Как варить нержавейку в домашних условиях

Линзы для сварочных горелок имеют разные размеры, начиная с номера 4 и заканчивая номером 10. Наиболее качественную защиту предоставляют элементы с более высоким номером. В то же время, менее крупные линзы позволяют выполнять сварочные работы в более сложных условиях, где требуются тонкие настройки и высокая маневренность.

Аргонная сварка нержавейки: тонкости технологии и основные правила проведения работ

Нержавеющая сталь является сложным материалом для проведения сварочных работ. Тем не менее, использование аргонной сварки позволяет достигать ровных и качественных швов, соединяющих детали, изготовленные из нержавейки. Перед тем как начать обучение этому процессу, важно детально изучить различные характеристики данного сложного в соединении сплава. В данной статье мы ознакомим вас с основами аргонной сварки нержавейки, а также с её особенностями и технологией проведения сварочных работ.

Нержавеющие стали отличаются от обычных углеродистых сталей благодаря своей антикоррозийной стойкости, которая обеспечивается добавлением хрома (до 20 %), никеля, марганца, молибдена и других легирующих элементов. Эти добавки придают металлу разнообразные эксплуатационные характеристики и свойства. Это, в свою очередь, приводит к определённым сложностям при аргонной сварке нержавейки.

Ключевыми характеристиками нержавеющих сталей являются:

1. Теплопроводность – она в два раза ниже, чем у низкоуглеродистых сталей. Негативной стороной этого свойства является медленный отток тепла от места аргонной сварки, который может привести к перегреву рабочей зоны и её пережогу. Для безопасной сварки необходимо снижать силу сварочного тока на 20 % по сравнению с другими сталями.
2. Высокий коэффициент линейного расширения. Это означает, что при нагреве изделие может значительно увеличиваться в длине, что потенциально приводит к деформациям или образованию трещин. Чтобы минимизировать эти риски, следует оставлять заметные зазоры между соединяемыми деталями, особенно если они крупные.
3. Высокое удельное электрическое сопротивление. Это приводит к значительному нагреву электрода. Для обеспечения качественного соединения важно помнить, что для коротких швов лучше использовать длинные электроды с высоким сопротивлением. В то время как при выполнении сварки больших участков потребуется использование электродов длиной 35 см.

Значительная особенность нержавеющей стали заключается в том, что она теряет свои антикоррозийные свойства, если подвергается нагреву выше +500 °С. Это связано с образованием карбидов на границах зерен, которые становятся анодами и способствуют увеличению скорости межкристаллитной коррозии сплавов.

Рекомендуем ознакомиться с нашими статьями по металлообработке

Для защиты нержавеющей стали от перегрева во время сварочных работ используется метод охлаждения аргоном. А в случае с хромоникелевыми сплавами применяется технология быстрого охлаждения сварного шва.

Преимущества аргонной сварки нержавейки

При выборе способа проведения сварочных работ с нержавеющей сталью, аргонная сварка предлагает ряд преимуществ благодаря своей технологии:

• Для получения ровного шва с равномерным проплавом по всей глубине необходимо защитить металл от воздействия воздуха. Это достигается с помощью аргона, который создает вокруг рабочего места безопасную атмосферу, вытесняющую кислород (O₂) и азот (N₂).
• Метод позволяет соединять детали сложной формы без изменения их конфигурации благодаря низкой теплопроводности нержавеющей стали. Прогревается лишь небольшая область около шва, что требует осторожности, чтобы избежать перегрева.
• Темп соединения достаточно высок из-за высокой температуры дуги.

Тем не менее, помимо своих достоинств, аргонная сварка имеет и недостатки. Для её выполнения требуется дорогостоящее и сложное оборудование, а также соответствующий опыт, знание специфики материала и процессов работы.

В чем сложность при сварке деталей из нержавейки?

На качество сварки высоколегированных нержавеющих сталей влияют несколько ключевых физико-химических свойств сплава.

