Сварка нержавейки инвертором

Содержание

Способы варки нержавейки в домашних условиях

Нержавеющий металл традиционно обладает целым набором самых полезных свойств и качеств. Разумеется, главным из них остается чрезвычайно высокая устойчивость к разным разнообразным воздействиям внешней среды и даже слабым кислотам.

Тем не менее в отличие от обычного черного металла, обилие специализированных присадок и сложный состав вещества ответ не всегда способствует максимально простым и эффективным манипуляциям с ним.

Хотя практически у каждого мастера найдётся традиционная хромоникелевая сталь, работать с ней в полной мере способны далеко не многие. Часто говорится о том, что сварка нержавеющей стали, как и алюминия требует совершенно уникальных особых технологий и станков.

Это отнюдь не так. Разумеется, сварка нержавейки требует совершенно другого подхода, чем работа с любым традиционным черным металлом.

Необходимо предельно внимательно учитывать общие свойства, жесткость, температуру плавления и общий химический состав имеющейся заготовки.

Качественное и надежное соединение непосредственным образом зависит от грамотной подготовки и знания всех особенностей и нюансов имеющегося металла.

Разумеется, хром обеспечивает формирование соответствующих антикоррозийных свойств, однако при нагреве происходит достаточно сильная деформация всех деталей. Однако, присутствуют и определенные положительные черты, если использовать в качестве сварки электрическую дугу.

https://youtube.com/watch?v=Zngv3j_zH4g

Нержавеющая сталь имеет достаточно низкую теплопроводность. Она может быть даже вдвое ниже, чем имеют низкоуглеродистые стали. По этой причине все детали при воздействии электрического тока расплавляются при намного меньшей силе тока. Именно поэтому, сварочный аппарат необходимо предварительно тщательно настроить, снизить его мощность на 15-20%.

Негативным фактором является то, что при превышении лимита в 500 градусов нержавеющие стали характеризуется появлением межкристаллической коррозии.

Появление обильного количества карбидов железа и собственно хрома в прослойках между кристаллами материала существенно ухудшает его качества. Избежать такого эффекта можно только максимально тщательного подобрав режим, а также постоянного принудительно охлаждая детали во время сварки.

Разумеется, для этого можно использовать обычную воду, нужно только предусмотреть соответствующую ее подачу на равномерный основе рядом со свариваемыми зонами. Разумеется, такой подход характерен только для хромоникелевых сталей.

Стоит учитывать, что из-за низких показателей теплопроводности при условии высокого электрического сопротивления, электроды чрезвычайно сильно нагреваются. Именно поэтому не стоит применять традиционные хром-никелевые электроды, а взять специальные образцы для соединения нержавеющих сталей.

Среди самых распространенных способов соединения этого вида сплава указываются следующие:

Аргонодуговая сварка с применением специального вольфрамового электрода.
Сварка покрытыми электродами в режиме ММА.
Электродуговая сварка в полуавтоматическом режиме непосредственно в аргоновой среде, где используется проволока из нержавеющей стали.

Возможно холодное соединение путем сварки с большим давлением. Стоит отметить, что в данном случае может потребоваться необходимое оборудование, которое способно обеспечить должный уровень давления при стыкование без плавления металла.

Разумеется, прежде чем приступить непосредственно к сварке, необходимо в обязательном порядке тщательно подготовить материалы. Совершенно обязательным является обезжиривание с помощью ацетона либо авиационного бензина.

Благодаря этому чистота и адгезия металлических поверхностей друг к другу будет выше, а сама дуга при работе будет намного более устойчива. Кромки соединяемых деталей тщательно очищаются и даже зачищаются до блеска.

Только в результате грамотный и тщательной подготовки имеется возможность создать наиболее эффективные, качественные и долговечные швы без пор и отверстий.

Существует несколько ключевых технологий, которые охватывают возможности соединения нержавейки. Обычно выбор осуществляется мастером в зависимости от конкретной ситуации.

Наряду со сваркой типа ММА, которая осуществляется при помощи покрытых электродов, присутствует также ручная или полуавтоматическая сварка в аргоновой среде. В данном случае потребуется взять вольфрамовые электроды.

Кроме перечисленных традиционных видов соединений имеется также возможность соединения нержавеющей стали с применением лазера, большого давления, а также контактного соединения.

