Как провести сварку нержавейки с черным металлом?

Сложности сварки нержавеющей стали

Нержавеющая сталь отличается повышенной стойкостью к воздействию кислот, образованию коррозии благодаря наличию в ее сплаве легирующих компонентов. Но из-за этих добавок материал является плохо свариваемым. Его теплопроводность в 2 раза меньше чистого металла.

При сварке деталей отвод тепла от места соединения затрудняется, что способствует перегреванию поверхностей, выгоранию хрома, сквозному прожиганию материала. Чтобы этого не допускать, сварочные работы выполняются током с меньшим на 15-20% значением от стандартной сварки. При этом заготовки дополнительно охлаждают принудительным способом.

Коэффициент теплового расширения нержавеющего металла достаточно высокий. Это способствует растрескиванию сварного шва и рядом расположенной стали. Для предупреждения этого процесса между деталями делают большой зазор.

Электроды при сваривании нержавеющих конструкций перегреваются из-за сильного электрического сопротивления материала. Это негативно отражается на качестве работ. Опытные мастера обрезают электроды до минимально возможной длины, чтобы они не успевали раскаляться.

Сварка нержавейки полуавтоматом с другими типами металлов

• сварка с черными металлами – снижается текучесть металла, защищается рабочая поверхность от воздействия атмосферы;
• при сварке металлов марки Ст40 с нержавейкой используется проволока 08Г2С, что позволяет исключить деформацию шва (разрыв) по границе с черным металлом при остывании;
• при сварке меди с нержавейкой используют легкоплавкие припои и флюс;
• импульсный режим сварки нержавейки с алюминием и другими металлами позволяет добиться хорошую коррозийную стойкость, качественный провар с контролируемым тепловложением;
• сварку алюминия с нержавейкой рекомендуется выполнять в импульсном режиме в среде аргона с использованием медно-порошковой проволоки.

Особенности использования полуавтомата

Применение полуавтомата имеет свои особенности.

Существует 3 варианта выполнения сварочных работ таким агрегатом:

• по импульсной технологии;
• с применением короткой дуги;
• с выполнением струйного переноса.

При импульсной сварке создается защитная среда. Для этого применяют аргон, смешанный с углекислотой.

Технику короткой дуги используют для сваривания тонких листов стали. В этом случае риски прожигания материала минимальны.

Методика струнного переноса предназначена для сваривания толстых элементов конструкции. Она применяется на производстве. Для соединения заготовок используют специальные головки и порошковую проволоку.

Производители

На производстве сварочной проволоки нержавейки специализируется достаточно много предприятий, выпускающих расходные материалы, некоторые из них.

ESAB — шведская компания, деятельность которой основана на инновационных решениях во всех областях сварочных технологий. За 110 лет своей деятельности она стала мировым лидером сварочной индустрии, выпускает не только нержавеющие, но и полированные, омедненные, алюминиевые и прочие виды проволоки.

Сварочная нержавеющая проволока ESAB OK Autrod 316LSi, 0,8mm., 5,0kg. Фото Сварочные Технологии

ОЛИВЕР — на рынке сварочных технологий с 1993 года. Компания не отстала от развивающихся тенденций и продолжает стремится заглянуть в будущее.

LINCOLN ELECTRIC — американская компания основанная в 1895 году, выпустившая в 1911 году первый в мире сварочный аппарат для одного пользователя. Имеет собственное отдельное предприятие по выпуску сварочных проволок.

DEKA – китайский производитель, предлагающий широкий выбор нержавеющих проволок по доступным ценам.

Преимущества и недостатки

Спайка деталей полуавтоматом имеет множество преимуществ, например:

1. Высокую производительность, при этом с формированием качественных швов.
2. При выполнении сварки нет существенного задымления. Это позволяет работать в помещении.

Основной недостаток: использование газового баллона, который достаточно тяжелый. Часто проблемы возникают с транспортировкой на новый участок. Но этот недочет можно легко исправить, установив баллон с газом перед началом сварочных работ на специальную тележку.

Как варить нержавейку полуавтоматом в среде углекислого газа: видео, советы

Сварка нержавейки полуавтоматом может представлять достаточно высокую сложность не только для новичка, но и для опытного специалиста. Такие сложности в первую очередь связаны с особенностями самого металла, для качественной сварки которого необходимо правильно подобрать рабочие режимы сварки и соответствующие расходные материалы.

Полуавтомат для сварки металла в среде защитного газа

Необходимость защитного газа в работе

Газ часто заменяют порошковой проволокой.

Она состоит из следующих компонентов:

• верхнего металлического слоя;
• сердцевины;
• флюса.

Флюс находится во внутренней сердцевине. Он высвобождается при плавлении верхнего стального слоя и обеспечивает зоне сварки защиту от окисления.

В применении этого элемента есть свои недостатки. Швы получаются не такими надежными, как при защите сварочной ванны газом.

Поэтому такая технология используется только для спайки заготовок на труднодоступных участках, куда нельзя доставить газовый баллон с самым минимальным объемом.

Рекомендуем к прочтению Как приварить нержавейку к чермету

Во всех остальных ситуациях работы осуществляются только с применением газа и электрода.

Выбор материалов для сварки

Для соединения элементов конструкций применяют следующее оборудование и расходные материалы:

• полуавтомат, являющийся источником электрического тока;
• газовый баллон;
• редуктор, предназначенный для регулировки давления защитного газа, подаваемого из баллона;
• электроды, изготовленные из того же материала, что и соединяемые детали.

Если сварочные работы осуществляются без газа, тогда используется только специальная порошковая проволока. При этом надо помнить, что качество сварного соединения будет хуже, чем при использовании газовой защиты.

Сварочная проволока

На российском рынке электроды предлагают отечественные и иностранные производители. Изделия делятся на 2 категории: сплошного сечения и порошковые.

Диаметр этого элемента варьируется в пределах 0,13-6 мм. Крупные производители применяют сварочную проволоку диаметром 1 мм и более, в бытовых условиях – 0,6-0,8 мм.

Расходный материал сплошного типа применяется для выполнения сварки нержавейки полуавтоматом в среде углекислого газа под флюсом. В этом случае попадание в зону соединения деталей воздуха исключается. Это способствует формированию качественных швов.

Порошковые расходники представляют собой металлическую тонкостенную трубку, заполненную газом и флюсом. Поэтому при их использовании газовый баллон не требуется.

Электроды для полуавтоматических сварочных агрегатов изготавливают 2 способами: холоднотянутым и с термообработкой. Она может быть светлой (ТС) и оксидированной (Т). Изделия производятся 2 классов точности: стандартной и повышенной (П). Второй вариант предназначен для повышения качества сварного шва.

Другие элементы

При работе со сварочным оборудованием операторы обязательно используют защитные средства: спецодежду, маски, краги.

Сварщики используют плотную одежду, способную перекрыть все тело, чтобы исключить попадание расплавленных брызг металла на открытые участки кожи.

Для защиты лица и глаз используются специальные маски. Бюджетный вариант отличается небольшой площадью покрытия лица. Более дорогие модели оснащены поднимающимися светофильтрами и полностью защищают голову, в т.ч. волосы и шею.

Для защиты рук используются специальные рукавицы – краги. Для их производства применяются брезент, спилка. Разные модели отличаются количеством отделений для пальцев.

Физико-химические свойства

Химический состав, который имеет проволока для сварки нержавейки, определяет ее свойства. Благодаря низкому содержанию углерода само изделие оказывается пластичным и удобным в использовании. Также это влияет на пластичность наплавленного металла, который имеет хорошее относительное удлинение. Хром помогает сохранить сопротивление к коррозии. Чем его больше, тем лучше свойства сопротивления. В некоторых случаях его должно быть больше, чем в основном металле, чтобы компенсировать недостаток, который испаряется при выгорании.

Нержавеющая проволока марки ЦТ-15

К примеру, состав нержавеющей проволоки марки ЦТ-15 является следующим:

Номенклатура здесь также зависит от марки и в каждом случае может отличаться, к примеру, в тех же ЦТ-15 только три варианта, на 3, 4 и 5 мм. Но более полные марки выглядят так:

• 0,8;
• 1;
• 1,5;
• 2;
• 2,5;
• 3;
• 4;
• 5;

Технические характеристики популярных марок

Благодаря различиям в составе, каждая марка обладает собственными свойствами. Именно эти свойства влияют на выбор металла, чтобы он соответствовал заявленным требованиям. К примеру, в такой марке как ОЗЛ 8 технические характеристики выглядят следующим образом:

В то же время, для марки ЦТ-15 технические характеристики являются такими:

Особенности выбора

Сварочная проволока для сварки нержавеющих сталей должна подбираться очень тщательно, так как любые неточности в составе могут привести к браку соединения. Нержавейка и так относится к одним из самых сложных металлов в сварке, так что подбор расходных материалов должен быть очень ответственным. В первую очередь сравнивается состав. Лучше всего, когда марка стали в проволоке соответствует марке стали в основном металле. Если же нет такой возможности, чтобы все было идентично, то следует подобрать максимально похожие.

Сначала нужно справить содержание углерода. К примеру, проволока сварочная СВ 08ХГСМФА обладает 0,08% углерода. Это не самый низкий показатель, но ниже среднего. Для такой же стали очень не желательно превышать показатели в этом плане, так как шов станет более хрупким. Таким образом, если есть возможность, то лучше подбирать марку, в которой будет меньше этого металла.

Сварочная проволока СВ 08ХГСМФА

Затем следует обратить внимание, сколько в составе имеется хрома. Данный параметр не следует уменьшать, так как чем меньше хрома, тем ниже уровень сопротивления коррозии. В то же время делать его выше вполне возможно, если не возможности подобрать идентичный вариант. Последним параметром, касательно состава, является содержание никеля. Его количество влияет на пластичность и ударную вязкость. Здесь можно делать как большее, так и меньшее значение, в зависимости от того, в каких условиях будет эксплуатироваться сваренное изделие.

Сварочная проволока для сварки нержавеющих сталей

Подбор диаметра должен быть максимально точным, так как при высокой скорости работы возникает риск прожига основного металла, особенно, если производится сварка тонких листов нержавейки. К более толстым заготовкам это имеет не столь критичное отношение, но также не следует отклоняться более 1 мм.

«Важно!

Как бы хорошо не была подобрана проволока сварочная для нержавеющей стали, следует внимательно относится к выбору режима работы оборудования.»

Особенности сварки

Проволока сварочная для нержавеющей стали должна придерживаться следующих режимов сваривания:

Главной особенностью здесь является подготовка металла к свариванию поверхность очищается механическим способом, а также различными растворителями. Только после этого можно приступать к процессу. Также все проходит на пониженных режимах сваривания, если сравнивать с обыкновенной сталью. Это связано с высокой текучестью и высокой скоростью плавления. Также здесь не рекомендуется использование вертикальных и потолочных положений ввиду их высокой сложности осуществления. Также стоит отметить необходимость подогрева, как перед свариванием, так и после него.

Какая защита лучше

При выполнении полуавтоматической сварки можно использовать 3 варианта защиты: аргоновую среду, углекислый газ, состав аргона с углекислым газом.

Аргоновая среда

При использовании такой защиты сварочные швы получаются более эстетичными. Но в процессе работы наблюдается интенсивный вылет расплавленного металла, дуга нестабильная. При этом аргонодуговая сварка достаточно дорогая.

Рекомендуем к прочтению Как сваривать нержавеющую сталь электродами

Углекислый газ

Это самый экономичный вариант сварки нержавеющего металла полуавтоматом. Но брызг еще больше, чем при аргоновой защите. Из-за этого получаются грубые швы.