• Теплопроводность. По сравнению с черными углеродистыми сталями, нержавейка имеет в среднем в два раза меньшую теплопроводность. Это затрудняет процесс расплавления металла и может приводить к деформациям из-за неравномерного теплового распределения. В режиме аргонной сварки минимизируется перегрев области расплавления, и вероятность прожога металла существенно снижается за счет снижения сварочного тока на 20% по сравнению с углеродными сталями.
• Линейное расширение у нержавейки относительно велико, что приводит к усадке металла. Из-за этого детали могут деформироваться и коробиться, а иногда даже трескаться. Для минимизации этого нежелательного эффекта необходимо оставлять более широкие зазоры между свариваемыми заготовками. Это поможет компенсировать линейное расширение и избежать деформации.
• Электросопротивление нержавеющей стали значительно выше, что затрудняет весь процесс сварки, выполняемой в защитной среде аргоном с использованием высоколегированного электрода, который также обладает высоким сопротивлением и может перегреваться. Из-за этого сварной шов может ухудшаться как по прочностным, так и по эстетическим качествам. Чтобы снизить это негативное влияние, рекомендуется использовать электродный стержень минимальной длины.
• Выгорание легирующих элементов. Это одна из главных опасностей при сварке нержавейки, поскольку воздействие высокой температуры (более +500°С) и кислорода может приводить к окислению хрома, никеля, марганца и других легирующих компонентов. В результате такой сварной шов становится уязвимым к коррозии, что уменьшает долговечность готового изделия, которое должно обладать полными антикоррозийными свойствами. При длительной эксплуатации такой сварочный шов может проржаветь и треснуть. Защитная среда вместе с присадочными материалами позволяет исключить кислород из зоны расплавленного металла и обогатить его легирующими компонентами, компенсируя тем самым выгоревшие элементы.

Преимущества

• Защита сварного шва от окислительного воздействия кислорода.
• Отсутствие деформации металла.
• Возможность соединения деталей сложной формы.
• Высокая скорость сварки благодаря повышенной температуре дуги.

Технологический процесс сварки изделий из нержавейки в защитной газовой среде подразумевает использование различных инертных газов, но именно аргон стал наиболее предпочтительным вариантом благодаря своим технико-экономическим преимуществам.

• Аргон не растворяется в расплавленном металле и не вступает с ним в химическую реакцию.
• Он тяжелее атмосферного воздуха, что делает его более эффективным для защиты активной зоны и обеспечивает стабильность дуги.
• Аргон является относительно дешевым газом благодаря своей высокой распространенности в атмосфере.
• Его расход меньше по сравнению с гелием, учитывая более высокий удельный вес.

Аргонодуговая технология сварки нержавеющих деталей также имеет некоторые недостатки, среди которых стоит отметить высокую стоимость сварочного оборудования и необходимость высокой квалификации сварщика. Чтобы успешно выполнять сварку нержавеющей стали с использованием аргона, недостаточно просто ознакомиться с онлайновыми курсами; необходимы практические навыки, теоретические знания и большой опыт работы.

Как правильно варить нержавейку электродом

Этот вид сварки является наиболее доступным, поскольку не требует сложного оборудования; достаточно стандартного сварочного инвертора. Давайте рассмотрим процесс более подробно.

Подготовленные заготовки из нержавеющей стали фиксируются в нужном положении и свариваются специальным электродом, подходящим по типу к обычной стали. Перед началом работы необходимо изменить полярность на обратную: держак должен быть подключен к минусовой клемме, а масса – к плюсовой. Выбор электрода также зависит от марки нержавеющей стали, с которой планируется работа.

При достаточной сноровке можно получить относительно качественный шов, однако декоративные качества могут быть недостаточными. Место соединения часто отличается по цвету и физическим свойствам.
В этом процессе нейтральная среда вокруг сварочной ванны образуется благодаря горению обмазки электрода. После сварки на поверхности шва образуется шлаковая корка. Если режимы сварки выставлены неправильно, в шов могут попасть шлаки, что ухудшит его характеристики.

Этот метод нежелательно использовать при работе с тонкими листами нержавеющей стали или полосами толщиной менее 1 мм, а также в ситуациях, где важны высокие декоративные качества шва.

Как варить нержавейку полуавтоматом

Стандартный сварочный аппарат с автоматической подачей проволоки отлично подходит для сварки. Вместо омедненной проволоки используется нержавеющая проволока диаметром от 0,8 до 1,2 мм. В обычную углекислоту добавляется аргон в смесителе, подключенном к двум баллонам. В некоторых случаях можно использовать чистый аргон, так как применение только углекислоты может привести к потемнению шва.
Из-за уменьшенной теплопроводности процесс сварки отличается от стандартного. При работе с толстыми швами необходимо помнить о возможном возникновении микротрещин в процессе охлаждения, что происходит из-за образования внутреннего напряжения в зоне соединения.

