Сварка нержавеющей стали в домашних условиях с помощью инверторного источника сварочного тока

Сварка нержавеющей стали в домашних условиях с помощью инверторного источника сварочного тока

Нержавейка, или нержавеющая сталь – металл, который обладает низкой теплопроводностью, а также имеет высокую активность, с химической точки зрения, в зоне расплавления металла. Кроме того, для нержавейки характерны также очень высокие значения коэффициента расширения под воздействием высоких температур (термическое расширение), а также низкая по сравнению с углеродистыми и низколегированными сталями температура плавления. Все это накладывает особенности на выбор инверторного источника сварочного тока.

Отличительные особенности материалов из нержавейки

Основная характеристика, которой отличается нержавеющая сталь – это устойчивость к коррозионным процессам. Благодаря этому свойству, многие изделия, которые изготавливаются из нержавейки применяются для работы с водой и под высоким давлением. Как варить нержавейку электродом знают опытные сварщики, поэтому у них сварка труб или других элементов не вызывает сложностей. Совсем иначе дело обстоит с начинающими сварщиками, главная проблема, с которой им предстоит столкнуться – это течь, которая образуется после того как шов остывает. Для того, чтобы справиться с течью и сделать ровный и качественный шов, следует быть очень внимательным и аккуратным.

Прежде чем приступать к сварке, необходимо ознакомиться со всеми свойствами нержавеющей стали.

В первую очередь стоит отметить, что данный металл отличается высоким коэффициентом расширения. Это означает, что когда изделие будет нагреваться, дистанция между молекулами будет возрастать, а при остывании наоборот оно будет стягиваться до исходных пропорций. Если шов будет сделан из другого металла, то это чревато трещинами, а то и вовсе его разрывом.

«Совет! Подбирайте качественный стержень электрода, который обеспечит хорошую взаимосвязь между нержавейкой и другим дополнительным металлом»

Еще одной проблемой, с которой можно столкнуться в процессе сварки электродами по нержавейке, является низкая температура плавления этого металла. При сильном нагреве, участок, который подвергся такому процессу как сварка электродами, попросту перегреется и все его антикоррозийные свойства исчезнут. В итоге в том месте, где проводилась сварка, образуется ржавчина. В связи с этим, особенно важно включить правильный режим сварки и вести шов в шахматном порядке. Соблюдая эти правила, ваше изделие будет застраховано от перегрева.

Следующий нюанс заключается в том, что если кислород попадет в сварочную ванну, то на поверхности шва образуется газ и могут возникнуть крупные поры. Если произойдет такая реакция, то сварить металл будет просто невозможно. Для того, чтобы избежать этого, уделите особое внимание защите сварочной ванны от окружающей среды. Это можно сделать при помощи защитного газа или посредством обмазки электродов. Каждый из этих методов приведет к образованию газового облака в зоне сварки.

Сложности сварки нержавейки обычными электродами

Если вы раньше не сталкивались со сваркой бытовой нержавейки, в ходе работы у вас может возникнуть ряд трудностей. Нержавеющая сталь содержит до 40% хрома, который обеспечивает высокий уровень коррозийной защиты. Из-за большого процента хрома в составе существуют особенности сварки:

  • низкая теплопроводность, из-за чего снижены температуры плавления. Это важно учитывать при сварке, чтобы не допустить образование дыр;
  • риски деформации при неправильном выборе температурного режима;
  • образование трещин в результате большой толщины основы и незначительного расстояния до соединения;
  • нагрев свыше 500 градусов могут появиться слои железа и карбида хрома;
  • потери коррозийной устойчивости из-за неправильного сварочного режима. В этом случае материал будет некачественным и подвержен окислению. Чтобы не допустить этого, обрабатывайте детали защитным раствором или контролируйте температуру нагрева.

Какими электродами варить нержавейку инвертором?

Сварка изделий выполняется постоянным током обратной полярности. Наиболее часто используемые электропроводники:

  • ЦЛ-11 – универсальная, повсеместно используемая марка. Хорошо подходит для сталей 12Х18Н9Т, 08Х18Н12Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н12Б и других. Позволяет получить очень стойкий к межкристаллитной коррозии шов.
  • НЖ-13 – хорошо варит по сталям с высоким содержанием не только хрома или никеля, но и молибдена. Один из лучших вариантов для соединения деталей (труб и т. д.) из пищевой нержавейки.

Также для ручной дуговой сварки инвертором используются марки: ОЗЛ-17У (для сталей, рассчитанных на работу в условиях высокоагрессивных сред), НИИ-48Г, ЗИО-8 (для жаростойких сталей).

