Центр металлообработки

и металлоконструкций

ООО "АвралПром"

 

avral54@mail.ru

 

+7 993 019-78-15

Сварка нержавеющей стали

Чем варить нержавейку – вопрос довольно актуальный для современной промышленности. Стоит отметить, что данный тип стали - довольно прочный материал, поэтому его обработка имеет определенные нюансы. Выбор метода сварки зависит и от толщины заготовок, и от химического состава.

 

Нержавеющая сталь. Основные характеристики.

 

 Нержавеющая сталь – это сплав углерода и железа, легированный хромом. Большое содержание последнего элемента обеспечивает высокую стойкость материала в коррозийной среде. Оксиды хрома образовывают специальную защитную пленку, благодаря которой основной металл сохраняет свою стойкость. Дополнительно сталь легируют никелем, кобальтом, титаном. Главными преимуществами нержавейки является высока стойкость при контакте с агрессивной средой, высокая прочность, соответственно, и длительный период эксплуатации. К тому же сталь имеет хороший эстетический вид.

 

Особенности сварки стали, стойкой к коррозии

 

Данный материал имеет большое линейное расширение. Как следствие, при термическом воздействии заготовки могут деформироваться, изменять свои размеры. Чтобы избежать такой ситуации, необходимо четко придерживаться оптимального зазора между деталями, что соединяются. Действие высокой температуры может привести к тому, что легированная сталь несколько теряет свои свойства, стойкость к коррозии уменьшается. В этом случае сварной шов должен своевременно охлаждаться. Низкая теплопроводность стали требует снижения силы тока примерно на 25%. Стоит также правильно подбирать сварочные электроды, так как при большой длине возможен их перегрев. Еще одна сложность – появление тугоплавких карбидов на поверхности, межкристаллитная коррозия.

 

Способы варки нержавеющей стали.

 

Существует немало методов сварки коррозионностойкой стали. При небольшой толщине метала (1,5 мм) целесообразно использовать дуговую сварку (в среде инертного газа). Чем варить нержавейку толщиной менее 0,8 мм? В данном случае используют импульсный дуговой способ. Тонкие металлы также соединяют дугой со струйным переносом материала. Все чаще используется плазменный метод сварки. Применять его можно для широкого диапазона толщины заготовок. Сечения более 10 мм варят под шаром флюса. Еще используют сварку токами высокой частоты, лазерный метод.

 

Аргонная сварка материала

 

Данный процесс происходит в защитной среде газа – аргона. Он защищает материал от воздействия кислорода. В специальном приспособлении образовывается дуга между деталью и электродом из вольфрама. В процессе нагрева кромки плавятся, возникает защищенная сварочная ванна. В дугу также постоянно подается специальная проволока для сварки нержавейки. Производится сам процесс соединения под углом 90°. Для наиболее качественной работы стоит исключить любые колебательные движения электрода. В результате получается шов, свободный от шлаков. Такое соединение отличается высоким качеством, прочностью, удовлетворяет все эстетические запросы.

Сварка нержавейки газом используется во многих отраслях: химической, пищевой промышленности, автомобилестроении, авиации, теплоэнергетике. Среди недостатков можно выделить лишь большие затраты времени на сам процесс. Также технология требует специальных навыков и опыта у работников. Оборудование для аргонодуговой сварки Прежде всего, для данного типа соединения металлов необходим инвертор.

Инверторы можно применять для сварки практически любых металлов, при этом соединения будут высокого качества. Как варить нержавейку инвертором и что нужно учитывать? Прежде всего, необходимо правильно подобрать рабочий диапазон температуры. Некоторые модели не работают на открытом пространстве в холодное время. Также стоит учитывать мощность аппарата. Для бытового использования подойдет инвертор с током до 160 А (например, "Сварог TIG 200 P", PRO TIG 200 P) Детали перед соединением очищают, обезжиривают. Для сварки потребуется и газовый баллон с аргоном. Хотя на практике допускается использование разбавленного газа. К газовому шлангу крепится горелка, в держатель которой вставляется вольфрамовый электрод. На ручке горелки имеются кнопки для подачи тока и газа. Необходима также и сварочная проволока из того же материала, что и соединяемые детали.