С помощью полуавтомата можно сваривать трубы, прутки, листы толщиной от 0,5 до 10 мм и более.

Научиться получать удовлетворительные швы на полуавтомате значительно проще, чем с помощью электродной сварки. Однако стоит учесть, что оборудование может быть довольно громоздким, так как комплект включает сварочный аппарат, рукав, два баллона, смеситель и шланги.

Присадочная проволока для сварки нержавейки аргоном

Нержавеющая сталь – это высоколегированный материал, устойчивый к коррозии, где ключевую роль играет содержание хрома (Cr). В процентном соотношении в нержавейке присутствует от 12 до 20 % этого химического элемента.

Проволоку сплошного сечения изготавливают из стали с добавлением легирующих компонентов, включая никель (Ni), хром (Cr), молибден (Mo), ниобий (Nb), марганец (Mn), титан (Ti) и железо (Fe). Эти элементы придают материалу стойкость к различным повреждениям и неблагоприятным факторам воздействия внешней среды.

Для сварки нержавеющей стали аргоном с использованием полуавтомата применяются специальные стали, содержащие хром, никель и молибден:

• Хром. Это химический элемент, который определяет характеристики сплава. Он образует защитную оксидную пленку на поверхности стали, предотвращая её коррозию. Благодаря хрому, металл обладает прочностью, вязкостью, текучестью и ковкостью. Однако высокое содержание хрома может сделать соединения хрупкими, поэтому сварщику необходимо учитывать режимы проведения работ и тщательно соблюдать их.
• Никель. Этот элемент увеличивает пластичность, вязкость и антикоррозийные свойства стали, что делает процесс сварки более эффективным и лёгким.
• Молибден. Он улучшает характеристики материала: прочность, твердость, теплоустойчивость и способность выдерживать удары и высокие температуры. Однако применение молибдена может привести к окислению и выгоранию сталей в процессе сварки.

Теперь обсудим, какой пруток следует использовать для аргонной сварки нержавейки.

Нержавеющая сварочная проволока ER308Lsi

Это хромоникелевая проволока с хорошей коррозионной устойчивостью, предназначенная для соединения деталей из нержавеющей стали с Cr – 18 %, Ni — 8 % и с добавлением кремния в среде защитных газов.

Аналогами этого материала являются Св-04Х19Н9, Св-01Х18Н10, Св-06Х19Н9Т. Проволока широко используется в нефтяной, машиностроительной, химической и пищевой промышленности. Также она подходит для изготовления различных емкостей, бойлеров и труб.

Нержавеющая сварочная проволока ER309Lsi

Данная хромоникелевая проволока также обладает хорошей коррозионной устойчивостью и используется для полуавтоматической сварки деталей, изготовленных из различных сталей с низкими легирующими свойствами.

Она может работать с металлами, имеющими Cr — 24 %, Ni — 13 %, и высоким содержанием кремния при обеспечении защиты аргоном. При этом используется постоянный ток с обратной полярностью DC+.

Аналогами данного материала являются Св-07Х25Н13, Св-08Х25Н13БТЮ, Св-06Х25Н12ТЮ. Проволока используется в химической и пищевой промышленности, а также в строительстве нефтехимического оборудования и при работе с сосудами под давлением.

Нержавеющая сварочная проволока ER316Lsi

Это хромоникелевая проволока с антикоррозийными свойствами для полуавтоматической сварки деталей из нержавеющей стали, содержащей Cr – 18 %, Ni — 8 %, Mo — 3 %. Такие металлы значительно более стойкие к разложению в кислотной и хлорсодержащей среде.

Аналогами этой проволоки являются Св-04Х19Н11М3, Св-06Х20Н11МЗТБ. Она применяется в нефтяной, химической и машиностроительной отрасли.

Нержавеющая сварочная проволока ER321Lsi

Это хромоникелевая проволока с хорошими антикоррозийными свойствами предназначена для полуавтоматической сварки деталей из стали марок 08Х18Н10, 12Х18Н9Т, 08Х18Н10Т (304, 308, 321, 347) с использованием защитных газов (Ar) и постоянного тока DC.

Выбор нержавеющей сварочной проволоки

При выборе присадки для аргонной сварки нержавейки необходимо учитывать:

• химическое содержание, которое должно совпадать с составом соединяемых деталей;
• внешний вид поверхности, который должен быть без трещин, расслоений и других дефектов;
• плотность намотки проволоки, которая должна быть без скрученных участков.

