждают решать задачи по созданию надежных конструкций из сплавов, несклонных к повреждениям коррозии.

Опыт инженерных решений прошлого и полтора десятилетия нашего века определил сваривание металлических элементов самым надежным и гибким способом для конструирования механизмов и конструкций из нержавеющих сплавов.

Отличительной чертой нержавеющих сплавов является наличие хрома в составе более 11%. Именно этот элемент, соприкасаясь с кислородом, образует пленку на поверхности, препятствующую образованию коррозии.

Легирование нержавеющих сталей другими элементами изменяет ее физико-механические свойства. Такое легирование позволяет расширить спектр применения нержавеющих сплавов.

При проектировании сварочных швов необходимо учитывать разнородность свойств нержавеющих сталей в зависимости от марки, легирующих элементов и прочих нюансов.

Технология сварки нержавеющей стали с черными и цветными металлами еще более требовательна и ответственна, разрабатывается для каждой группы отдельно, испытывая надежность шва на образцах, прежде чем применить его в сварной конструкции.

Методы сваривания нержавеющей стали

В отличие от сваривания обычной черных сплавов сваривание нержавейки сопряжено с рядом особенностей, обусловленных ее физико-химическими свойствами:

  • Температура плавления для сплавов с высокими коррозионными свойствами находится в очень широком диапазоне, зависит от количества углеродного эквивалента (с повышением содержания углерода температура плавления понижается), других составляющих сплава (содержание в составе титана и повышение его процентного содержания повышает температуру плавления). Технологи стремятся исключать для сваривания марки, находящиеся на разных полюсах температурного критерия.
  • Коэффициент теплопроводности, характерный для антикоррозионных сталей, отводит тепло от места наложения шва более медленно, именно с этим связано технологическое принудительное охлаждение сразу по завершении наложения шва. Если этого не сделать, то металл шва может отпуститься и тем самым снизить механическую прочность и изменить ряд других характеристик.
  • Коэффициент теплового расширения у нержавейки намного выше, чем у углеродистой стали. Вкупе с низкой теплопроводностью это приводит к появлению внутренних термических напряжений, способных изменить геометрические размеры детали, разрушение шва, ухудшение свойств. С целью устранить или уменьшить влияние негативных воздействий на металл его предварительно разогревают горелкой. Эта технология применима для нержавеющих сталей толщиной более 30мм и содержанием углерода более 0,2 массовых процента. Температура предварительного нагрева колеблется в зависимости от марки, до 170 градусов, является справочной величиной.

Основные способы сварки нержавеющей стали связаны с созданием защитной среды в месте контакта свариваемых металлов для регулирования и предупреждения возникновения оксидов, шлакообразующих нежелательных компонентов сварного шва. Международная классификация сварки помогает определить и применять определенный способ в зависимости от марки в любой точке мира. Ключевыми способами сваривания являются:

  • Ручная дуговая (MMA)
  • Аргонодуговое сваривание вольфрамовым электродом (TIG)
  • Полуавтоматическая (MIG/MAG)
  • Контактная
  • Лазерная

Сущность метода заключается в создании дуги между свариваемыми деталями и электродом из металла, который приближен по химическому составу к самому сплаву, в специальной обмазке.

Ток, независимо от его характера (переменный или постоянный), создав дугу, нагревает основу и электрод. Металл, расплавившись, каплями стекает в ванну вместе со шлаком. В ванне металл электрода перемешивается с металлом основы.

Шлак, имея меньшую плотность, всплывает на поверхность.

Читайте так же:  Основные марки жаропрочных сталей и сплавов, их применение

Для MMA метода существует два основных вида электродов. Первый тип электродов предназначен для работы с постоянным током и обратной полярностью (плюс присоединен к электроду).

Характерная обмазка для таких электродов, это карбонаты Ca и Mg. Второй тип электродов применим для постоянного и переменного тока с покрытием из TiO2, обеспечивающим устойчивость дуги и равномерность горения электрода.

Это приводит к уменьшению разбрызгивания металла, а соответственно к повышению качества наложенного шва.

Предварительная подготовка свариваемых поверхностей сводится к созданию небольшой фаски на стыке (место формирования ванны, исключение растекания металла шва по поверхности), нанесение флюсующих паст, которые способствуют равномерности наложения шва и препятствуют налипанию шлаковых включений к поверхности под слоем расплавленного металла.

TIG(WIG) — Tungsten Insert Gas(Wolfram Insert Gas)/ АДС – Аргонно-Дуговая Сварка

Основой данного способа является вольфрамовый электрод. Вольфрам тугоплавкий элемент способный длительное время выдерживать электрическую дугу, оставаясь целым в течение длительного времени. Помещение электрода, дуги, свариваемого металла позволяют добиться равномерности наложения шва, исключить возникновение оксидов и шлаков, негативно влияющих на качество сварки.

В качестве инертного газа при сварке нержавеющих сталей применяют аргон. В отличие от алюминия нержавейка сваривается постоянным током. Зажигание дуги, как правило, происходит без физического контакта поверхности и электрода. Это происходит благодаря источнику высокого напряжения.

Ответом на вопрос чем варят нержавеющую сталь, скорее всего можно услышать вариант про аргонно-дуговую сварку.

Обратите внимание. Для продления срока службы дорогостоящего вольфрамового электрода не выключайте продувку аргоном после завершения наложения шва 15-25 секунд. Это позволит остыть в среде инертного газа и избежать возникновения дефектов на его поверхности, которые могут привести к разрушению и выходу из строя, неравномерности и неоднородности накладываемого шва, таким электродом.

Применение сварочной проволокой при TIG методе возможно в автоматическом и ручном режиме. Проволока обычно вводится перед дугой, в ванну сварочного шва, при перемещении обязательно выдерживать расстояние от центра ванны до места контакта.

Для формирования шва без эффекта цвета побежалости при сваривании нержавеющих сталей используют не только аргон, но и другие газы, смеси газов. Например, гелий имеет теплопроводность в девять раз выше, чем аргон, но экономическая целесообразность его применения ограничена свариванием тугоплавких нержавеющих сталей в особо ответственных конструкциях.

Хорошие результаты сваривания нержавеющих сплавов в среде водорода. Применение водорода ограничено опасностью его использования, при смешивании с кислородом.

Принцип сваривания методом MIG/MAG заключается в плавлении бесконечной проволоки в среде защитного газа, скорость подачи которой устанавливается до начала момента сваривания и производится автоматически. При помощи этого метода можно добиться наилучшей свариваемости нержавеющих сталей.

Читайте так же:  Сварка нержавеющей стали – ГОСТ

 В качестве защитного газа чаще всего используют двуокись углерода – доступный и не дорогой газ. Деление на подвиды сварки MIG/MAG производится именно по газовой среде. На схематическом рисунке ниже виден принцип работы данного метода.

Механизм подачи проволоки 8 перемещает сварочную проволоку 7, с заданной скоростью, в подключенном к источнику 9 держателе 6. Сам держатель размещен внутри патрубка 4, через который проходит газ, концентрически попадая в зону действия дуги 2. Свариваемые пластины 1 подключены к другому выходу источника питания. Именно этим объясняется возникновение и поддержание дуги.

Перемещение вдоль линии соединения образует металлический шов 3

Создание порошковой сварочной проволоки для нержавеющей стали расширило сферу применения полуавтомата для сварки ответственных узлов, работающих в неблагоприятных условиях.

Пайка MIG является низкотемпературной вариацией сварки полуавтоматом.

При таком виде соединения пластины не подвергаются плавлению, а соединяется при помощи расплавленного электрода и флюсующих компонентов, содержащихся в проволоке.

Это позволяет снизить температуру сваривания на 400-600 градусов Цельсия. Применение оправдано при необходимости защитить соединяемые поверхности от температурных превращений и порчи декоративного вида.