Технология сварки нержавеющей стали электродом

Ход работы немного отличается от электросварки черных металлов. Есть тонкости образования шва, поэтому должна соблюдаться технология сварки. Подготовительный этап стандартный:

  1. Заготовки зачищают, снимают с них грязь, масляные пятна, следы краски. Все эти компоненты вспенивают ванну расплава.
  2. У деталей, толще 4 мм, разделывают кромки под углом 45°.
  3. Детали укладывают встык с зазором не меньше 1 мм, это связано с большим коэффициентом расширения нержавейки в процессе сварки.
  4. Прочность швов повышается, если детали предварительно прогревают до +150°С, затем приступают сваркой.

Как правильно варить нержавейку электродами:

  1. Сначала будущий шов прихватывают в нескольких местах.
  2. Стержень необходимо держать под углом от 45 до 60°, наклоняют его к себе или в сторону.
  3. Нужно быть готовым к густой ванне расплава, жидкий металл вязкий, как пластилин.
  4. Шов накладывают мелкими стежками, быстро.
  5. Необходимо поддерживать короткую дугу, колебательные движения недопустимы.
  6. При остывании стыка металл дополнительно не охлаждают, шов должен кристаллизоваться постепенно, чтобы не возникали внутренние напряжения в заготовках. Тогда качество соединения будет нормальным.
  7. Сварку тонкой нержавейки электродом проводят током обратной полярности, при таком подключении клемм самая высокая температура будет сконцентрирована на кончике присадочного стержня.

Можно ли варить нержавейку обычным электродом?

Сварка нержавейки обычным электродом возможна, но чревата последствиями. Из-за разности материалов, совмещенных в зоне сварки (нержавеющая сталь основного металла и стержень электрода их низкоуглеродистой нелегированной стали) происходит внутреннее натяжение в околошовной зоне. По мере остывания поверхности будут слышны щелчки, свидетельствующие о появлении микротрещин. Поэтому такой шов будет давать течь и не подойдет для системы отопления, расширительных баков и емкостей под давлением. Еще это соединение быстро покроется ржавчиной.

Но заварить нержавейку обычным электродом для крепежа в фонтане, или иных не герметичных стыков, вполне возможно. Только применять это стоит в экстренном случае, как меру безысходности. Когда предстоит плановая работа необходимо подготовиться и приобрести соответствующие электроды по нержавейке.

Наиболее распространенные способы сварки нержавеющей стали

Сварка изделий из нержавеющих сталей, характеризующихся повышенным содержанием хрома, может выполняться с использованием нескольких технологий. Сюда, в частности, относятся следующие виды сварки:

  • аргонодуговую (с использованием вольфрамового электрода и режимов AC/DC TIG);
  • выполняемую в режиме MMA покрытыми электродами;
  • полуавтоматическая электродуговая сварка в среде аргона, проводимая в режиме MIG и с использованием проволоки из нержавеющей стали;
  • так называемая холодная сварка для нержавеющей стали, выполняемая под большим давлением (название данной технологии обусловлено тем, что она не предусматривает плавления металла в процессе его соединения);
  • шовную технологию и контактную точечную сварку.

Технология сварки деталей из нержавеющей стали предусматривает тщательное обезжиривание их поверхностей при помощи ацетона или авиационного бензина. Делается это для того, чтобы уменьшить пористость выполняемого шва, сделать сварочную дугу более устойчивой, тщательно зачистить кромки соединяемых деталей. Только после тщательной зачистки можно приступать к выполнению операции выбранным способом. Есть несколько основных способов сваривания деталей из нержавеющих сталей, а также технологии, которые применяются достаточно редко. В любом случае принимать решение о том, как варить нержавейку, следует исходя из конкретных условий и требований, предъявляемых к формируемому соединению.

Читайте также  Как сделать круглую опалубку

Какими электродами варить нержавейку?

При выборе электродов для сварки нержавеющей стали необходимо учитывать химический состав деталей, а также температуру и условия эксплуатации. На рынке представлен широкий выбор присадочных материалов отечественного и зарубежного производства.

Рассмотрим, какие электроды нужны для сварки нержавейки, а также особенности их применения, на примере продукции известного производителя сварочного оборудования и расходных материалов – компании ESAB:

  • OK 61.30 – универсальный присадочный материал для нержавеющей стали, характеризующийся легким розжигом, стабильностью дуги, а также хорошим формированием шва и легким отделением шлака.
  • OK 61.25 – предназначен для сварки деталей, работающих в условиях высоких температур, при отсутствии дополнительных требований к стойкости шва.
  • OK 61.35 – качественный электрод, предназначенный для сварки ответственных конструкций, которые эксплуатируются при температуре от -196 до +400 ºC. Швы отличаются высокой чистотой и пластичностью, которая не меняется при перепадах температур.
  • OK 63.20 – продукт, разработанный для сварки изделий, выполненных из тонколистового металла, работающих в жидких и агрессивных средах при температуре не выше +350 ºC. Подходит для сварки в вертикальном пространственном положении. Характеризуется устойчивой и стабильной дугой при малых значениях тока.
  • OK 63.20 – специальный электрод, предназначенный для трудносвариваемых, упрочняемых и разнородных сортов стали, которые эксплуатируют в условиях высоких температур – до +400 ºC.