Оптимальный вариант – смесь этих компонентов в пропорции 95%/5% или 98%/2%, соответственно аргона и углекислого газа. Это позволяет удешевить сварные работы без ухудшения качества соединения. А если ко шву не предъявляются высокие требования, можно увеличить процентное содержание углекислого газа до 30%.

Рекомендуем ознакомиться

Какой газ нужен для полуавтомата

Подготовка к сварочным работам

Перед началом сварки заготовки нужно подготовить:

• поверхности деталей возле стыков зачищают щеткой по металлу;
• при толщине соединяемых изделий больше 4 мм убирают фаски с кромок;
• после зачистки поверхности обезжиривают растворителем, ацетоном, спиртом;
• кромки заготовок прогревают до 100ºC горелкой, чтобы удалить влагу.

Также перед свариванием элементов конструкции следует прогревать их до 200ºC. Это поможет снять напряжение металла.

Настройка полуавтомата

Чтобы получить прочное соединение деталей, нужно правильно настроить режим работы сварочного оборудования.

При выборе параметров учитывают следующие сведения:

• толщину заготовок (чем толще изделие, тем выше выставляют значения сварочного напряжения, тока);
• метод соединения (вертикальное, стыковочное, угловое);
• сечение проволоки (выбор этого параметра зависит от установленных значений напряжения, тока);
• величину зазора между свариваемыми элементами конструкции.

Например, при плотном стыковом соединении заготовок толщиной 0,8 мм используют электроды 0,8 мм, напряжение – до 16 В, ток – 50-80 А.

Разновидности

Существует несколько разновидностей данного материала, которые отличаются по составу и по размеру. Дело в том, что и к первому и ко второму пункту нужно очень внимательно относиться при выборе, так как несоответствие состава приведет к плохому соединению, а толщины, к перепаливанию металла. Состав отличается по содержанию хрома и никеля, основных легирующих элементов. Даже отличие в десятых долях процента позволяет сделать новую марку с другими свойствами. Шаг в размерах диаметра составляет от 0,2 до 1 мм.

Технология полуавтоматической сварки для нержавеющей стали

В бытовых условиях чаще всего приходится варить детали максимального диаметра 3 мм. Поэтому для выполнения сварных работ можно использовать оборудование с максимальной мощностью 10 кВт.

А для выполнения работ на агрегате выставляют следующие параметры:

• напряжение – 19-25 В;
• ток – 95-300 А;
• скорость подачи проволочного электрода – 290-490 м/ч.

Длина электрической дуги, глубина проплава и форма шва регулируются изменением токового значения. С увеличением тока уменьшается глубина проплава, а валик на стыке получается шире.

В газовой среде

Перед выполнением сварочных работ в газовой среде осуществляются подготовительные мероприятия:

• рабочие поверхности соединяемых элементов металлической конструкции зачищаются болгаркой (используется специальный наждачный диск);
• при соединении заготовок толщиной больше 4 мм подготавливают канавки для направления расплавленной стали;
• соединяемые изделия стыкуют щипцами-зажимами между собой так, чтобы между ними оставался зазор не меньше 1,5 мм;
• на агрегате устанавливают нужные параметры для выполнения сварочных работ.

Варить нержавейку полуавтоматом надо под углом 20-60º от себя или к себе короткими прихватками, т.е. периодически нажимая и отпуская курок, постепенно заполняя расплавленным металлом нарезанные фаски. При этом между соплом и сварочной ванной нужно постоянно держать дистанцию от 10 до 20 мм.

Рекомендуем к прочтению Как приварить нержавейку к чермету

При выполнении соединения внахлест фаски не нарезают, только тщательно зачищают рабочие поверхности. Изделия накладывают друг на друга, осуществляя их сваривание.

В процессе спайки элементов полуавтоматическим оборудованием в газовой среде рекомендуется периодически менять скорость подачи проволоки. Это поможет добиться более прочной стыковки заготовок. А перед началом каждого нового шва нужно откусывать плоскогубцами наплавление, образовавшееся на конце электрода.

Без защиты

Соединение деталей полуавтоматом выполняют и без использования защитной газовой среды с помощью порошковой проволоки. Ее специальное покрытие после расплавления формирует защитную оболочку.

Но готовые конструкции, соединенные таким способом, не отличаются высокой коррозионной стойкостью. В местах сварных швов может появляться ржавчина. Поэтому для получения шва, более устойчивого к коррозии, рекомендуется использовать дополнительные присадки с защитным газом.

Как варить с другими типами металлов

Современные технологии сварки предоставляют возможность сваривать нержавеющую сталь с другими материалами, например, с алюминием, низко- и высоколегированными металлическими сплавами.

Для сваривания с алюминиевыми заготовками используют импульсный режим аппарата, аргон и медные порошковые электроды. Такой способ позволяет улучшить качество спайки, повысить коррозионную стойкость готового шва.

Для соединения с медными элементами используют флюс, легкоплавкие припои.

При спайке с Ст40 используют проволоку 08Г2С. Она предотвращает разрыв сварных швов после охлаждения.

Как выполняется сварка нержавейки полуавтоматом?

Время чтения: 6 минут

Нержавеющая сталь применяется во многих сферах: от производства кастрюль до сборки космических кораблей. Такая популярность нержавейки связана с ее эксплуатационными свойствами: металл практически не подвержен коррозии и надолго сохраняет свой привлекательный внешний вид. Именно по этой причине сейчас так востребованы сварщики, которые могут качественно сварить детали из нержавеющей стали.

А сварить нержавейку не так уж просто. Здесь не получится применить ручную дуговую сварку и обойтись покрытыми электродами. Вам понадобится профессиональный или полупрофессиональный полуавтомат, а также защитный газ и присадочная проволока. Эта технология сварки нержавейки одна из самых эффективных. Она применяется как в быту, так и на производстве.

В этой статье мы подробно расскажем, как использовать полуавтомат для сварки нержавеющей стали и какова технология сварки нержавейки полуавтоматом. Вы узнаете все, что необходимо для качественного выполнения работ.

Финальная обработка

После сваривания металлических деталей на их поверхности могут образовываться дефекты в виде пузырьков. Это происходит в результате воздействия на металл высоких температур.

Избавиться от подобных деформаций можно легкими постукиваниями молотка по материалу через гладилку. Удары надо начинать наносить от края изделия, перемещая их постепенно к центру. Если процедура не помогла, тогда сталь предварительно разогревается, а простукивание повторяется.

Застывшие на поверхности конструкции брызги от сварки удаляют щеткой по металлу. Образовавшиеся на сварных соединениях окалины убирают с помощью специальных растворяющих составов. После зачистки швы обрабатывают антикоррозионными средствами, формирующими защитную хромовую пленку.

Виды

Основным технологическим процессом, где используется нержавеющая проволока — это полуавтоматическая в атмосфере защитных газов. Для улучшения параметров процесса она может быть покрыта медью, т.е. быть омедненной (! не путать с медной проволокой). В качестве дополнительного материала используется в аргонодуговой сварке неплавящимся электродом. С помощью газовой горелки наносится на поверхность в виде наплавки.

Полезное видео

Рекомендации мастеров

Некоторые рекомендации специалистов по свариванию изделий из нержавеющей стали полуавтоматом:

• ток обратной полярности нужно использовать при сварных работах в газовой среде, прямой ток – при сварке под флюсом;
• чтобы не закрывать шов, горелку лучше перемещать слева направо, держать ее под углом от себя;
• оптимальная дистанция конца электрода от стыка – 5-15 мм;
• при соединении тонких деталей горелку надо наклонять вперед, чтобы уменьшить глубину проплава и риск прожигания материала;
• для увеличения глубины провара при соединении изделий большого сечения нужно держать электрод под углом 5-10º.

Несмотря на сложность сварки конструкций из нержавеющего металла, технологию способен изучить каждый желающий. Но одних теоретических знаний недостаточно. Рекомендуется перед соединением изделий потренироваться на ненужном материале, чтобы получить практический опыт.