Зварювання нержавійки: чим і як краще варити нержавійку в домашніх умовах
Виконуючи таку технологічну операцію, як зварювання нержавійки, важливо враховувати як фізичні властивості матеріалу, так і його хімічний склад. Тільки в такому випадку можна розраховувати на те, що з’єднання буде виконано якісно та надійно.
Аргонне зварювання нержавіючої сталі
Фактори складності для зварювання деталей з нержавіючої сталі
Зварювання нержавіючої сталі ускладнює те, що даний матеріал відноситься до категорії високолегованих сплавів, а значить, в його складі в досить великій кількості містяться елементи, що впливають на його основні властивості. В нержавіючій сталі, зокрема, таким елементом є хром. Його вміст в даному сплаві може становити 12-30%. Хром поряд з такими елементами, як нікель, титан, марганець, молібден, формує антикорозійні властивості нержавіючої сталі, але в той же самий час наділяє її та іншими особливостями, що впливають на зварюваність.
Для тих, хто не любить читати довгі статті і вникати в технічні тонкощі, пропонуємо одразу подивитися два відео з найбільш актуальними для домашнього майстра варіантами зварювання нержавіючої сталі — електродом за допомогою інвертора і знову ж інвертором, але вже в середовищі захисного газу (аргону).
Зварювання нержавійки повинна виконуватися з урахуванням таких специфічних характеристик цього матеріалу.
Досить високий коефіцієнт лінійного розширення
З цієї причини зварювання нержавіючої сталі завжди супроводжує значна деформація деталей, що з’єднуються. В окремих випадках, коли зварювані деталі мають значну товщину і між ними не передбачений зазор, такі деформації можуть привести навіть до появи великих тріщин.
Низька теплопровідність
Теплопровідність нержавіючої сталі в 1,5–2 рази нижче, ніж у низьковуглецевих сплавів. Така особливість матеріалу приводить до того, що з’єднуються деталі в зоні зварювання проплавляются навіть при менших (на 15-20%), ніж при зварюванні виробів з низьковуглецевої сталі, сили струму.
Межкристалічна корозія
При сильному нагріванні (понад 500 градусів Цельсія) в нержавіючих сталях виникає так звана межкристаллитная корозія. Відбувається це тому, що по краях зерен структури металу починають формуватися прошарку, що складаються з карбіду хрому і заліза. Уникнути цього явища можна не лише ретельним підбором режиму зварювання, але і шляхом примусового охолодження зварюваних деталей з нержавіючої сталі, для чого можна використовувати звичайну воду. Однак слід мати на увазі, що охолоджувати водою можна лише деталі, виготовлені з хромонікелевих сталей, які мають аустенитную внутрішню структуру.
Перегрів електродів з хромонікелівими стрижнями
З-за низької теплопровідності з’єднуються матеріалів та їх підвищеного електричного опору зварювання деталей з нержавіючої сталі супроводжується сильним нагріванням електродів, стрижні яких мають хромоникелевый складу. Щоб уникнути цього небажаного явища, використовують електроди для зварювання нержавіючої сталі довжиною до 35 див.
Зварювальні електроди Sabaros ME 101 3,2 мм для зварювання нержавіючих сталей
Найбільш поширені способи зварювання нержавіючої сталі
Зварювання виробів з нержавіючих сталей, що характеризуються підвищеним вмістом хрому може виконуватися з використанням декількох технологій. Сюди, зокрема, відносяться наступні види зварювання:
- аргонодуговую (з використанням вольфрамового електрода і режимів AC/DC TIG);
- виконувану в режимі MMA покритими електродами;
- напівавтоматична електродугове зварювання в середовищі аргону, що проводиться в режимі MIG і з використанням дроту з нержавіючої сталі;
- так звана холодна зварювання нержавіючої сталі, виконувана під великим тиском (назва даної технології обумовлено тим, що вона не передбачає плавлення металу в процесі його сполуки);
- шовную технологію і контактне точкове зварювання.
Технологія зварювання деталей з нержавіючої сталі передбачає ретельне знежирення поверхонь за допомогою ацетону або авіаційного бензину. Робиться це для того, щоб зменшити пористість шва виконується, зробити зварювальну дугу більш стійкою, ретельно зачистити кромки деталей, що з’єднуються. Тільки після ретельної зачистки можна приступати до виконання операції обраним способом. Є кілька основних способів зварювання деталей з нержавіючих сталей, а також технології, які застосовуються досить рідко. У будь-якому випадку приймати рішення про те, як варити нержавійку, слід виходячи з конкретних умов і вимог, що пред’являються до формованому з’єднанню.
Зварювання покритими електродами (ММА)
Зварювання деталей з нержавіючої сталі за технологією ММА, що передбачає використання покритих електродів, є найпоширенішою технологією. Цей спосіб досить простий, його можна застосовувати і вдома, але він не дозволяє отримувати шов найвищої якості.
Що зручно, таку зварювання нержавійки можна виконувати навіть у домашніх умовах, але для цього вам знадобиться спеціальний зварювальний апарат, який називається інвертор. Щоб зварювання нержавійки інвертором дозволила отримати з’єднання, що володіє високою надійністю, необхідно правильно підібрати електрод для певної марки нержавіючої сталі. Всі електроди, за допомогою яких проводиться зварювання виробів з нержавіючих сталей, діляться на два основних типи:
- з рутиловим покриттям на основі двоокису титану (зварювання такими електродами, що забезпечують невелике розбризкування металу і стабільну дугу, виконується на постійному струмі і зворотної полярності);
- з покриттям на основі карбонату магнію і кальцію (такими електродами нержавійка зварюється на постійному струмі зворотної полярності).