Отечественные электроды производят в соответствии с требованиями межгосударственного стандарта ГОСТ 10052-75.

Что требуется учитывать во время этого процесса

Перед тем как варить нержавейку электросваркой, следует участь некоторые факторы, которые помогут сделать данный процесс более качественным. В первую очередь нужно уяснить, что физические свойства нержавеющей стали заметно отличаются от обыкновенной. Это не только делает процесс сваривания более трудным, но и меняет его технологию, так как тут требуется предварительный нагрев. Нержавеющая сталь имеет более низкую температуру плавления. При этом она обладает высоким коэффициентом теплового расширения.

Предварительный нагрев требуется только в том случае, если содержание углерода в материале превышает 0,2%. В ином случае, подогревать все не требуется и можно сразу приступать к процессу. Но это правило не действует, если требуется сваривать металл толщиной более 3 см, так как в таком случае нужно обязательно все подогревать, вне зависимости от содержания углерода. Температура предварительного нагрева должна составлять, примерно, 150 градусов Цельсия

Выбор способа

Если вам требуется сделать обыкновенный горизонтальный шов, заварить трубу или другие мелкомасштабные вещи, то здесь будет достаточно использовать стандартную сварку. Так проходит сварка нержавейки в домашних условиях и на предприятиях.

В более сложных случаях, когда толщина металла слишком большая, или требуется дополнительный уровень защиты, то здесь желательно использовать вольфрамовый электрод с защитными газами.

Благодаря своим свойствам, именно аргон стал одним из самых востребованных вариантов для этого дела.»

Для особо ответственных сооружений и деталей следует выбирать аргонно-дуговую сварку с проволокой, так как, несмотря на высокую себестоимость, она оказывается очень востребованной в промышленности, благодаря качественному результату.

Какие электроды использовать

Сразу стоит отметить, что сварка нержавейки обычными электродами технически возможна. При нехватке требуемых материалов она неоднократно использовалась многими мастерами. Но с точки зрения технологии здесь нужно использоваться специальные электроды из нержавейки, так как в ином случае, качество шва резко падает и в производственных масштабах такие вещи нельзя использовать. Электрод также должен иметь специальное покрытие, рассчитанное на работу с нержавейкой.

Режимы

Толщина металла, мм Род тока Сила тока, А Напряжение, В Диаметр электрода или проволоки, мм Скорость прохождения, см/мин Расход аргона, л/мин
1 Постоянный 30…60 11…15 2 или 1,6 12 – 28 2,5…3
1 Переменный 35…75 12…16 2 или 1,6 15 – 33 2,5…3
1,5 Постоянный 40…75 11…15 2 или 1,6 9 – 19 2,5…3
1,5 Переменный 45…85 12…16 2 или 1,6 13 -14 2,5…3
4 Постоянный 85…130 12…15 4 или 2,5 10

Технология сварки нержавейки

Если сравнивать с обыкновенной сталью, сварка тонкой нержавейки электродом требует меньшее количество тока, при тех же размерах металла. Количество ампер должно быть, примерно, на 20% меньше.

При сварке толстого металла между заготовками должен находиться зазор, иначе есть риск образования трещин.»

Следует использовать электроды длиной не более 35 см, так как это уменьшает негативный эффект от высокого электрического сопротивления материала. «Внимание! Если подобрать неправильный термический режим, то материал может утратить свою антикоррозийные свойства.» Температура нагревания не должна превышать более 500 градусов Цельсия, а охлаждение не должно быть резким и не стоит использовать воду.

Контроль качества

Мало знать, как правильно варить электросваркой нержавейку, следует еще понимать, какие методы контроля качества при этому используются. Для этого используются такие методы как:

  • Контроль на проницаемость;
  • Дефектоскопия (капиллярная, ультразвуковая, радиационная);
  • Внешний осмотр;
  • Магнитный контроль.

Для контроля используется ГОСТ 18442-80 СНиП 3-18-75.

«Важно! Контроль должен проводится только поверенными приборами, которые гарантированно дают точные показания.»

Меры безопасности

При высокой текучести материала во время сварки увеличивается вероятность попадания его на пол, или другие поверхности, а также повышается степень разбрызгивания. Поэтому, нужно применять усиленные меры безопасности по защите рук, ног и других частей тела от попадания расплавленного металла. При использовании защитного газа, баллон должен находиться на достаточном расстоянии от непосредственного места сварки, а при работе с аргоном, нужна дополнительная защита органов дыхания, так как газ сам по себе очень не безопасен для здоровья.