Как осуществляется сварка нержавейки

Перед выполнением сварки нержавеющей стали необходимо ее подготовить

Очень важно уделить внимание кромкам свариваемых деталей – они должны быть зачищены до стального блеска. Также следует обезжирить поверхность с помощью растворителя, авиабензина или ацетона

Для сваривания нержавейки можно применить одну из следующих технологий:

Ручная MMA-сварка, как правило, используют при отсутствии высоких требований к качеству шва. Основная сложность данной технологии заключается в правильном выборе электрода, который нужно подбирать в соответствии с маркой металла. Обычно для таких целей применяют электроды с основным покрытием, изготовленным из карбонатов магния и кальция, или рутиловым покрытием, созданным на основе двуокиси титана. Если в первом случае сваривание осуществляется исключительно обратнополярным постоянным током, то во втором допускается применение тока с переменной характеристикой.

Таблица для подбора электродов

TIG-сварка эффективна для сваривания тонких листов нержавейки. Чтобы добиться высокого качества шва, следует использовать присадочную проволоку с более высоким уровнем легирования, чем у основного металла. В качестве защитной среды зачастую применяется 100% аргон, однако в некоторых случаях для повышения стабильности дуги и увеличения скорости процесса аргон могут разбавлять гелием.

TIG сварка изделий из нержавейки

TIG сварка выхлопных систем

Аргонодуговая сварка TIG с вольфрамовым электродом

Полуавтоматическая технология MIG/MAG является наиболее универсальной для сварки нержавеющей стали, так как позволяет работать с разными толщинами: для тонких листов подходит метод короткой дуги, для толстых – струйного переноса. С целью защиты шва обычно используют смесь аргона (98%) с диоксидом углерода (2%). Не рекомендуется увеличивать концентрацию углекислоты и, тем более, применять ее в чистом виде, поскольку это приводит к появлению металлических брызг и нарушению структуры шва. Подробнее о сравнении углекислого газа и сварочных смесей читайте в нашей статье.

Особенности работы с нержавеющей сталью

Приступая к сварочному процессу, необходимо учитывать несколько важных моментов, характерных для нержавейки:

Данный материал обладает меньшей теплопроводностью, чем обычное железо. Поэтому во избежание высокой концентрации тепла в районе шва с дальнейшим прожогом детали сварочный ток необходимо уменьшать на 20-30%.
Из-за повышенного электрического сопротивления металла электроды нагреваются гораздо сильнее, что приводит к их более быстрому износу.
Нержавеющая сталь отличается высоким коэффициентом линейного расширения

При сваривании деталей большой толщины важно выдерживать определенный зазор для нормальной усадки шва. В ином случае возможно появление трещин.
В режиме термообработки возникает вероятность снижения антикоррозионных свойств в месте соединения деталей

С целью предотвращения такой ситуации шов следует оперативно охлаждать. Для этого используют разные способы, например, подкладывают под место соединения медную пластину или снижают его температуру с помощью холодной воды.

Сваривание изделий из нержавейки это распространенная задача на производстве. Как показывает практика, попытки сэкономить на качестве защитных газов приводят к уменьшению надежности и долговечности сварного соединения. Качество имеет первостепенное значение для всего результата работы. Например, здесь можно ознакомиться с защитными газовыми смесями, которые применяются для различных видов металлов, и их типовыми характеристиками.

Работа с нержавеющей сталью является сложным сварочным процессом. Сварка нержавейки осложняется текучестью ванны, что в процессе работ создает значительные трудности при сваривании вертикальных и потолочных швов. Металл может стекать с любых поверхностей. При работе с нержавеющей сталью сварщик должен проявить аккуратность, выполняя точные движения для достижения качественного результата.

Принципы сварки нержавеющих сталей

На свариваемость нержавеющих сталей – способность образовывать качественные сварные соединения (в том числе и с черными металлами) – оказывают влияние определенные характеристики таких сплавов.

