Сварка деталей из нержавеющей стали
Нержавеющая сталь имеет сложный состав и свойства, из-за чего ее сварка должна происходит по определенным технологиям, характерным только для нержавейки. Работа с этими сплавами радикально отличается от сварки конструкционных сталей: сложность вызывают легирующие добавки в сплаве.
История нержавеющей стали
Нержавейка была открыта в начале 20 века и быстро стала популярным материалом благодаря своим уникальным свойствам. Сплав, содержащий минимум 10,5% хрома, приобретает сопротивление к коррозиям благодаря образованию пассивирующего слоя оксида хрома. Со временем были разработаны различные марки нержавеющей стали с добавлением молибдена, никеля и других элементов для улучшения её свойств.
Технология сварки нержавеющей стали
Технология предполагает соединение деталей путем локального нагрева и последующего охлаждения. Особенностью сварки этого материала является необходимость предотвращения коррозии шва и сохранения механических свойств основного металла. Для этого применяются различные технологии сварки, о которых будет рассказано ниже.
В чем особенность сварки нержавейки
Сварка данного типа сплавов требует особого подхода из-за склонности к коррозии сварных швов и возможности изменения структуры металла в зоне сварки. Важнейшим является выбор правильного материала и соблюдение техники сварки.
Согласно ГОСТ, сварка нержавеющей стали допускается по следующим видам:
- Ферритная;
- Аустенитная;
- Мартенситная.
Настройка аппаратуры также должна учитывать тип используемых деталей – они могут быть профильными или листовыми. На процесс сварки влияют такие нюансы, как:
- Теплопроводность: нержавеющую сталь допускается обрабатывать на пониженном на 17-20% от нормы токе.
- Сплавы из нержавеющей стали имеют высокую степень сопротивления, что приводит к ускоренному износу электрода. В связи с этим лучше покупать стержни из справа никеля и хрома, поскольку они более устойчивы.
- У нержавеющих сплавов также повышенный показатель линейного расширения, что означает необходимость оставления небольшого зазора в шве во избежание появления трещин.
- Неправильные параметры нагрева хромоникелевого нержавеющего сплава с аустенитной функцией лишают ее антикоррозийных свойств из-за выделения карбида железа. Впрочем, эта проблема решается, если резко охладить соединение, но при его охлаждении водой снижается устойчивость к образованию ржавчины.
- Полуавтоматическая сварка нержавеющих сплавов по ГОСТ разрешается в пределах 600-1200 градусов.
Аргонодуговая сварка нержавеющей стали инвертором в режиме DC/AC TIG
Этот метод является одним из наиболее популярных при сварке нержавеющей стали. Технология TIG сварки обеспечивает высокое качество сварного шва благодаря использованию инертного газа (аргона), который защищает расплавленный металл от окисления. Этот способ подходит для тонких и средних толщин материала и позволяет получить чистый, прочный шов с хорошим внешним видом.
Однако, данный способ требует дополнительной закупки инвертора, осциллятора, защитного газа, патрубки и горелку, присадки, аргон. Обратите внимание, что присадка должна совпадать по составу с свариваемым материалом.
Аргон не обязателен для сварки, можно пользоваться другими газами, однако аргон является лучшим вариантом, потому его чаще всего применяют. Расход различается в зависимости от металла: алюминий потребляет 20 литров, титан – 50. Нержавейка куда менее требовательна – на нее расход составляет восемь литров, и его можно сократить газовой линзой. Присадочный стержень необходимо перемещать вдоль шва, поскольку поперечное движение может унести его за пределы защитного облака. Ни в коем случае нельзя касаться стержнем поверхности детали.
После сварки подача аргона перекрывается не сразу, а с десятисекундной задержкой: это позволит электроду остыть и не допустить окисления.
Ручная дуговая сварка нержавеющей стали покрытыми электродами (режим ММА)
Сварка ММА является универсальной и доступной технологией, позволяющей работать с различными марками нержавеющей стали. Использование покрытых электродов обеспечивает защиту сварочной ванны от воздействия внешней среды и способствует образованию качественного шва. Однако этот метод требует высокой квалификации сварщика и точного подбора электродов. Кроме того, он прост в обращении и позволяет использовать его в домашних условиях.
Его плюсы:
- Дешевизна аппарата и расходных материалов;
- Возможность продолжительной работы;
- Небольшой вес и размеры, высокая мобильность;
- Высокопрочное соединение;
- Относительно легкая техника, которую можно освоить на дому.
Качество сварного шва полностью зависит от подбора расходников и дополнительного оборудования. Аппарат использует постоянный ток с обратной полярностью.
Аргоновая полуавтоматическая сварка нержавеющей стали в режиме MIG/MAG с применением нержавеющей проволоки
Сварка MIG/MAG считается одним из наиболее продуктивных методов. Она позволяет эффективно сваривать изделия различной толщины, обеспечивая высокое качество шва и минимальное количество брызг. Применение нержавеющей проволоки и защитных газов (аргон или смеси на его основе) позволяет достичь отличных результатов даже при сварке сложных конструкций.
При использовании данной техники проволока подается в зону сварки автоматически и используется в качестве электрода и присадки. Важно правильно выбрать режимы тока, скорости подачи расходника, расход газа для защитной среды. Шов получается ровный и быстро образуется. В качестве защитного облака используется аргон в связке с углекислотой. Полуавтомат позволяет использовать три способа:
- Короткая дуга при толщине от 0,8 мм.;
- Струйный перенос при толщине до 3 мм.;
- Импульсная сварка при толщине более трех мм.
Оборудование и расходные материалы для сварки нержавеющей стали
Современные сварочные аппараты обеспечивают точный контроль работы с материалом, что позволяет добиться оптимальных результатов. Расходные материалы должны быть подобраны правильно - электроды, проволока, защитные газы, соответствующие типу и составу свариваемой нержавеющей стали.
Оборудование
- Сварочный аппарат TIG: идеален для работы с нержавейкой благодаря его способности создавать точные сварные швы без окалин. Технология TIG использует электрод из вольфрама, а также защитный газ (аргон, гелий) для защиты зоны сварки от окисления.
- Сварочный аппарат MIG/MAG: подходит для быстрой сварки, особенно при работе с толстыми материалами. Использует проволоку в качестве электрода и защитный газ (чаще всего аргон с добавлением углекислого газа или кислорода) для защиты сварного шва.
- Электродуговая сварка: может использоваться для сварки нержавеющей стали, особенно в полевых условиях, но требует высокого уровня навыков для достижения качественных сварных швов.
Расходные материалы
- Сварочная проволока для MIG/MAG: используется специальная проволока, чаще всего из нержавеющей стали, соответствующая типу свариваемой стали.
- Для сварки технологией TIG требуются вольфрамовые электроды: их выбор зависит от типа сварочного тока и материала.
- Аргон используется для TIG и MIG сварки как наиболее распространенный газ. Добавляется добавление примесей других газов для улучшения характеристик.
- Для MMA сварки используются специализированные электроды с покрытием, предназначенные для сварки нержавейки. Электроды должны соответствовать типу свариваемой стали.
- Каски, перчатки, защитные очки и другие средства индивидуальной защиты обязательны для безопасного выполнения сварочных работ.
