Сварка нержавейки для начинающих: электроды для сварки, технология работы инвертором и полуавтоматом

Вопрос №1.

Варит ли инвертор нержавеющую сталь? Вчера решил испытать судьбу. Взял круглый бак от стиралки и отправился к знакомому у которого есть инвертор. Варить пытался электродом для нержавейки, диаметром 3 мм. Дуга скачет, невозможно работать. Если добавить ток, дуга обрывается. В баке прожоги металла.

Сварочный инвертор аврора

Ответ:

Для сварки коррозионостойких сталей нужен инвертор со встроенным осциллятором или с «хорошо выпрямленным» током. В паспорте, который прилагается к инвертору, обычно указывается на какие металлы он рассчитан. Но даже если вы не найдете в паспорте требуемую информацию, всегда можно выяснить все возможности аппарата в специализированном магазине.
Лучше всего подходит аргонодуговая сварка (в частности, популярностью пользуется сварочник Aurora PRO INTER TIG 200 PULSE). АДС позволяет выполнять качественные швы на тонкостенных листах и деталях (трубах, например). Соединить же тонкий лист (до 3 …5 мм) ручной дуговой сваркой и получить качественный шов – это задача непростая.
Металлы, устойчивые к коррозии обычно содержат много хрома, а он, в свою очередь, образует с кислородом воздуха оксиды, что зачастую приводит к растрескиванию шва во времени. Образуется окалина. Поэтому важно, выполняя тонкие работы с изделиями, к которым предъявляются высокие требования, производить поддув аргоном обратной стороны шва.

Для работы штучным электродом с флюсующей обмазкой необходим опыт. Нужно поиграться с полярностью, а не просто работать по инструкции. С толстостенными изделиями, как уже говорилось выше, обычно не возникает проблем. Но так ли много изделий или конструкций из толстой нержавейки вы знаете? Правильно, все, что встречается – относительно тонкостенное, до 5 мм толщиной в сечении.

Когда варят тонкостенную нерж, приходится уже выкручиваться:

• Токи нужно устанавливать как можно меньше, дугу держать как можно короче.
• Дуга зажигается в стороне, а затем постепенно подводится к свариваемой кромке.
• Обращайте внимание на подключение клеммы заземления, в ее направлении будет действовать дутье дуги.

Что касается прожогов, для толщин в 1 мм нужен электрод более тонкий, чем 3 мм. Для поджига трехмиллиметрового электрода нужен ток, который моментально прожжет тонкий лист. Электродом «тройка» сваривать и «черные» металлы непросто, а по нержавейке, да еще для того, чтобы учиться, нужно брать электрод 2 или 1,6 мм
Лучше всего сваривается нержавейка с пониженным содержанием углерода. В связи с тем, что стали с высоким содержанием хрома склонны к концентрации напряжений, которые на порядок превышают аналогичные напряжения в углеродистой стали, нужно избегать перепадов температур.

Рекомендуется предварительный подогрев до 200 -350 градусов Цельсия.

Основные особенности,о которых нужно знать:

• Коррозионостойкие металлы имеют крайне низкий показатель теплопроводности. Это означает , что тепло передается в окружающее воздушное пространство медленно, а скорость образования сварочной ванны увеличивается. По этой причине сварку выполняют на низких токах. Если для углеродистой стали определенной толщины вам необходимо было установить на своем аппарате 80А, то для аналогичной нержавейки вам потребуется 60А. Силу тока в среднем снижают на 25%.
• линейные размеры при нагреве испытывают существенные изменения, тому причиной немалое значение коэффициента термического расширения. Следствие — большие поводки деталей. Если речь идет о сварке толстостенных деталей в стык без зазора — гарантировано такое соединение потрещит. Причиной тому высокие напряжения такого соединения, которые возникают из-за неравномерного расширения металла. Сварку встык при больших толщинах производите с зазором.
• Большое количество легирующих элементов увеличивает электрическое сопротивление, поэтому при ММА работают электродами не более 350 мм в длину.
• Строго соблюдайте режимы термообработки, рекомендуемые для той или иной марки , из-за склонности к возникновению межкристаллитной коррозии.

Электроды ММА для нержавеющих сталей

Вопрос №2.
В гараже стоит инвертор для РДС (ММА). Есть работа по сварке нержавеющей стали. Подскажите, какие электроды подходят для такой работы, какие не подходят. Какие «подводные камни» сварки теми или иными электродами?

