Особенности сварки нержавеющей стали вручную

Нержавеющая сталь - особенности сварочных работНержавеющая сталь появилась в обиходе современной цивилизации относительно недавно. Британский учёный-металлург Гарри Брирли, в 1913 году экспериментировавший с различными видами сплавов, неожиданно обнаружил, что стали с высоким содержание хрома практически не подвержены коррозии. С этого момента коррозионно-стойкие стали начали своё триумфальное шествие по планете. В настоящее время без нержавейки невозможно представить нашу повседневную жизнь.

Коррозионно-стойкая сталь — это сплав, основными компонентами которого являются железо и углерод, обогащённые специальными добавками. Эти добавки и придают стали особые антикоррозионные свойства. Основным добавочным компонентом является хром. Все виды нержавейки содержат в своём составе как минимум 10.5% хрома. Его добавление придаёт стали не только антикоррозионные свойства, но и ряд других полезных качеств.

Стали, содержащие в своём составе хром, характеризуются хорошей обрабатываемостью посредством холодной ковки. Обладают высокими прочностными характеристиками. Очень хорошо соединяются друг с другом с помощью сварки. В процессе долговременной эксплуатации не теряют своих антикоррозионных свойств.

Есть у нержавейки определенные свойства, которые негативно влияют на конечный результат сварочного процесса.Вся суть нержавеющей стали заключена в одном простом явлении: хром образует на поверхности металла оксидную плёнку. Она не позволяет развиваться процессу коррозии. Если в результате механического воздействия оксидная плёнка повреждается, нержавеющая сталь на время теряет свои антикоррозионные свойства, до тех пор, пока оксид хрома не восстановится на поверхности.

В составе современных нержавеющих сталей присутствуют в небольших количествах никель, ниобий, титан и молибден. Все эти элементы необходимы для придания конкретному виду стали тех или иных заранее запланированных эксплуатационных свойств.

В зависимости от строения кристаллической решётки нержавеющие стали делятся на три вида:

  • Аустенитные — содержат в своём составе, кроме хрома, ещё и никель. Отличаются высокой устойчивостью против коррозии, высокой пластичностью и прочностью. Их особенность — они не намагничиваются.
  • Ферритные — содержат железо с хромом. Обладают повышенной устойчивостью к закаливанию. Специально создаются для всевозможных агрессивных сред.
  • Мартенситные — содержат хром с углеродом. Они характеризуются высокой прочностью и одновременно хрупкостью. Используются в основном в слабоагрессивных средах.

Сварка нержавеющей стали

В домашних условиях это достаточно сложный и трудоёмкий процесс, но всё же выполнимый при наличии соответствующего оборудования и необходимого опыта.

При сварке нержавейки необходимо учитывать ряд особенностей.

  • У этой стали низкая теплопроводность. Почти в 2 раза ниже, если сравнивать с другими видами низкоуглеродистой стали. На практике это приводит к тому, что возникает очень высокая концентрация тепла в области сварки, это приводит к более глубокому проплавлению свариваемых металлов. Чтобы избежать этого нежелательного явления, приходится уменьшать силу тока на 20% и применять дополнительное охлаждение.
  • Как производится сварка нержавейкиНевысокая температура плавления. Если температура в месте сварки превышает 500 градусов, образуются карбид железа и карбид хрома, которые начинают разрушать кристаллическую структуру металла. Это является причиной возникновения межкристаллической коррозии. Внешне это проявляется в виде трещин на поверхности металла в месте сварки. Впоследствии эти трещины активно коррозируют. Для предотвращения этого нежелательного явления необходимо в процессе сварки постоянно охлаждать свариваемые детали с помощью воды.
  • Все нержавеющие стали склонны к тепловому расширению. Очень высокий уровень линейного расширения приводит к возникновению линейной усадки. Это приводит к деформации свариваемых поверхностей. В результате на сварочном шве появляются трещины. Для того чтобы избежать этого, между свариваемыми поверхностями оставляют специальный расширительный зазор.
  • Эти стали обладают высоким электрическим сопротивлением. Во время сварки это может привести к сильному нагреву и даже перегреву электродов, если последние изготовлены из высоколегированной стали. Для борьбы с этим явлением все электроды для нержавеющих сталей не превышают в длину 350 мм.

Основные способы сварки нержавейки в домашних условиях:

  • При помощи покрытых электродов.
  • В аргоне с помощью вольфрамовых электродов.
  • Нержавеющей проволокой в среде аргона при помощи полуавтомата.

Начало сварочного процесса

Перед началом необходимо обработать кромки свариваемых деталей.

  • Как сваривают изделия из нержавейкиСтык между кромками свариваемых деталей должен иметь зазор 2−3 мм для обеспечения свободной усадки швов.
  • Поверхности кромок зачищают до блеска с помощью специальной металлической щётки или болгарки.
  • Затем поверхности обрабатывают растворителем, в качестве которого используют ацетон или авиационный керосин. Растворитель обеспечит удаление жира из места будущей сварки. Что, в свою очередь, предотвратит в дальнейшем образование пор в сварочном шве.

Сварка при помощи покрытых электродов

Это самая распространённая технология сварки нержавейки в домашних условиях. Метод позволяет получить неплохое качество провара при наличии минимального практического опыта. Плюс этого способа в его простоте. Минус — он не позволяет получать сварные швы высокого качества.

Для применения этого метода дома необходим специальный аппарат, который называется сварочный инвертор. Также нужны специальные электроды.

Как можно сварить нержавейку с черным металломМеталлическими электродами покрытого типа являются следующие марки: ОЗЛ-8, ЦЛ-11, НИАТ-1. Эти электроды позволяют получить шов, обладающий высокой жаростойкостью, устойчивостью к коррозии и высокой прочностью.

Сварочные работы производятся при постоянном токе обратной полярности. Необходимо добиваться меньшего проплавления шва. Это можно сделать, применяя электроды небольшого диаметра. Сила тока примерно на 15−30% меньше, чем для обычной стали.

Данные электроды характеризуются высоким электрическим сопротивлением и низкой теплопроводностью. В совокупности это может привести к перегреву и быстрому расплавлению электрода в процессе работы.

В самом начале производят прогрев свариваемых деталей в месте будущего шва до температуры 100 градусов. Это делается в целях удаления остатков влаги из сварочной зоны. Ни в коем случае нельзя перегревать заготовку выше 150 градусов. Сама работа производится на большой скорости, без поперечных колебательных движений, короткой дугой, на токах малой силы. В качестве теплоотвода, в целях предотвращения перегрева, под заготовки подкладывают медные пластины.

После завершения процесса шов зачищается от шлаков с помощью металлической щётки. Затем обрабатывается специальной протравочной пастой в течение 30 мин. Это делается для восстановления антикоррозийных свойств металла в месте провара. В дальнейшем остатки пасты смываются водой.

Нужно иметь в виду, что с толстостенной нержавейкой работать намного легче, чем с тонкой.

Сварка в аргоне вольфрамовыми электродами

Важные предосторожности при сварке нержавейкиВольфрам является одним из самых тугоплавких металлов. Температура его плавления составляет 3400 градусов по Цельсию. Поэтому неплавящиеся вольфрамовые электроды практически не подвержены процессу выгорания во время работы. Это позволяет использовать один электрод в течение очень длительного времени. Второй важной особенностью этих электродов является то, что при их использовании не нужна специальная присадка для формирования сварочного шва. Он формируется за счёт кромок свариваемого металла. Эти два фактора делают работу менее затратной в финансовом отношении.

Минимальная толщина свариваемых деталей ограничена размером 0.1 мм. Максимальная толщина может быть любой.

При работе вольфрамовыми электродами необходимо перекрыть поступление воздуха в зону сварки. Для этих целей используются защитные газовые среды. Чаще всего сварку производят в среде аргона.

Полировка сварных швов нержавейкиВажной особенностью сварки вольфрамовыми электродами является тот факт, что зажигание дуги нужно осуществлять, не касаясь концом электрода поверхности свариваемых материалов. Для этого применяется осциллятор. В случае касания концом электрода поверхности свариваемого металла в момент зажигания дуги вольфрам электрода мгновенно сплавляется с металлом свариваемого изделия. В результате возникает металлический сплав с температурой плавления значительно ниже, чем у чистого вольфрама. Это является причиной резкого снижения качества сварного шва.

Для сварки используют ток прямой полярности. Это обеспечивает минимальный нагрев вольфрама и, как следствие, меньшее выгорание электрода. Как правило, при таком подходе за час работы электрод уменьшается на сотые доли грамма.

Основные правила

При ручной сварке необходимо придерживаться определённых правил.

  1. Сварка всегда производится в строго заданном направлении справа налево.
  2. При сварке тонкостенных изделий горелка по отношению к свариваемой поверхности должна быть расположена под углом в 60 градусов.
  3. Во время сварки изделий толщиной более 5−6 мм расположение горелки должно быть под углом 90 градусов.

Сварка нержавеющей проволокой при помощи полуавтомата

Применение полуавтомата позволяет реализовать сразу несколько технологических задач: охлаждение горелки, повышение скорости подачи присадочной нержавеющей проволоки, проведение сварки в труднодоступных местах. Всё это в совокупности приводит к тому, что сварочный полуавтомат позволяет резко повысить качество сварочного шва и одновременно увеличить скорость процесса.

Как варить изделия из нержавейкиСварка нержавейки полуавтоматом невозможна без газа. Как правило, в качестве газовой среды используют либо углекислый газ, либо смесь углекислого газа и аргона. Применение чистой углекислоты оправдано с экономической точки зрения. Это очень дешёвый и доступный газ. Но не совсем оправдано с точки зрения качества получаемого сварочного шва. В этом случае происходит сильное разбрызгивание металла, что в конечном итоге приводит к образованию корявого шва и снижению качества сварки.

Поэтому чаще используют смесь углекислоты с аргоном. Как правило, берут 98% аргона и 2% углекислоты. Иногда в целях снижения себестоимости работы используют более дешёвую смесь: 70% аргона и 30% углекислого газа.

Все полуавтоматы имеют на своей лицевой поверхности две регулировки: сварочное напряжение и скорость подачи проволоки.

Особенности сварки нержавеющей стали полуавтоматомДля того чтобы изменить уровень жесткости дуги, глубину провара и форму шва, необходимо изменять сварочное напряжение или величину индуктивности. При низкой индуктивности дуга оказывается холодной. Как следствие, получаем тонкий шов с глубоким проваром. При высокой индуктивности дуга, наоборот, становится горячей. В результате получаем широкий сварочный шов с неглубоким проваром.

Горелку держат под углом 25−65 градусов. Расстояние между соплом горелки и сварочной ванной — 15−25 мм. Сварка осуществляется короткими прихватывающими движениями.

Присадочная нержавеющая проволока должна быть более высоколегированной, чем свариваемый металл. Это необходимо в целях предотвращения выгорания всех легирующих элементов из проволоки в процессе её расплавления, то есть для сохранения баланса легирующих добавок в сварочном шве. Присадочная проволока расплавляется в процессе горения электрической дуги и после этого небольшими каплями подаётся в зону сварочной ванны.

Газ, подающийся в зону сварки, необходимо предварительно пропускать через осушитель, в качестве которого, как правило, используется медный купорос.

В целях предотвращения разбрызгивания расплавленного метала в процессе электросварки свариваемые металлические кромки предварительно обрабатывают водным раствором мела.

Для получения качественного и красивого шва сварку нельзя начинать и заканчивать на краю свариваемых деталей. Необходимо всегда отступать от края на несколько миллиметров.

В процессе сварки нержавейка всегда подвергается тепловой деформации. Поэтому после окончания сварочных работ необходимо устранить ее последствия. Для этих целей производится обработка с помощью молотка и специальной гладилки. Производят простукивание так называемого «пузыря», который возникает на поверхности металла. Одновременно с простукиванием поверхность металла слегка прогревается с помощью обычной газовой горелки. В заключение производится полировка и шлифовка места сварки с помощью специальной пасты.

Adblock detector