Теплопроводность нержавеющих сталей, если сравнивать ее с аналогичным параметром сплавов с низким содержанием углерода, невысокая. Из-за того, что нержавейка не способна быстро отводить тепло, при сварке она сильно нагревается, а это отрицательно сказывается на характеристиках создаваемого соединения и основного металла. Чтобы избежать перегрева изделий из нержавеющих сталей при их сварке с деталями из черного металла, необходимо снижать силу сварочного тока (в среднем на 20%).
Нержавеющие стальные сплавы отличаются высоким коэффициентом линейного расширения, что приводит к значительному деформированию металла в процессе выполнения сварочных работ. Кроме того, данный фактор является причиной деформации изделий из нержавейки и в тот момент, когда они уже соединены при помощи сварки и остывают. Чтобы избежать этого, необходимо предусматривать более широкие зазоры между соединяемыми деталями.
Высокое электрическое сопротивление, которым обладает нержавейка, становится причиной значительного перегрева сварочных электродов. Особенно актуально это в том случае, если для сварки используются электроды, изготовленные из высоколегированной стали. Чтобы избежать этих проблем, сварку как однородных, так и разнородных стальных сплавов следует выполнять короткими электродами (не более 350 мм), стержень которых изготовлен из хромоникелевых сплавов, отличающихся невысоким электрическим сопротивлением.
Склонность к образованию межкристаллитной коррозии, которой особенно подвержены высокохромистые стали, приводит к ухудшению антикоррозионных свойств нержавейки и появлению в ее внутренней структуре трещин. Этот вид коррозии возникает также из-за перегрева металла в процессе выполнения сварочных работ. С таким явлением, суть которого заключается в том, что на границах кристаллов основного металла возникают твердые карбидные соединения, борются различными способами. К наиболее эффективным из таких способов относится быстрое охлаждение металла, подвергшегося значительному нагреву в процессе сварки. Однако следует заметить, что метод быстрого охлаждения, для которого используется обычная вода, эффективен лишь в тех случаях, когда материалом изготовления соединяемых деталей является хромоникелевая сталь.

Особенность соединения двух разноплановых видов сталей заключается в том, что в процессе их нагрева происходит расплав. Металлы становятся мягкими, но нержавейка в этом плане становится текучей, как вода, а черная сталь приобретает вязкую консистенцию. Это и есть большая проблема. Решить ее можно только одним способом – использовать для соединения электрод для сварки нержавейки. К примеру, ОК61.30 – это универсальная марка, или ОК67.45 – этот электрод обычно используется в самых сложных ситуациях, к которым относится сварка нержавеющей стали и стали из черного металла.

Кстати, ручная электродуговая сварка плавящимся электродом в данной ситуации является самой простой по сравнению с другими технологиями. Но использование газосварки считается более качественным вариантом в плане получения шва высокого качества. Все дело в том, что присадочная проволока из нержавеющей стали снижает текучесть основного металла почти в три раза. Из этого можно сделать вывод:

Если вам необходимо соединить детали из нержавейки и черного металла в домашних условиях, то выбирайте электродуговую сварку.
Если нужно, чтобы соединение смогло выдержать приличные нагрузки, тогда лучше воспользоваться сваркой в среде защитного газа.

Кстати, аргоновую сварку часто для этих целей лучше не использовать, слишком дорого обойдется такое соединение. Можно ее заменить обычной газосваркой, используя в качестве присадки нержавеющую проволоку. Идеально будет, если зону сварки защитить флюсом. Но и его также придется выбирать из расчета сваривания двух разных сплавов.

Режимы сварки

Выбирая оптимальный режим для работы с коррозионностойкими сталями, у исполнителей возникают следующие вопросы: каким током варить нержавейку и какой полярностью варить нержавейку?

Для работы с коррозионностойкими сталями используются различные аппараты, но оптимальным вариантом являются те, которые работают на постоянном токе.

В случае отсутствия постоянного тока, следует применять инвертор, который способен преобразовывать вид напряжения. Использование соответствующего типа и диаметра сварочных материалов обеспечивает качественное соединение.

Как правило! Для сварки нержавейки рекомендуется обратная полярность. Плюс на электроде, минус на нержавейке.

Однако, следует помнить, что каждая конкретная ситуация требует применения определенных расходных материалов и агрегатов.

Поэтому, чтобы узнать о том, как правильно сварить нержавейку электродами, следует ознакомиться с вышеперечисленными актуальными сведениями.

Механические методы обработки нержавейки

Помните, что использовать разрешается только такие рабочие принадлежности, которые предназначаются для обработки нержавеющего проката, и которые вы видели на видео о сварке нержавейки: специальные шлифовальные ленты и круги, щетки из нержавеющей стали, нержавеющие дроби.

Травление считается самой эффективной методикой дальнейшей обработки сварных швов. Если правильно выполнить травление, то вы сможете устранить зону с низким содержанием хрома и вредный оксидный слой. Травление выполняют посредством погружения в кислоту, покрытия пастой или поверхностного нанесения зависимо от условий.

При травлении чаще всего используют смешанную кислоту: азотную и фтористоводородную кислоту в таких пропорциях – от 8 до 20% азотной кислоты и 0,5 – 5% фтористоводородной кислоты, вода выступает в качестве остального компонента. В народе с этой целью используют крепкий настой чая.