Выбор электродов для нержавейки, действительно, требует надлежащего подхода. Благо, ассортимент их довольно широкий. Наилучшими для коррозиестойких сталей на сегодняшний день являются электроды ОК61.30. Выпускаются они шведской компанией ESAB и успешно используются при сварке 12Х18Н10, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10 и т.д. ОК61.30 с рутиловым покрытием имеют легкий поджиг, держат уверено дугу, обеспечивают оптимальный прогрев, т.е. очень хорошо проявляют себя. Шлак отлично отделяется.
Отечественные электроды в основном идут с базисным покрытием. Они довольно капризны и требуют от сварщика определенного мастерства (имеют склонность к залипанию, при поджиге дуги нередко происходит отслоение покрытия, могут внезапно прекратить работать), но выполненный ими шов обеспечивает высокие коррозионные свойства. В продаже часто встречаются марки ЦЛ-11, либо ОЗЛ-8.

Вопрос №3
Как правильно варить ЦЛ-11?

Ответ:

Как и ESAB ОК61.30 электроды ЦЛ-11 изготовлены для конструкций ответственного назначения из сталей, содержащих Cr и Ni, типа 12Х18Н10Т, 12Х18Н12Б и т.п., которые будут работать в непростых условиях, когда к ним предъявляют большие требования. Швы, полученные ЦЛ-11 имеют высокую стойкость к образованию коррозии между кристаллами.

Перед сварочными работами детали зачищают крацовочной щеткой до металлического блеска, удаляют грязь, масло, коррозию, которая несмотря на то, что нержавейка, может проявлять себя. Дугу нужно стараться поддерживать как можно короче, шов формировать неширокими валиками. Для электродов до 4 мм используют ток DC и обратную полярность. Варят в любых положениях кроме «от потолка к полу». Если диаметр четыре миллиметра и более – возникают сложности с прохождением швов на потолке и по вертикали.
Благодаря малому содержанию «вредных элементов» и небольшому газообразованию ЦЛ-11 дает шов устойчивый к обычной коррозии и между кристаллами.
В случае, если электроды долгое время провалялись в сыром помещении и набрали влаги, требуется термообработка около 200 градусов Цельсия в течении часа.

Мех.показатели:
Временное сопротивление разрыву, более 540Н/мм2
Относительное удлинение, более 20%
Ударная вязкость более 80 Дж/см2

Аналоги ОЗЛ-7;-8, ESAB OK61.85, ОК61.30

Свойства нержавеющей стали

Перед тем как варить нержавейку с углекислотой, необходимо понимать, что это не обычная сталь. Это сложный сплав для процесса сваривания, поэтому рекомендуется обратить внимание на его физические свойства.

• По сравнению с той же обычной сталью у нержавейки теплопроводность в два раза ниже. То есть, чтобы проводить ее сварку, необходимо понижать сварочный ток. При высоком токе может образоваться прожог, потому что сам металл на всю свою массу тепло будет проводить с трудом. К тому же перегретый участок – это гарантия снижения антикоррозийных способностей металла. Поэтому выход один – увеличить охлаждение сварного шва и понизить ток на 20-30%.
• Существует такое понятие, как межкристаллитная коррозия металла. По сути, это когда при нагреве внутри стали образуется карбид, как следствие соединения железа и хрома. Такое может случиться, если температура нагрева доходит до +500С. Сами карбиды изнутри металла приводят к его растрескиванию. И, как следствие, коррозия. Поэтому нельзя допускать долгого действия температуры данного значения. Выход из этого положения – охлаждать зону сварки любыми средствами, даже водой.
• Нержавейка – это сталь с высоким линейным расширением. При нагреве металл очень сильно расширяется, а при охлаждении, соответственно, и сильно сужается. Такая огромная усадка приводит к растрескиванию сварного шва. Поэтому при сварке нержавейки даже полуавтоматом необходимо между заготовками оставлять увеличенный зазор. Он и будет компенсировать величину усадки.
• Есть такой показатель – электрическое сопротивление. Он у нержавеющей стали достаточно высокий. Именно это свойство влияет на перегрев электрода, сделанного из высоколегированной стали. Именно поэтому такие расходники имеют небольшую длину – в пределах 35 см.

Преимущества MIG

Главное преимущество MIG сварки — крайне высокая производительность за счет скорости сваривания. Cварка полуавтоматом в среде защитного газа тесно связанна с процессом подачи проволоки, которая одновременно выполняет и роль электрода и присадочного элемента, который под воздействием дуги формирует сварочную ванну. Технология процесса сварки учитывает строение металла, его структуру и химические свойства. И качество сварного шва, соответственно, во многом зависит от выбора правильного режима работы полуавтомата: ток, скорость проволоки, защитный газ и интенсивность его подачи.

Большинством производителей качественного и современного сварочного оборудования предусмотрены режимы для работы с нержавеющей сталью, что существенно упрощает процесс. И даже если вы начинающий сварщик, выбрать правильные параметры не должно составить труда. Что еще нужно учитывать при работе с нержавеющей сталью читайте далее.

Обработка изделия

В процессе сварки нержавейки любым методом, включая и МIG/MAG способ, возникает пористый слой окиси, а хром, содержащийся в стали, ослабляет металл, увеличивая его склонность к коррозии. Поэтому необходимо тщательно обработать изделие после сварочных работ. Подробнее о обработке нержавеющей стали мы вскоре подготовим статью.

Выбор проволоки

Электродную проволоку следует выбирать исходя из толщины свариваемых деталей. Тонкая проволока обеспечивает устойчивое горение дуги для достижения большей глубины провара. Толстая проволока нуждается в значительных величинах сварочного тока, в среднем по 100 А на каждый дополнительный мм диаметра.

Толщина листа, мм

Выбор защитного газа

Как правило, в процессе сварочных работ используется защитная газовая смесь аргона и углекислоты (98% Аргон и 2% СО2). Вместо углекислоты иногда применяют кислород, в этом случае смачиваемость по краям сварочного шва увеличивается (то есть краевой угол становится более острым).
Обязательно ли использовать защитный газ? Возможна сварка нержавейки полуавтоматом и без него. Такой способ сваривания характеризуется тем, что в процессе участвует специальная порошковая проволока. Результат — качественный шов. Недостаток — порошковая проволока из нержавейки не производиться. И сваривать элементы конструкций вы будете обычной сталью, которая с течением времени будет покрываться ржавчиной.
Поэтому для работ с нержавейкой лучше всего применять проволоку из нержавеющей стали и с подачей защитного газа в сварочную ванну.

Преимущества и неудобства по сравнению с TIG / MMA

Преимущества метода MIG :

• Высокая производительность;
• Маленькое количество дыма и шлака;

К неудобствам причисляют:

• Ограниченное применение на открытом воздухе;
• Дополнительные затраты на приобретения баллона с защитным газом

Используя порошковую проволоку вы сможете избежать неудобств связанных со средой защитного газа, но необходимо будет постоянно удалять шлаки со свариваемых материалов и тратиться на дорогостоящую порошковую проволоку.
Высокая производительность перекрывает неудобства необходимости использования газового баллона, именно поэтому метод с газом, как мы уже говорили, является наиболее целесообразным

Вывод

Если за плечами не много «часов сварки» или ваши обязанности связаны с контролем и обеспечением надлежащего качества работ (технолог, инженер или управленец), то наиболее значимым будет выбор полуавтомата, соответствующего предстоящим задачам и требованиям. Оправданность выбора во многом будет влиять на качество шва и скорость работ.
И даже если вы опытный сварщик, все-таки рекомендуем смотреть в сторону в зарекомендовавших себя производителей и брендов. Качество как процесса, так и результата работ просто несравнимо с бюджетными аналогами.
Подходите к выбору сварочного аппарата ответственно и взвешенно! Уточните гарантийные условия и наличие сертификации. Посчитайте сколько денег сиюминутная «выгода» может принести вам завтра.

Полуавтомат для сварки нержавеющей стали

Существует несколько способов сварки нержавеющей стали. Для этого используется:

Способ сварки в среде углеродистого газа зарекомендовал себя как самый надежный и качественный метод обработки нержавеющей стали. Метод учитывает особенности строения металла, его химические свойства и структуру. Работы с полуавтоматом выполняются тремя разными способами. А именно:

С применением струйного переноса.

Каждый из этих методов оправдывает себя при определенных ситуациях.

Возможна сварка нержавейки полуавтоматом без газа. Выполняется сварка без газа с помощью специальной порошковой проволоки. В результате получается качественный шов. Но недостатком способа является то, что шовный материал будет ржаветь с течением времени. Поэтому для работ с нержавейкой лучше использовать проволоку из такого же материала и с подачей углекислоты в сварную ванну. Соответственно полуавтомат для этих работ необходим с функцией MIG / MAG.

Какой газ нужен для полуавтоматической сварки нержавейки

Как уже отмечалось особенности сварки нержавейки таковы, что лучшие результаты достигаются благодаря использованию газов, создающих защитный слой во время горения проволоки. Такое «облако» необходимо, чтобы на плавящийся металл не воздействовал кислород. Защитный газ позволяет улучшить процесс сжигания проволоки и ее адгезии к обрабатываемому материалу.

При выполнении полуавтоматической сварки нержавеющей стали используют два рабочих состава газовой смеси.

Аргон и углекислота – этот состав рекомендован для проведения промышленных работ с нержавеющей сталью. Газовая смесь позволяет улучшить качество сварного шва и обеспечивает хорошую растекаемость расплавленного металла. Соотношение газа 98% Аргон на 2% Углекислоты.

Использование сварочного аппарата полуавтомата для нержавеющей стали с использованием газа позволяет использовать специальную нержавеющую проволоку при проведении работ, что существенно улучшает внешний вид и качество изделия после обработки.

Технология сварки нержавеющей стали полуавтоматом

Суть технологии сводится к тому, чтобы обеспечить оптимальные условия для проведения сварных работ с учетом особенностей обрабатываемого материала. Газ для сварки нержавейки полуавтоматом позволяет добиться минимального разбрызгивания расплавленной проволоки и обеспечить защиту нержавейки по краям шва.

Каждый из способов выполнения работ имеет свои преимущества и особенности:

С использованием короткой дуги – полуавтоматическая сварка нержавейки, в среде защитных газов, выполненная этим способом позволяет обеспечить необходимые условия для сваривания тонких листов материала. Преимуществом способа с короткой дугой является снижение вероятности прожигания нержавейки.

Со струйным переносом – при этом способе рекомендовано использовать проволоку с флюсом (порошковую) без применения газа. Потребуется также использовать специальные головки на сварочный автомат.

Какой бы из методов проведения сварочных работ по нержавейке ни был выбран, перед началом потребуется выполнить следующие приготовления:

Поверхность зачищается до блеска.

Металл обезжиривается с помощью растворителя или ацетона.

Технология полуавтоматической сварки нержавейки учитывает особенности этого металла и позволяет выполнить работы таким образом, чтобы шов получился однородным и имел идентичные свойства.

Так как процесс работ: подбор мощности установки, выбор метода сварки, побор необходимых расходников достаточно сложен, рекомендуется, чтобы работы выполнял квалифицированный специалист, имеющий профильное образование и практику.

• Источник тока (полуавтомат);
• сварочная проволока;
• защитный газ.

Сварочная проволока должна быть идентична свариваемому металлу. В нашем случае, выбирайте нержавейку для полуавтомата.

Сварочная проволока нержавейка для полуавтомата

На рынке присутствует проволока российских и зарубежных производителей, которая подразделяется на порошковую и сплошного сечения. Диаметром от 0,13 до 6,0 мм. В домашних условиях применяются диаметры 0,6 и 0,8 мм, а свыше 1,0 мм на производстве.

1. Сплошная проволока используется для соединений в среде защитных газов и под флюсом. Такой способ, исключает попадание воздуха в зону сварки, тем самым улучшая качество сварного шва.
2. Порошковая нержавеющая проволока (самозащитная) — тонкостенная трубка, заполненная флюсом и газом. Смесь компонентов позволяет сваривать изделия без защитных газов (углекислого газа и аргона).

Проволока для сварки нержавейки полуавтоматом, производится с термической обработкой или холоднотянутая. И подразделяется на оксидированную (Т) и светлую (белую, ТС).

Нержавеющая проволока выпускается 2 классов точности:

• повышенной точности (П);
• нормальной точности.

Проволока с повышенной точностью применяется для улучшения качества шва.

Нержавеющие стали по химическому составу делятся на разные марки и проволока тоже имеет различную маркировку. Таблица (ниже) познакомит с марками, диаметром и весом нержавеющих проволок:

Стоимость нержавеющей проволоки для полуавтомата

Цена варьируется в зависимости от производителя и региона проживания покупателя.

• ER 308 LSI 0,8мм 1кг — 825 руб;
• ER 308 LSI 0,8мм 5кг — 4237 руб.

Видео:

Выбор газа

Варить полуавтоматом без газа — нельзя, кроме случаев, использования порошковых проволок. Сварку нержавейки полуавтоматом можно выполнить в среде углекислого газа или смеси углекислоты и аргона.

Углекислый газ — доступный и дешевый газ для соединения нержавеющих сталей. При чистом его использовании, сварщик сталкивается с излишним разбрызгиванием металла и корявым сварочным швом.

Удобнее применять смесь аргона и углекислоты, процентное соотношение 98/2 (Ar-98%, CO2-2%). Опытные сварщики состав смеси варьируют в зависимости от марки нержавейки и своих предпочтений.

Процентное соотношение углекислого газа и аргона можно настроить с помощью двух отдельных баллонов. Выходы с двух редукторов соединить с помощью тройника, взятого с стеклоочистителя автомобиля отечественного производства. Подробности подобной конструкции в видеоролике:

Всё, вам осталось выбранный защитный газ и проволоку подключить к аппарату. Знайте: токопроводящий наконечник должен быть одного диаметра с проволокой.

Наконечники приобретайте с запасом, в процессе работы они выгорают и аппарат тогда хуже варит.

Видео: как настроить полуавтомат к работе (для начинающих).

Как сварить нержавейку в среде углекислого газа

Болгаркой зачистить рабочую поверхность изделия, при соединении в стык металла толщиной от 4 мм сделать кромки (канавки для наплавления металла). В этой статье, рассказывается про маркировку нержавеющих сталей и подготовку поверхностей.

После нарезки фасок, детали состыковать с помощью щипцов-зажимов, оставив зазор между изделиями (не менее 1,5 мм).

Зазор должен быть по всей длине заготовки, он позволит проварить металл на всю толщину. Подключить массу и выставить свои настройки на полуавтомате в зависимости от конструкции вашего аппарата и толщины металла.

Простые полуавтоматы на лицевой панели имеют 2 регулировки:

• сварочное напряжение;
• скорость подачи проволоки.

Продвинутые модели оснащены ручкой регулировки индуктивности. Также, скорость подачи проволоки от диаметра может регулироваться переключателем.

Настройка индуктивности изменяет жесткость дуги, глубину провара и форму валика:

1. При малой индуктивности: дуга холодная — получаем тонкий валик с глубоким проплавлением;
2. При большой индуктивности: дуга горячая — широкий валик с неглубоким проплавлением.

Держа горелку с уклоном 20-60 градусов (расстояние от сопла до сварочной ванны 10-20 мм), короткими прихватками выполнить соединение нержавеющей стали. Нажали на курок — отпустили, нажали и отпустили, вот так неспеша и происходит заполнение нарезанных кромок металлом. Варить можно, как углом назад (к себе), так и углом вперед (от себя).

Таблицы (ниже) помогут вам определится с настройками полуавтомата:

При сварке внахлест, фаски нарезать не надо, достаточно зачистить поверхность, наложить детали друг на друга и выполнить соединение.

В процессе сварки, перед новым швом откусывайте наплавленный шарик на кончике проволоки.

В процессе соединения нержавейки полуавтоматом в среде углекислого газа, изменяйте скорость подачи проволоки, такими манипуляциями вы добьетесь качественного шва.

Видео:

Сварка нержавеющей стали — технологии и особенности

• размер шрифта уменьшить размер шрифта увеличить размер шрифта

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5

Почему нержавеющая сталь не ржавеет?

В 1913 году английский металлург Гарри Бреарли, работая над проектом по улучшению оружейных стволов, случайно обнаружили, что добавление хрома в низкоуглеродистую сталь придает ей способность сопротивляться кислотной коррозии.

Все нержавеющие стали содержат железо в качестве основного элемента и хром в количестве от 11% до 30%. Добавление не менее 12% хрома в сталь делает её коррозионностойкой. Содержащийся в стали хром при взаимодействии с кислородом из атмосферы образует тонкий, невидимый слой оксида хрома, называемый оксидной пленкой. Размеры атомов хрома и их оксидов схожи, поэтому они примыкают вплотную друг к другу на поверхности металла, образуя стабильный слой толщиной всего в несколько атомов.

Если поверхность нержавеющей стали порезать или поцарапать оксидная пленка разрушается, создаются новые оксиды, восстанавливающие поверхность и защищающие ее от окислительной коррозии. Железо, с другой стороны, поэтому и ржавеет быстро, потому что атомы железа гораздо меньше, чем атомы их оксидов, и оксиды образуют рыхлый, а не плотный слой.

Кроме железа, углерода и хрома, современные нержавеющие стали могут также содержать другие элементы, такие как никель, ниобий, молибден, титан. Никель, молибден, ниобий и хром повышают коррозионную стойкость и другие физико-механические свойства нержавеющей стали. Добавление никеля в состав уменьшает теплопроводность и снижает электропроводность стали.

Типы нержавеющей стали

Существуют три основных типа нержавеющей стали — аустенитного, ферритного и мартенситного класса. Эти три типа стали определяются их микроструктурой, преобладающей кристаллической фазой.

Аустенитные стали:
Аустенитные стали имеют аустенит в качестве основной фазы. Это сплавы, содержащие хром и никель (иногда марганец и азот). Наиболее известная нержавеющая сталь аустенитного класса, 304 сталь, иногда её называют T304. Тип 304 –нержавеющая сталь с содержанием хрома 18-20% и 8-10% никеля. Такое содержание элементов делает сталь немагнитной и придает ей высокую коррозионную стойкость, прочность и пластичность. Благодаря этому они широко используются в разных отраслях промышленности.

Ферритные стали:
Ферритные стали имеют феррит в качестве основной фазы. Эти стали содержат железо и хром. Основной тип стали – сталь 430 с содержанием хрома 17%. Ферритные стали менее пластичны, чем аустенитные стали. Не закаляются путем термической обработки и используются, как правило, в агрессивных средах.

Сварка нержавеющей стали

Нержавеющая сталь может свариваться с помощью различных методов дуговой сварки, таких как ручная дуговая сварка MMA, аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом TIG и полуавтоматическая сварка MIG/MAG.

Сварка нержавеющих сталей немного более сложный процесс, чем сварка обычной углеродистой стали. Физические свойства нержавеющей стали отличаются от обычной стали, что и делает процесс сварки более трудным и требует предварительного нагрева.

Этими различиями являются такие свойства нержавеющей стали:

• — Низкая температура плавления
• — Низкий коэффициент теплопроводности
• — Высокий коэффициент теплового расширения

Стали с содержанием углерода менее 0,20%, обычно не требуют предварительного нагрева. При сварке нержавеющих сталей с уровнем углерода более 0,20% может потребоваться предварительный подогрев. Изделия с толщиной металла более 30 мм, следует также при сварке подогревать. Температуры 150 °С, как правило, достаточно.

Ручная дуговая сварка MMA нержавейки

Для ручной дуговой сварки нержавеющей стали существует два основных типа электродов. Электроды первого типа, с основным покрытием, используются только на постоянном токе на обратной полярности («+» на электроде). В качестве основного покрытия наиболее часто используются основном карбонаты кальция и магния.

Электроды второго типа – с рутиловым покрытием, в основном из двуокиси титана, могут быть использованы при сварке на переменном токе и постоянном токе обратной полярности. Они значительно превосходят электроды с основным покрытием, благодаря стабильности горения дуги и уменьшенному разбрызгиванию при сварке.

Оба типа электродов хорошо используются во всех пространственных положениях. Тем не менее, электроды с рутиловым покрытием, как замечают сварщики, работают лучше в нижнем положении. Покрытые электроды для дуговой сварки должны храниться при нормальной комнатной температуре в сухом месте.

Аргонодуговая сварка TIG нержавеющей стали

Аргонодуговая сварка TIG широко используется для сварки тонких листов из нержавеющей стали. В качестве защитного сварочного газа наиболее часто используется 100% аргон. Для автоматической сварки иногда применяют аргонно-гелиевую смесь.

Аргонодуговая сварка может быть без подачи присадочной проволоки (для сварки тонкого металла), так и с подачей, вручную или автоматической.

Полуавтоматическая сварка MIG MAG

Процесс полуавтоматической сварки MIG MAG широко используется для толстых материалов, так как это позволяет увеличить производительность благодаря скорости сварки. Используемый защитный сварочный газ — смесь аргона и углекислоты в соотношении 98%Ar / 2%CO₂. Вместо углекислоты может использоваться кислород. Содержание кислорода увеличивает смачиваемость по краям сварочного шва.

При полуавтоматической сварке нержавейки используются несколько процессов, таких как сварка короткой дугой, сварка со струйным переносом и импульсная сварка. Сварка короткой дугой применяется при сварке тонкого металла, струйный перенос – для сварки более толстых изделий.

Преимуществом импульсного процесса сварки является то, что он является наиболее управляемым процессом. Металл сварочной проволоки переходит в сварочную ванну благодаря подаваемым импульсам. Каждый импульс – одна сварочная капля. Благодаря этому снижается средний ток горения дуги, следовательно, и тепловложение, что очень важно при сварке нержавейки. Уменьшается зона термического влияния. Подробнее про сварочный полуавтомат для сварки нержавеющей стали можно посмотреть здесь.

Кроме того, при импульсной сварке практически отсутствуют сварочные брызги, что значительно экономит сварочные материалы (сварочная проволока для нержавейки — дорогой продукт) и увеличивает производительность, сокращая время на зачистку сварочного шва.

Сварка нержавейки полуавтоматом

Сварка нержавейки полуавтоматом (MIG) – это самый распространённый способ сварки в среде защитного газа. Он широко используется и на крупных промышленных производствах, и в авторемонтных мастерских. Этот вид сварки представляет собой высокотехнологичный процесс, в ходе которого в зону сварки автоматически подается сварочная проволока. Причём, эта проволока одновременно является и электродом, и присадочным металлом. Под воздействием нагрева дуги она расплавляется. На качество дуги влияет выбор режима работы сварочника:

• величина тока;
• скорость подачи проволоки;
• выбор защитного газа и его расход.

При правильном выборе режима сварки сварной шов формируется быстро и ровно. В качестве защитной смеси используется, в основном, смесь аргона и углекислоты. Вместо углекислоты в некоторых случаях применяется кислород. Технология сварочного процесса при помощи полуавтомата должна учитывать структуру металла, его особенности и химические свойства.

Сварка нержавеющей стали достаточно проста, но требует соблюдения ряда норм и условий. Начнём с описания схемы работы горелки.

Схема работы горелки

Схема сварочной горелки.

Описание к схеме горелки

1. корпус горелки. Для получения качественного шва он должен иметь в процессе сварки определённый угол наклона к поверхности свариваемого металла;

2. сопло. Для оптимального прогрева шва, оно должно находиться под строго определенным углом и на оптимальном расстоянии от обрабатываемой поверхности;

3. токопроводящий наконечник. Узел расположен внутри сопла;

4. электродная сварочная проволока. Расходный материал проходит через токопроводящий наконечник. Для сварки применяется специальная проволока. В её состав входит никель, который позволяет улучшить характеристики шва. Проволока в горелку подаётся импульсами, и металл попадает в ванну по одной капле;

5. сварочная дуга. Это источник тепловой энергии, который разогревает металл и проволоку;

6. сварной шов. Он получается в результате сварки деталей;

7. сварочная ванна. Область расплавленного металла, в которой формируется сварной шов;

8. основной металл. Свариваемый металл;

9. капли электродного металла. Электродная сварочная проволока плавится и в виде капель пополняет сварочную ванну;

10.газовая защита. Область, формируемая защитным газом.

Способы сварки нержавеющей стали

Сварку нержавеющей стали возможно производить несколькими способами:

• импульсная сварка;
• сварка короткой дугой. Применяется для сварки тонкого металла;
• сварка струйным переносом. Применяется для сварки толстостенного металла.

Наибольшее распространение получила импульсная сварка, и поэтому остановимся на ней особо.

Импульсная сварка – это процесс управляемый. Она осуществляется при среднем уровне тока, что позволяет уменьшить тепловложение и, как следствие, зону общего термического влияния. При этом получается оптимальный размер сварочной ванны, а это очень важно для нержавеющей стали. При импульсной технологии отсутствуют брызги расплавленного металла. Это позволяет повысить безопасность процесса сварки и экономить материал. Кроме того, сокращается время, затрачиваемое на зачистку шва, и его поверхность получается более качественной.

Нержавеющая проволока для сварки и её правильное применение

Специальная сварочная нержавеющая проволока выпускается 3-х марок:

• пищевая нержавеющая низколегированная;
• пищевая химическая нержавеющая среднелегированная;
• выдерживающая высокое давление, жаропрочная химическая нержавеющая высоколегированная.

При сварке на полуавтомате нержавеющей стали следует правильно выбирать сварочную проволоку. Для этого следует учитывать её особенности:

• первые две марки указанной выше проволоки обеспечат смешивание всех легирующих элементов. При этом выгорает металл (особенно хром). Вызвано это тем, что в процессе сварки встречаются агрессивные среды, и происходит процесс корродирования;
• третья марка сварочной проволоки является специальной. При её использовании не возникает напряжений в шве и, как следствие, трещин. Шов получается более качественным.

Подготовительные работы

До начала сварки необходимо выполнить некоторые подготовительные работы:

• произвести обезжиривание поверхностей свариваемых деталей. При этом необходимо полностью удалить окисную пленку;
• перед самим процессом сварки необходимо обезводить будущий шов. Для этого его прогревают горелкой до температуры Т = 100°C. В процессе сварки сплошного шва все оставшиеся излишки выкипают автоматически. Если шов прерывистый (и в некоторых других случаях), то область металла вокруг будущего шва прогревают до Т = 200°C (иногда такой процедуре подвергают всю заготовку). Обезвоживание позволяет уменьшить влияние влаги на металл около сварочной ванны в процессе нагрева при сварке. Не рекомендуется производить нагрев двух разных типов стали одновременно (только одного типа).

Сварка нержавейки полуавтоматом.

Устранение деформаций

По окончании сварки необходимо устранить возможные деформации. Осуществляется это следующим образом. Деталь кладут на наковальню и через «гладилку» обрабатывают молотком. Образовавшийся «пузырь» простукивается по краю, аккуратно приближаясь к центру деформации. С другой стороны эту область следует прогреть горелкой, совершая круговые движения с диаметром 30…60 мм.

Обработка изделия из нержавейки после сварки

После сварки изделие из нержавейки надлежит обязательно подвергнуть обработке. Не выполнение этого требования может быстро привести к тяжёлым последствиям: появлению ржавчины и, даже, уменьшению его прочности.

Обработка состоит из двух этапов:

• механическая. Она производится карщёткой, пескоструем, шлифованием и т. д.;
• травление. Обработка сварных швов химически активными веществами, которые разъедают окалину. Последняя может вызвать коррозию;
• пассивация. Нанесение на сварной шов спецсредств, под действием которых на поверхности металла образуется защитная пленка из оксида хрома. После такой обработки изделие способно надежно противостоять коррозии.

Где окажут услугу

Компания «УралАвтоПрофи»;

Компания осуществляет сварку нержавейки полуавтоматом.

В заключение, предлагаем посмотреть фильм из серии «Доктор сварка» под названием «Сварка нержавеющей стали». Желаем успехов!

Виды нержавеющих сталей

Основным легирующим элементом сталей, относящихся к категории нержавеющих, является хром. Именно благодаря данному элементу, которого в нержавейке должно содержаться не менее 12%, на ее поверхности создается оксидная пленка. Несмотря на очень незначительную толщину такой пленки, иногда не превышающую размеров нескольких атомов, она обеспечивает надежную защиту металла от воздействия коррозии. Кроме того, если случайно или преднамеренно повредить эту защитную пленку методом механического воздействия, то через некоторое время она восстановит свою целостность.

В химическом составе преимущественного большинства марок нержавеющих сталей, кроме железа, углерода и хрома, могут содержаться такие химические элементы, как никель, титан, ниобий и молибден. Эти элементы, находящиеся в составе нержавейки в достаточно незначительных количествах, улучшают как антикоррозионные, так и механические характеристики сплава.

Химический состав основных марок нержавеющей стали

Нержавеющие стали в зависимости от особенностей своей внутренней структуры могут относиться к одному из следующих типов.

Это сплавы, содержащие в своем составе 17% хрома и 0,5% углерода. Нержавейка с такой структурой отличается твердостью и высокой хрупкостью и может успешно эксплуатироваться только в слабоагрессивных средах.

В химическом составе таких сталей, кроме хрома и углерода, также содержится никель, который и увеличивает аустенитную область в их структуре. Отличительными качествами таких сплавов, относящихся к категории немагнитных, являются высокая коррозионная устойчивость, прочность, оптимально сочетающаяся с хорошей пластичностью.

Сюда относятся нержавеющие стальные сплавы, содержащие в своем составе не более 0,12% углерода и до 30% хрома. Такая нержавейка, отличающаяся хорошим соотношением высокой прочности и пластичности, устойчива к термической закалке и может успешно эксплуатироваться в условиях воздействия агрессивных сред.

Сварка нержавеющей стали в защитной среде полуавтоматом обеспечивает качественное соединение изделий

Виды сварки нержавейки

• сварка с применением покрытых электродов, выбор которых облегчит знакомство с ГОСТ10052-75;
• сварка в аргоновой среде вольфрамовым электродом, степень легирования которого подбирается большей, чем у свариваемой нержавейки;
• сварка полуавтоматом.

Нержавеющая сталь максимально сохраняет свои свойства и структуру металла при сварке полуавтоматом. Защитной средой при выполнении работ является смесь аргона и углекислоты. При 2% углекислоты в этой смеси создаются оптимальные условия получения очень качественного шва. Но для снижения затрат ее процентная доля может доходить до отметки 30. Альтернативой аргону может стать доступный и более дешевый ацетилен. Но повышенная опасность при работе с ним является безусловным минусом.

Этот вид сварки предусматривает применение проволоки из сплава никеля. Применение обычных марок стальной проволоки также возможно, но с худшими качественными характеристиками на выходе.

Роль защитного газа

Выбор способа сварки в среде смеси аргона и углекислоты позволяет изолировать от воздействия воздуха, главным образом от азота, сварочную ванну. Влияние атмосферных воздействий на металлургические процессы, протекающие во время сварки, сводятся к минимуму. В газовой среде интенсивнее сгорает применяемая проволока, обеспечивая получаемому шву улучшенные характеристики.

Конструктивно сварочный полуавтомат во время операции сварки обеспечивает:

• механическую подачу в зону сварки присадочной проволоки, причем скорость подачи настраивается;
• подачу защитной газовой смеси;
• охлаждение горелки;
• возможность доступа и проведение работ в неудобных местах.

Работая с полуавтоматом горелку отклоняют слегка назад и выдерживают расстояние от ее сопла до шва в 8-12 мм. Ток подается на наконечник сопла, через который выходит проволока. Защитный газ и сварочная проволока подаются одновременно. Сварочная дуга расплавляет металл. Процесс сварки обеспечивается подачей расплавленного электродного металла в саму сварочную ванну, функцию защиты которой выполняет газовая смесь.

• соблюдать наклон горелки и допустимый вылет проволоки;
• обеспечить обратную полярность;
• контролировать расход газа (6-12 кубических метров в минуту);
• использовать осушитель;
• варить шов плавно, колебательные движения исключить;
• не начинать и не заканчивать сварку на краю детали;
• промазать свариваемые детали водно-меловым раствором для защиты их поверхностей от расплавленных брызг.

Устранение последствий деформации

Деформация – частое явление после сварки. Тут бессильны и знания и опыт – уж очень капризный материал. Стараясь не нанести другой вред изделию (трещины, разрыв) изделие правят винтовыми прессами, прокатом (эффективно для изделий из тонкой листовой нержавейки), домкратами. Помощником в борьбе с деформациями может быть молоток или горелка. Молотком простукивают деталь через прокладку-гладилку от края к центру выпуклости. Во втором случае прогревание выступа круговыми движениями горелки и простукивание молотком осуществляется до полного выравнивания.

Снизить вероятность будущего напряжения металла позволяет местный подогрев области сварки до начала работ (примерно, до 300 градусов). В готовых изделиях напряжение металла снимается после его прогрева до 660 градусов с последующим свободным остыванием. Для самого сварочного шва температура нагревания – 760 градусов.