Контактное сваривание

Процесс сваривания двух листов металла стали при помощи проходящего через оба листа электрического тока и механическое воздействие на пятно этого контакта носит название контактная сварка нержавеющей стали.

Рассмотрим на примере сваривания плоской пластины и сигма образного профиля из нержавеющей стали, изображенного на рисунке. Свариваемые поверхности 3 установлены и зафиксированы на диэлектрической поверхности 1. Электроды контактной сварки 5, подключены к источнику тока 4.

В момент старта сваривания происходит механическое прижатие плитой элементов к электродам. Проходящий в это время ток разогревает металл в месте контакта, образовывая внутри стыка ванну расплавленной фазы двух элементов.

Помимо эстетичности такого соединения, следует отметить тот факт, что процесс происходит внутри металла и не контактирует с окружающей средой. Отсутствие воздействия оксидов повышает прочностные характеристики такого шва.

В зависимости от формы и характера оказываемой пластической деформации различают точечную, рельефную, шовную, стыковую. Особый вариант сварки, использующий частотную модуляцию тока и прохождение двойного импульса, носит название импульсной сваркой.

Лазерное сваривание

Трудностей, характерных для сварочных режимов нержавеющих сталей, можно избежать, прибегнув к лазерной сварке. Мгновенное воздействие, высокие температуры и точечные изменения давления способны создавать в месте воздействия лазером шов, не требующий в последующем обработки. Отсутствие внутренних напряжений приводит к улучшению механических свойств.

Резкое охлаждение в месте сварочного контакта приводит к образованию пленок размером порядка несколько микрометров. Так известно получение диэлектрического сварного шва двух листов нержавеющей стали с помощью лазера.

Проблема широкого внедрения сваривания лазером заключается в высокой начальной стоимости оборудования и его внедрения в производственный процесс, персонал должен иметь высокую квалификацию с глубоким уровнем знаний принципа работы излучателя и свойств материалов.

Лазерная сварка нержавеющей стали применяется для создания высокоточных герметичных швов объектов реактивной авиации, космических и глубоководных объектов.

Способы сварки нержавеющей стали – Справочник металлиста

Способы сварки нержавеющей стали

Развитие химической, пищевой, строительной и других видов промышленности вынуждают решать задачи по созданию надежных конструкций из сплавов, несклонных к повреждениям коррозии.

Опыт инженерных решений прошлого и полтора десятилетия нашего века определил сваривание металлических элементов самым надежным и гибким способом для конструирования механизмов и конструкций из нержавеющих сплавов.

Отличительной чертой нержавеющих сплавов является наличие хрома в составе более 11%. Именно этот элемент, соприкасаясь с кислородом, образует пленку на поверхности, препятствующую образованию коррозии.

Легирование нержавеющих сталей другими элементами изменяет ее физико-механические свойства. Такое легирование позволяет расширить спектр применения нержавеющих сплавов.

При проектировании сварочных швов необходимо учитывать разнородность свойств нержавеющих сталей в зависимости от марки, легирующих элементов и прочих нюансов.

Технология сварки нержавеющей стали с черными и цветными металлами еще более требовательна и ответственна, разрабатывается для каждой группы отдельно, испытывая надежность шва на образцах, прежде чем применить его в сварной конструкции.

Сварка нержавейки в домашней мастерской — 3 простых и доступных способа — Ремонт квартиры своими руками: школа ремонта для новичков и не только

Способы сварки нержавеющей стали

Для получения качественного сварного шва нужно предварительно потренироваться на ненужных обрезках нержавейки.

Не знаете, как сварить изделия из нержавеющей стали? На самом деле, сварка нержавейки в домашних условиях — это не такая сложная задача. Я опишу несколько способов сварки и расскажу, как это можно сделать своими руками у себя в гараже или в домашней мастерской.

