Самостоятельная сварка нержавеющей стали при помощи аргона — особенности и техника

Классификация нержавеющих сталей

Процесс сварки нержавейки считается более сложным, чем сварка обычных стальных изделий. Это связано с уникальной микроструктурой металла, которая зависит от преобладающей кристаллической фазы. Наличие того или иного компонента приводит к разной реакции на термообработку, поэтому выбор способа сваривания во многом зависит от класса материала.

  • Аустенитный класс. В таком сплаве основной фазой выступает аустенит. Дополнительными элементами обычно являются хром (до 20%) и никель (до 10%). Хром способствует антикоррозийности, а никель – пластичности, что позволяет применять данный материал в машиностроении. При термообработке аустенитные сплавы не теряют своих характеристик, поэтому хорошо переносят сварочный процесс.
  • Ферритный класс. Основной фазой в этом случае является феррит. Добавление хрома придает изделию антикоррозионные свойства, однако, в отличие от аустенитного, ферритный сплав не обладает большой гибкостью. Главной особенностью ферритов является повышенная устойчивость к агрессивным средам, поэтому такой материал часто используют в химической промышленности. Вместе с тем, устойчивость к сверхвысоким температурам делает его неудобным для сварки.
  • Мартенситный класс. Наличие в качестве основной фазы мартенсита придает металлу повышенную твердость. Мартенситный сплав в основном применяют для изготовления работающих на износ деталей и режущих инструментов (ножей). В то же время, материал является довольно хрупким, это нужно учитывать во время его обработки и эксплуатации.

Классификация материалов

Сварка нержавейки

Для устранения отверстий, появившихся в ходе эксплуатации, а также для соединения поверхностей двух деталей между собой используют сварку.

Рассмотрим, как происходит сварка нержавейки, технология, ее особенности и видео уроки.

Видео:

Качественное сваривание нержавейки требует создания условий с учетом высокой электропроводности структуры (в 5-7 раз больше, чем у низкоуглеродистой стали), низкой точки плавления (на 90-110 градусов меньше) и высокого коэффициента расширения при нагреве.

Промышленная сварка нержавеющей стали выполняется при помощи плавящихся электродов в инертном газе с примесями аргона.

Сварка труб или листов незначительной толщины производится дуговым методом в аргоне.

В бытовых условиях или на небольшом непрофильном производстве выполняется сваривание нержавейки инвертором без применения аргона.

Проволока, используемая для сварного шва инвертором, позволяет не только снизить расход электродов, но и обеспечить повышенную прочность соединения.

Для сварки труб из нержавейки проволока применяется по всему контуру сваривания.

Развивая традиционный аргонно-дуговой метод сваривания, установили, что аргон можно заменить использованием азота в качестве газа для защиты шва.

Происходит абсорбировка азота хромом, измельчает литую структуру и не ухудшает свойства шва. Этот способ сварки рекомендуется для деталей из нержавейки, имеющих широкий край.

Вначале сварка при помощи азота применялась только для определенных видов нержавеющей стали, потом после усовершенствования технологии сварки при помощи азота, предложили использовать ее для сварки нержавейки с серебром и его сплавами, медью и ее сплавами, а также для ряда других металлов и сплавов.

Выбор проволоки

svarochnaja-provoloka.jpg

При сварке проволока является как присадкой, так и вместе с расплавленным металлом заполняет шов. Используются два вида: порошковая и сплошного сечения с очень низким содержанием углерода и высоким – кремния, устойчивая к окисляющей среде.

Диаметр варьируется от 0,13 до 6-10мм. Для применения в быту обычно берут проволоку сечением 0,6 и 0,8мм, для производства, где работают с мощными полуавтоматичными системами – свыше 1,0мм.

Для сварки нержавейки полуавтоматом без газа используют порошковую (самозащитную) проволоку. Она представляет собой тонкую стальную трубку, заполненную флюсом. При плавлении верхнего слоя, флюс освобождается, а также предохраняет сварочную зону от окисления. Образуется много шлака, которые надо удалять.

Сплошная проволока используется для проведения процесса в газовой среде и под флюсом, при этом она должна быть идентичной обрабатываемому металлу, т.е. из нержавейки. Лучше брать проволоку с немного большим содержанием легирующих элементов, из-за их выгорания при высоких температурах.