Существует четыре типа нержавеющей стали, которые различаются по химическому составу:

• Хромистые – это прочные и недорогие материалы. Они обладают ограниченной пластичностью, что делает их сложными для обработки. Существует три группы хромистых сталей с разным процентом хрома: 13 %, 17 %, 27 %.
• Хромоникелевые – это наиболее пластиковые и популярные сплавы. Никель придаёт нержавеющей стали стабильность и магнитные свойства. Обычно их состав включает 18 % хрома (Cr) и 9 % никеля (Ni).
• Хромомарганцевоникелевые – это сплавы, сочетающие прочность и пластичность, содержащие до 22 % хрома.
• Хромокремниймарганцевые – сплавы, такие как 35ХГСА, имеют состав из 1 % хрома, марганца и кремния. Они отличаются хорошими механическими и технологическими свойствами.

Подбор проволоки из нержавеющей стали:

Марка стали

Марка проволоки

Особенности сварочного процесса

Планируя сварку изделий из нержавеющих сплавов с использованием аргону, следует внимательно следить за положением горелки. Она должна быть расположена так, чтобы ось горелки наклонялась к плоскости соединяемых деталей под углом 75–80 градусов. Мундштук следует наклонять в обратную сторону относительно направления сварки.

Во время сварочной операции необходимо избегать любых колебаний электрода, поскольку это может негативно повлиять на защитную оболочку и вызвать нежелательное окисление металла в шве.

Присадочную проволоку следует располагать под углом 90 градусов к оси горелки, а её наклон к горизонтальной плоскости свариваемых полуфабрикатов должен составлять 15–20 градусов.

Максимальной эффективности можно достичь, если присадочный стержень расположить прямо над соединяемыми полуфабрикатами. Это обеспечит минимизацию переноса капель присадочного металла в зону сварки.

Вольфрамовый электрод необходимо перемещать впереди дуги, чтобы гарантировать равномерное его введение в зону сварки. Рекомендуется исключить поперечное движение присадочного стержня во время создания неразъемного соединения с использованием технологии TIG, так как это препятствует нормальному подаче защитного газа из горелки и может привести к попаданию воздуха в область сварки.

По завершении сварочных работ стоит резко отключить подачу аргона. Если подача защитного газа прекращается на 10–15 секунд, это снижает износ вольфрамового прутка. В результате этого процесса нагретый электрод будет окисляться менее интенсивно, что в свою очередь значительно увеличивает его срок службы.

Качественные и прочные параметры сварного шва возможно обеспечить лишь при строгом соблюдении определенных нюансов, связанных с процессом сварки TIG.

Чтобы придать изделию из нержавеющей стали законченный товарный вид, следует провести дополнительные операции. На поверхности соединительного шва в процессе сварки образуется оксидная пленка, которая снижает антикоррозийные свойства металла. Поэтому для улучшения этого параметра необходимо обработать готовые изделия из нержавеющей стали.

Необходимое оборудование

Качественная сварка нержавеющей стали аргоном осуществляется с использованием современных аргонодуговых установок. В нашем каталоге вы можете выбрать подходящую модель, учитывая особые условия эксплуатации и финансовые возможности. У нас можно приобрести:

• КЕДР TIG-200PN DC. Данная установка, несмотря на невысокую стоимость, представляет собой высококачественное оборудование для аргонодуговой сварки. Процесс TIG может выполняться как в линейном, так и в импульсном режиме, с возможностью легкой настройки баланса и частоты импульса.
• КЕДР UltraTIG-200P AC/DC. Эта модель, обладая хорошей универсальностью, станет незаменимой в любой мастерской или ремонтной бригаде. Позволяет выполнять качественные неразъемные соединения деталей из нержавеющих сталей, гарантируя стабильную глубину проплавления, а также обеспечивая красивый внешний вид и точные геометрические параметры.
• КЕДР MultiTIG-2000P DC. Установка отличается широким функционалом, компактностью и небольшим весом. Она позволяет выполнять сварку высоконагруженных конструкций не только из нержавеющей стали, но и из высоколегированных и низколегированных сплавов, алюминия. Сварщику предоставляется возможность проводить точную регулировку любого параметра сварочного процесса в режиме TIG.