Почему нержавейка плохо варится

Нержавеющая сталь — это сплав обычного черного железа с добавлением углерода и комплексных легирующих добавок (хром, никель, молибден, титан, марганец и пр.). Именно эти добавки придают металлу хорошую коррозионную стойкость и высокую механическую прочность.

За счет введения легирующих добавок меняются и физические свойства нержавеющей стали, поэтому технология ее сваривания имеет свои особенности:

  • У нержавеющих сталей теплопроводность значительно ниже, чем у низкоуглеродистых металлов, поэтому теплота из сварочной зоны отводится хуже;
  • Чтобы исключить прогорание стенок, изделия из нержавейки нужно варить с меньшим током (на 15-25% меньше чем для черного металла).
  • Нержавеющая сталь имеет более высокий коэффициент температурного линейного расширения, поэтому может давать усадку и сильно деформироваться после остывания;
  • Чтобы уменьшить температурную деформацию, между свариваемыми изделиями надо оставлять достаточные допуски и зазоры;
  • Для этого же варить нержавейку нужно не сплошным швом, а короткими частыми точечными прихватками.

На схеме показан порядок нанесения точечных прихваток на сварной шов.

  • Электрическое сопротивление легированных сталей существенно выше, чем у черных металлов. Это приводит к увеличению температуры в сварочной зоне и выгоранию электродов;
  • Поэтому для таких работ используются электроды из вольфрама или хромоникелевой стали, а их длина должна быть не более 350 мм;
  • При очень высоких температурах, в среде кислорода воздуха легирующие добавки могут выгорать из сплава;
  • Из-за этого антикоррозионные свойства нержавеющей стали ухудшаются, а сварной шов со временем начинает ржаветь;
  • Для защиты легирующих компонентов нужно ограничить поступление насыщенного кислородом воздуха в зону расплавленного металла;

Во время работы обязательно использовать защитную маску, иначе можно получить ожог сетчатки глаз.

Чтобы уменьшить выгорание легирующих добавок, сварной шов после схватывания надо как можно быстрее охладить. Ели позволяют размеры, готовое изделие можно сразу же опустить в ведро или чан с водой.

Способы сваривания нержавейки

Для герметичного и прочного соединения изделий из нержавеющей стали можно использовать несколько доступных способов:

  1. Сварка вольфрамовым электродом:
  • В данном случае электрод служит только для зажигания дуги;
  • Во время работы в зону расплавленного металла подается инертный газ (аргон) и присадка из нержавеющей проволоки;
  • В процессе аргонно-дуговой сварки основной металл не перегревается, поэтому сварной шов получается прочным и качественным;
  • Единственный недостаток такого способа — высокая цена аргонно-дугового аппарата.
  1. Сварка покрытыми электродами:
  • Для работы можно использовать обычный электродуговой сварочный аппарат, желательно инверторного типа;
  • От высокой температуры электрической дуги электрод расплавляется и заполняет сварной шов;
  • Покрытие электрода также плавится, но остается сверху и защищает металл от выгорания и окисления на воздухе;
  • Сварка нержавеющих труб электродом применяется только для массивных толстостенных изделий.
  1. Сваривание полуавтоматом:
  • Для работы используется обычный сварочный полуавтомат;
  • В него устанавливается катушка с проволокой из нержавейки, а к горелке вместо углекислотного баллона подключается баллон с аргоном.

Схема переоборудования полуавтомата под сварку нержавейки.

Для соединения или ремонта небольших тонкостенных изделий из нержавеющей стали, вместо сварки можно использовать пайку латунью или оловянно-свинцовым припоем.

Как сварить нержавейку

В таблице показаны сравнительные характеристики некоторых способов сваривания нержавейки.

Подготовка сварочного оборудования

Чтобы сварить изделия из нержавейки своими руками, понадобится небольшая слесарная мастерская и один из наборов сварочного оборудования:

Иллюстрация Оборудование для сварки
Аргонно-дуговая сварка:

  1. Аппарат для аргонно-дуговой сварки (на фото);
  2. Сменные вольфрамовые электроды;
  3. Присадочная нержавеющая проволока;
  4. Баллон с аргоном.
Сваривание электродами:

  1. Инверторный сварочный аппарат;
  2. Электроды из нержавейки с защитным покрытием.
Полуавтоматическая сварка:

  1. Сварочный полуавтомат;
  2. Тонкая нержавеющая проволока в катушках;
  3. Баллон с аргоном.
Вспомогательные инструменты и оборудование:

  1. Металлический сварочный верстак;
  2. Большие слесарные тиски;
  3. Мощные зажимы или струбцины;
  4. Средний молоток;
  5. Металлическая щетка;
  6. Плоскогубцы и бокорезы;
  7. Плоские и фигурные отвертки;
  8. Рулетка и металлический угольник;
  9. Защитная маска, кожаные перчатки и плотный закрытый костюм.

Способ 1: дуговая сварка вольфрамовыми электродами

Иллюстрация Описание работ
Подготовка аппарата:

  1. Нержавейку лучше варить переменным или постоянным током прямой полярности;
  2. Для этого кабель от разъема со знаком «плюс» надо подключить к массе изделия;
  3. Кабель от «минусового» разъема подключить к держателю электрода;
  4. В состав присадочной проволоки должно входить больше легирующих добавок, чем в основном металле.
Сварка под аргоном:

  1. Перед началом работы на горелке нажать кнопку и подержать 3-5 секунд, чтобы газ заполнил систему;
  2. Подвести вольфрамовый электрод на 3-4 мм к поверхности металла, и нажатием кнопки зажечь дугу;
  3. Когда основной металл начнет плавиться, ввести в зону горения дуги присадочную проволоку;
  4. Плавно без колебательных движений перемещать горелку вдоль шва, постепенно заполняя его расплавленным металлом:
  5. Готовое изделие охладить на воздухе или в ведре с водой.

Чтобы уменьшить обгорание электрода, нужно подержать нажатой кнопку горелки 5-10 секунд после того как погаснет дуга.

Способ 2: дуговая сварка электродами с покрытием

Иллюстрация Описание работ
Подготовка электродов:

  1. Для ручной дуговой сварки нержавейки лучше всего подходят электроды марки ОЗЛ-8, ЦЛ-11или НИАТ-1;
  2. Диаметр надо подбирать в зависимости от толщины свариваемых стенок, но не более 4-5 мм;
  3. Они должны быть абсолютно сухими, поэтому непосредственно перед использованием их лучше просушить в электрической печи.
Сварка нержавеющей стали электродами:

  1. Нержавейку варить лучше постоянным током прямой полярности;
  2. Плюсовой провод от аппарата подключить к изделию, а минусовой провод — к держателю электрода;
  3. Силу тока вначале установить минимальную, а затем при необходимости плавно увеличивать;
  4. Чтобы не прожечь металл, надо варить короткой дугой небольшими точечными прихватками;
  5. Обваренное изделие быстро охладить в ведре с водой;
  6. После остывания сварной шов оббить небольшим молотком для удаления окалины и шлака.

Способ 3: полуавтоматическая сварка в среде аргона

Иллюстрация Описание работ
Подготовка полуавтомата:

  1. В подающий механизм сварочного полуавтомата установить катушку с нержавеющей проволокой;
  2. Нажать кнопку запуска и дождаться пока конец проволоки появится из сопла горелки;
  3. К газовому штуцеру присоединить через редуктор баллон с аргоном.
Сварка нержавейки полуавтоматом:

  1. Обкусить бокорезами выступающий конец проволоки;
  2. На полуавтомате установить небольшую скорость подачи и минимальную силу тока;
  3. Сопло горелки приложить к свариваемым деталям под углом примерно 45°;
  4. Нажать кнопку на горелке и дождаться появления дуги;
  5. Горелку плавно перемещать вдоль шва колебательно-вращательными движениями.

После сварки полуавтоматом не образуется шлак, поэтому оббивать его не требуется.

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.