Щоб зрозуміти, якими електродами варити нержавійку, достатньо заглянути в ГОСТ 10052-75, в якому представлені всі типи таких витратних матеріалів, а також обмовляється, який з них слід використовувати для роботи з металом конкретного хімічного складу. Для того щоб вибрати електроди по нержавіючій сталі, що відповідають вимогам даного Госту, достатньо знати марку металу, деталі з якого необхідно з’єднати.
З усіма вимогами до електродів для зварювання нержавійки можна ознайомитись скачавши безкоштовно ГОСТ 10052-75 у форматі pdf за посиланням нижче.
ГОСТ 10052-75 Електроди покриті металеві для ручного дугового зварювання високолегованих сталей з особливими властивостями
Скачати
Ручне і напівавтоматичне зварювання нержавійки в середовищі аргону (AC/DC TIG, MIG)
Для виконання ручного зварювання нержавійки в середовищі аргону застосовуються електроди з вольфраму. Ця технологія навіть в умовах будинку дозволяє отримувати якісні і надійні з’єднання виробів, що відрізняються невеликою товщиною. Зварювання такими електродами по нержавіючій сталі використовують переважно для монтажу комунікацій з труб, по яких під тиском будуть транспортуватися гази або рідини.
Аустенитную нержавіючу сталь слід зварювати особливо ретельно і з обережністю
У даній технології є певні особливості.
- Для того щоб вольфрам, з якого виготовлені електроди по нержавійці, не потрапив в розплавлений метал у зоні зварювання, дугу підпалюють безконтактним способом. Якщо виконати це безпосередньо на деталі не представляється можливим, то дугу запалюють на спеціальному вугільної плиті і обережно переміщують її на сполучаються заготовки.
- Зварювання нержавіючої сталі даним способом можна виконувати як на постійному, так і на змінному струмі.
- Режими підбираються в залежності від товщини з’єднуваних деталей. До таких режимів, зокрема, відносяться параметри перерізу вольфрамового електрода, діаметр дроту, що використовується в якості присадки, параметри струму (сила і полярність), витрата захисного газу, швидкість виконання зварювання.
- Дуже важливо, щоб рівень легування присадного дроту був вище, ніж у з’єднуваних деталей.
- В процесі виконання зварювання електроди по нержавіючій сталі не повинні здійснювати коливальних рухів. Якщо знехтувати цією вимогою, це може призвести до порушення зварювальної зони і окислення металу в її області.
При використанні даної технології можна скоротити витрату вольфрамового електрода. Для цього потрібно деякий час (10-15 секунд) не відключати подачу аргону після закінчення зварювального процесу. Подібна процедура сприяє захисту розпеченого вольфрамового електрода від активного окислення.
У напівавтоматичного зварювання нержавійки в середовищі аргону, по суті, мало відмінностей від звичайного ручного способу. Основна її відмінність полягає в тому, що подача дроту в зону зварювання здійснюється за допомогою спеціального обладнання. Завдяки механізації процес протікає значно точніше і з більшою швидкістю.
Завдяки використанню напівавтоматичного обладнання можуть бути реалізовані наступні техніки зварювання деталей з нержавіючої сталі:
- метод струминного переносу, який дозволяє ефективно зварювати деталі великої товщини;
- зварювання короткою дугою – для виконання з’єднання деталей невеликої товщини;
- імпульсна зварювання – універсальна технологія, яка дозволяє отримувати якісні і надійні з’єднання і є найбільш вигідним варіантом у фінансовому плані.
Аргонодугове зварювання нержавіючої сталі
Інші технології зварювання нержавіючої сталі
Існує ще кілька способів зварювання нержавійки, які краще демонструють себе в певних ситуаціях, тобто не відрізняються універсальністю. Сюди відносяться такі способи, які передбачають використання спеціального обладнання.
Зварювання нержавіючої сталі з використанням лазерного променя
Такий спосіб зварювання, який навіть на відео виглядає дуже вражаюче, володіє цілим рядом вагомих переваг: метал у зоні зварювання не втрачає свою міцність через надмірне температурного впливу, швидко остигає, на ньому не з’являються тріщини, а в його структурі формуються зерна мінімального розміру. Обладнання для лазерного зварювання і сама технологія знаходять широке застосування в різних галузях промисловості (автомобіле — і тракторобудування, монтаж комунікацій з труб і ін).
Холодна зварка під великим тиском
Дана технологія не передбачає плавлення матеріалу в зоні зварювання, а металеві деталі з’єднуються на рівні їх кристалічних решіток. В залежності від одержуваного з’єднання і конфігурації деталей тиск може чинитися на одну або відразу на обидві металеві заготовки. Дуже цікаво подивитися на відео такого процесу: дві деталі, перебуваючи в холодному стані, як ніби вдавлюються один в одного.
Контактна зварювання виробів з нержавійки
Така зварювання може виконуватися за точкової або роликових технології. В результаті можуть бути з’єднані тонкі листи нержавіючої сталі з товщиною не більше 2 мм При цьому використовується те ж саме обладнання, що і для інших металів.
На відео нижче докладно пояснюються і наочно демонструються нюанси подання присадочного прутка при зварюванні нержавійки неплавким електродом в середовищі аргону та інші нюанси роботи.