Время травления нержавеющего аустенитного проката зависимо от концентрации кислоты, температуры, сорта проката, толщины окалины. Помните, что кислотоупорный прокат нуждается в более продолжительном времени обработки, чем нержавеющий прокат. Доведение уровня шероховатости сварных швов до соответствующего показателя главного листа посредством полирования или шлифования после процедуры травления повышает еще более стойкость конструкции к коррозии.

Профилактика дефектов после сварки

Процесс нержавеющей стали имеет некие особенности. Если их не учитывать особенностей сварки нержавейки, в итоге возникнут некоторые дефекты сварных швов и нежелательные эффекты. К примеру, через определенное время после процедуры в области сварных швов может формироваться так называемая «ножевая» коррозия.

Результат воздействия высокой температуры – горячие трещины, которые возникают из-за аустенитной структуры сварных швов. Причина хрупкости швов кроется в длительном воздействии высокой температуры, а также стигматации.

Чтобы предотвратить возникновение горячих трещин, принято использовать присадочные материалы, которые позволяют формироваться прочным швам. Содержание феррита при этом составляет не меньше 2%. Также с этими целями рекомендуется проводить дуговую сварку с малой длиной дуги. Не следует кратеры выводить на основной металл.

https://youtube.com/watch?v=Mn1C1un6jvU

Автоматическую сварку принято осуществлять при уменьшенных скоростях. Лучше всего сделать меньше подходов. Увеличение скорости и применение короткой дуги существенно уменьшают риски возникновения сварочных деформаций и цену сварки нержавейки. Благоприятно влияет на стойкость нержавейки к коррозии сварка на максимальной скорости.

Таким образом, нержавейка бывает разных видов и различного состава. Присутствие в металле хрома определяет основные свойства, за которые нержавейка и ценится в разных отраслях промышленности. Зависимо от конечного результата, существует много способов её сварки. Один из них обязательно подойдет и вам!

Можно ли сварить черный металл с нержавейкой

Рассматривая возможность сварки нержавеющей стали и черного металла, основная сложность возникает в том, что несмотря на то, что данные материалы принадлежат к сталям, они являются совершенно разнородными, а следовательно, они различаются из-за определенных технических свойств и характеристик. Однако, приварить нержавейку к черному металлу все же возможно, но надо учитывать множество нюансов, к примеру, корректный выбор электродов, силу тока, различные физические коэффициенты и т.д…

На производстве, где все делается исключительно по правильной технологии практически не возникает вопросов, как приварить нержавейку к черному металлу. Ведь сваривание любых различных металлов, особенно таких, является неправильным и не отличается достаточной крепостью за счет минимальной однородности соединения. Также практически не возникает потребности в проведении такой процедуры. Но чисто с физической точки зрения такая процедура вполне реальная. В домашних условиях она встречается намного чаще, так как здесь нет потребности в точном соблюдении технологий. При самом процессе сваривания лучше придерживаться технологии, как это идет с нержавеющей сталью, а также желательно иметь опыт работы с ней. В лучшем случае, нужно знать химический состав обоих компонентов, чтобы сделать правильный выбор расходных материалов.

Какие факторы учитываются при обработке нержавейки

При соединении заготовок из нержавеющей стали необходимо соблюдать определенные правила и быть знакомым с основными приемами работы с данным металлом. Это позволит избежать наиболее часто встречающихся дефектов и обеспечить высокое качество свариваемым соединениям.

Среди множества правил и требований, следует выделить три, которые нужно обязательно учитывать при выполнении работ:

Физические свойства легированных сталей. Эти материалы активно взаимодействуют с окружающей средой и чутко реагируют на все изменения. Расплавленный металл, соприкасаясь с кислородом, вызывает реакцию с выделением углерода и последующим образованием по шву крупных пор. В связи с этим, жидкий металл требуется защитить от соприкосновения с внешними газами. Поэтому для работы применяются электроды, покрытые обмазкой, создающей в местах сваривания облако газа, выполняющее функции изоляции. Сквозь него сварщик может нормально просматривать шов и состояние сварочной ванны.
Перегрев участка. Это случается при больших объемах работ или при длительной фиксации дуги в одной точке. Под действием высоких температур легирующие элементы выгорают и на металле, при попадании на него влаги, появляется ржавчина. Коррозия постепенно разрушает этот участок, и через некоторое время здесь может появиться течь. Специальные настройки позволяют снизить ток до 20%, от сварочного тока, используемого для соединения обычных сталей, и защитные качества нержавейки против коррозии остаются без изменений.
Нержавеющая легированная сталь отличается более высокими показателями линейного расширения по отношению к обыкновенным черным металлам. В случаях нарушения каких-то правил, внутри нержавейки могут активно происходить многие негативные процессы, незаметные со стороны. Температура электрической дуги приводит к образованию расширенных размеров детали в конкретном месте сварки, а в процессе снижения температуры металл постепенно возвращается на свое место. В результате таких движений образуются микроскопические поры и трещины, нарушается герметизация и целостность в сварочном шве. В связи с этим, рекомендуется не только правильно настраивать аппаратуру, но и выбирать электроды с наиболее подходящими параметрами и со всеми необходимыми присадками. Как правило, они органично сочетаются со структурой нержавеющей стали и не дают возможности появиться разрывам при увеличении и сужении материала.

Какие электроды выбрать для нержавейки

Риск образования трещин снизится, если выбирать присадку со стержнем, по химическому составу схожим с заготовками. Для сварки нержавеющей стали выпускают несколько видов стержней:

ЦЛ-11 создан для сварки хромоникелевого сплава, у них фтористо-карбонатная обмазка, сварку можно производить при температуре до +450°С. Работать электродом можно в любом положении.
ОЗЛ-6 предназначен для жаропрочных сталей, если варить им другие заготовки, электрод будет расправляться медленнее, шов получится непрочный;
НЖ-13 – для пищевой нержавейки. Можно использовать для хромоникелевой стали, легированной молибденом. Обмазка образует небольшой слой шлака, защищающего ванну расплава от окисления.
ЗИО-8 – для жаростойких сплавов, с ним возникнут проблемы при сварке бытовой нержавейки.
НИИ-48Г – универсальная присадка с основным видом покрытия.
ЭФ400/10У, ОЛЗ-17У – профессиональные электроды, предназначенные для аустенитных сплавов. В быту такие стержни использовать нежелательно, обмазка содержит вредные компоненты.

Марки ЭА, ESAB выбирают для ответственных соединений. Для самостоятельной работы лучше выбрать что-то попроще. Перед работой стержни прокаливают, в зависимости от марки, нагревают до +160–220°С. Заранее их не греют, обмазка после охлаждения станет хрупкой, будет обсыпаться.

Можно варить легированный металл неплавящимися электродами, содержащими вольфрам. В стык, расплавленный тугоплавким стержнем, вводят присадочную проволоку. Работу проводят полуавтоматом, создающим защитную атмосферу. Новичкам за такую работу лучше не браться. Проволока применяется для соединения емкостей, труб, испытывающих высокое давление. Присадка качественно заполняет стык, образует прочный шов, не подверженный образованию трещин.

Электроды для сварки нержавейки

Имеющие основное покрытие (СЭЗ ЗИО-8 d4,0, СЭЗ ЦТ-15 d5,0, ESAB FILARC 88S d3,2). Они подходят для сварки на постоянном токе обратной полярности. Причем роль покрытия здесь выполняют карбонаты кальция и магния.

Имеющие рутиловое покрытие (Lincoln Electric Omnia 46 D3,0, Межгосметиз Omnia 46 d3,0, ESAB OK 46.00 d3,0). В большинстве своем их изготавливают на основе двуокиси титана. Востребованы для соединения изделий при помощи переменного тока и постоянного тока обратной полярности. С их помощью можно поддерживать стабильное горение дуги и добиться сокращения количества брызг.

Чтобы понять, какие электроды для соединения нержавеющей стали будут наиболее подходящими, необходимо исходить из видов стали, которую требуется сварить.

Где чаще всего применяется метод?

Особенности сварки нержавеющей стали при помощи инвертора является то, что она может использоваться в любой ситуации вне зависимости от пространственного положения. При этом нужно помнить о том, что даже наличие опыта не гарантирует создания качественных вертикальных швов. Прибегать к помощи ручной дуговой сварки покрытыми электродами имеет смысл тогда, когда необходимо создать короткие швы, что наиболее востребовано в мелкосерийном производстве деталей.

Подобный метод соединения изделий может применяться и при установке металлоконструкций лишь в том случае, если запланирован небольшой объем работ.

В большинстве случаев РДС нержавейки покрытыми электродами используют в тех случаях, когда выполняются прихватки во время монтажа конструкций под сварку. Также этот вариант может рассматриваться в случае, когда требуется устранить дефекты, имеющиеся на небольших участках шва.Этот метод может применяться и для наплавки.

В свете этого можно сделать вывод о том, что его можно использовать в тех ситуациях, когда приходится иметь дело с небольшим объемом работ. Он подходит и для сварки в личных и бытовых целях. В качестве соединяемых элементов могут выступать трубы, металлоконструкции, емкости, баки из нержавеющей стали и пр.