 

Как происходит сварка полуавтоматом

 

 Чем варить нержавейку при ремонте автомобиля, в быту? В этом случае часто используют метод сварки полуавтоматом. Происходить он может как в защитной среде, так и без использования газа. Применяют полуавтоматы и на крупных автомобильных предприятиях, что говорит о высоком качестве сварного соединения. Электродом и присадочным материалом в данном случае выступает специальная проволока. Работать с оборудованием можно несколькими способами: короткой дугой, струйный перенос, импульсная сварка нержавейки. Технология предусматривает работу и без защитного газа, однако в этом случае следует выбирать специальные порошковые электроды. Данный способ подходит и для работы на воздухе. Нет необходимости покупать (а, соответственно, тратить дополнительные средства) газовый баллон. Это имеет свой недостаток – со временем сварное соединение может покрыться ржавчиной. Поэтому специалисты рекомендуют все же использовать специальные электроды по нержавейке и проводить сварку с использованием аргона. На сегодняшний день существует много разновидностей полуавтоматов как отечественного ("ФЕБ", "Сварог"), так и зарубежного производства (BRIMA, EWM, TRITON и др.). Выбор аппарата зависит от поставленных задач, объемов сварки и характеристик соединяемых материалов.

 

Использование электродной сварки

 

Чем варить нержавейку, если особых требований к качеству шва не предоставляется? Как правило, в бытовых условиях, при соединении всевозможных труб, в мелкосерийном производстве, а также для получения короткого шва применяется сварка электродом. Суть этого процесса заключается в образовании соединения из материала заготовки и металла электрода. К достоинствам методики можно отнести простоту исполнения, возможность соединять разные металлы (как тонкие, так и довольно большие сечения). Нет необходимости использовать газ, что удешевляет процесс. Также сварка электродами дает возможность подойти к труднодоступным участкам детали. Существуют и определенные минусы такой технологии. Во-первых, сварной шов требует очистки от образовавшихся шлаков. Во-вторых, скорость сварки небольшая.

 

Как выбрать электроды для сварки

 

Электроды по нержавейке широко используются для соединения стойких к коррозии сплавов, которые работают при высоких температурах. Как правило, стержни изготавливаются на основе никеля, хрома. При ручной дуговой сварке можно использовать два типа электродов. Первые – работают в условиях постоянного тока. Основное покрытие чаще всего состоит из магния, карбонатов кальция. Сварочные электроды с рутиловым покрытием могут работать при переменном токе. При сварке с использованием аргона применяют различные вольфрамовые стержни. Благодаря высокой рабочей температуре они не плавятся. Существует немало их разновидностей. Зеленые электроды (WP) состоят из чистого вольфрама. Они обеспечивают достаточно высокую стойкость дуги. Белые – WZ-8 – легированы оксидом циркония. Оксид тория добавляют в красные электроды. Это наиболее распространенная группа, стержни обладают высокой стойкостью. Также в вольфрамовые электроды может входить лантан, церий.

 

Обработка сварных соединений

 

После окончания процесса соединения деталей необходимо очистить шов. Это следует сделать для того, чтобы улучшить внешний вид, продлить срок службы. В противном случае в этой области может возникнуть коррозия. Прежде всего, проводится механическая очистка сварного шва. Более эстетично место соединения смотрится после пескоструйной обработки. Следующий этап включает шлифовку поверхности. При этом не рекомендуется использовать абразивы на основе корунда, так как он может спровоцировать появление коррозии. Стоит отметить, что все эти манипуляции направлены на улучшение внешнего вида детали. Защитить сварной шов от разрушений поможет травление, пассивация. Травление – это обработка поверхности специальными химическими средствами, которые разрушают возникшую окалину. При пассивации на место соединения наносится особое вещество. Под его воздействием появляется защитная пленка (из оксида хрома).

 

Лазерный метод сварки сплавов

 

Один из наиболее современных и технологичных методов соединения – лазерная сварка нержавейки. Суть этого метода заключается в использовании лазерного луча в качестве источника нагрева. Отличается такая сварка высокой скоростью, большой концентрацией энергии в месте соединения. Тепловое воздействие на зону, которая находится в непосредственной близости ко шву, незначительное. Поэтому риск образования горячих или холодных трещин минимальный. Шов, полученный в результате, отличается своей прочностью, пористость отсутствует. Также есть возможность доставить в место соединения легирующих элементов, защитного газа. Так как сварочные электроды отсутствуют, то в шов не попадают инородные соединения. Лазерная сварка может применяться даже для ювелирных изделий, так как все швы тонкие, аккуратные и прочные. Единственный недостаток – оборудование является достаточно дорогостоящим, поэтому массовое применение таких установок пока невозможно.