Некоторые марки сварочной проволоки:

  1. 0,8х20н9г7т – содержит хром, никель и марганец;
  2. 0,6х19н9т – высокого качества, устойчивая к коррозии;
  3. 0,4х19н11м3 – хром-никелевая с добавлением кремния и молибдена для стойкости к межкристаллической коррозии.

Для уменьшения образования брызг от расплавленного металла используется проволока меньшего диаметра, чем электрод. Шов получается аккуратным, но при этом увеличивается ее расход.

Некоторые аппараты снабжены кабель-шлангом, внутри которого для доставки к сварочной зоне проходят изолированно друг от друга проволока, газ, ток – так называемый сварочный рукав.

Режим Pulse

Современное оборудование оснащено функцией выполнения работ в импульсном режиме. Его основное предназначение – соединение элементов различной толщины.

Как было сказано выше, данная технология помогает экономить расходный материал. Кроме того, сокращается время финишной очистки поверхности, благодаря низкому количеству брызг расплавленного металла.

Таким образом, можно сократить промежуточный этап механической шлифовки изделия, переходя к обработке кислотами и гелями, с целью удаления оксидного слоя и придания шву необходимой стойкости.

Сварочный процесс

svark-poluavtomatom-list.jpg

После того как настроена аппаратура, а также учтены все рекомендации, можно приступать непосредственно к сварке.

Во избежание появления деформации и трещин, между деталями по всей длине оставляется зазор на расширение. Детали закрепляются в тисках или другим способом и прихватываются в нескольких местах.

Начинать надо с минимальным расходом защитного газа. Выключить подачу проволоки и настроить вентилем на редукторе расход газа на рабочий режим. Затем направить газовый поток на заготовку и продуть ее поверхность буквально за 3-5сек.

В начале сварки нужно смотреть на шов. Если образуются поры, увеличить подачу газа до тех пор, пока они не будут появляться. Расход газа надо настраивать на экономный режим. Чтобы качество шва при этом не пострадало.

Начинать варить надо, отступив от края 5-6мм, чтобы не допустить образования трещин. Сопло горелки должно быть расположено под углом слегка назад по направлению шва и на высоте 10-12мм над сварочным стыком.

В случае наклона угла вперед увеличивается ширина шва, а проникновение сварочной дуги уменьшается, что хорошо для тонких листов.

Скорость сварки

Скорость, с которой электрическая дуга движется вдоль места сварки, контролируется сварщиком. Слишком высокая – может вызвать много брызг и расплавление металла, при этом защитный газ не успевает выйти и образуются поры. Недостаточная скорость – причина изменения проникновения сварочной дуги в свариваемые детали.

Варить надо короткой дугой – это, когда расстояние между концом проволоки и поверхностью расплавленного металла составляет 0,5-1,5мм. Проваренный таким способом, шов имеет правильные очертания, гладкую и выпуклую поверхность.

Другой способ сварки тонких деталей – сварка с отрывом, т.е. короткими замыканиями дугового промежутка. Нажать на курок – отпустить, и так постепенно заполнить ниточным швом (валиками) место соединения.

Если аппарат имеет импульсную функцию, то лучше работать на ней. Для расплавления металла используются импульсы, генерируемые коротким замыканием в сварочном аппарате.

При сварке тонкой (до3мм) нержавейки полуавтоматом сопло горелки вести вдоль шва, не допуская поперечных движений. В противном случае есть вероятность выхода расплавленного металла из зоны защитной среды. Лучше выполнять сварку тонких деталей в вертикальном положении, двигаясь сверху вниз.

svark-poluavtomatom-veritkalnoe-polozhenie.jpg

Если две заготовки различной толщины, то сопло держать на толстой. Мгновенным движением переместить горелку на тонкую заготовку и опять вернуться на толстую. Иначе произойдет пережог тонкого металла.

Чтобы избежать серьезных дефектов во время сварочных работ, стоит использовать керамические подкладки, которые представляют собой самоклеящуюся ленту. Они наиболее подходящие для работы с тонкими деталями, а также в неудобном пространственном положении.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий