Сварка нержавейки полуавтоматом: свойства сплава, сваривание в среде углекислого газа и аргона

Достоинства и недостатки сварки нержавеющей стали полуавтоматом (MIG). Как варить нержавейку полуавтоматом, выбор необходимого материала и оборудования.

Можно ли варить нержавейку полуавтоматом и что это такое?

Сварка нержавейки полуавтоматом представляет собой соединение заготовок между собой в среде защитного газа. Выделяют две технологии: MIG (сварка металла инертным газом) и MAG (сварка активным газом). Для проведения данного типа сварки необходимы защитный газ и сварочная проволока, которая автоматически непрерывно подается в зону сварки. Таким образом, присадочный материал плавится вместе со сталью заготовок, образуя сварной шов. Защитный газ, поступающий из баллона, нужен для того, чтобы кислород не смог проникнуть в зону сварки и окислить металл.

Достоинства и недостатки сварки полуавтоматом

Достоинства:

  • высокая производительность без потери качества сварного шва;
  • отсутствие сильной задымленности, что облегчает сварку в помещении;
  • небольшое количество брызг металла (благодаря постепенной подаче сварочной проволоки);
  • возможность сваривать тонкие и толстые заготовки;
  • уменьшенное количество расхода сварочного материала.

Недостатки:

  • необходимость использования газового баллона

В этом недостатке кроется сложность транспортировки баллона к месту сварки. Но если учесть все перечисленные достоинства, то на этот недостаток с легкостью можно закрыть глаза.

Видео о сварке нержавейки полуавтоматом

Особенности сварки нержавеющей стали полуавтоматом

Как и любой другой способ, сварка полуавтоматом имеет свои особенности. Рассмотрим самые важные из них:

  • газовая смесь для сварки должна включать в себя 70% углекислого газа и 30% аргона
  • угол сварки должен составлять от 5 до 10 градусов по отношению к детали для лучшего проплавления шва. Это особенно актуально для сваривания толстых деталей
  • обратная полярность
  • видимая длина присадочного материала должна составлять от 6 до 12 мм. При формировании шва расстояние от сопла до металла должно быть минимальным

Обычно выделяют 3 способа соединения заготовок методом сварки полуавтоматом:

1. Струйным переносом

Его используют при необходимости сварить толстостенные детали между собой. Для этого применяют порошковую проволоку и специальные головки.

2. Короткой дугой сваривают тонкую нержавейку для исключения прожига металла

3. В среде защитного газа

Наиболее традиционный метод сварки, где в качестве защитного газа используется аргон, углекислота или их смесь. Более подробно поговорим об этом ниже.

Использование газа в сварке нержавеющей стали

Когда мы используем полуавтомат для сварки нержавейки, возникает следующий вопрос: “Какой газ использовать?”

Существует 3 варианта газа, которые можно использовать:

Аргон

Сварка нержавейки полуавтоматом в среде аргона широко используется из-за эстетичности получаемых швов, но имеет недостатки в виде обилия брызг, нестабильности дуги и высокой стоимости.

Углекислый газ

Сварка полуавтоматом нержавейки в среде углекислого газа – самый дешевый вариант, но из-за ещё большего количества брызг, чем при аргоне, швы получаются очень грубыми.

Cмесь аргона и углекислого газа

В основном эти смеси содержат 98% аргона и 2% углекислого газа, либо 95% и 5% соответственно. Это самый оптимальный вариант, т.к. он объединяет в себе и доступную стоимость, и хорошее качество шва. При отсутствии высоких требований к виду шва процент углекислого газа возможно увеличить до 30.

Но всегда ли необходим защитный газ?

Ответ – нет. Защитную среду можно обеспечить и без использования газа. В этом случае применяют аналог сплошной проволоке – порошковую проволоку. Она представляет собой тонкостенную трубку, которая внутри заполняется флюсом и газом. Сверху покрывается металлическим защитным слоем, который при плавлении высвобождает флюс, который в свою очередь перекрывает доступ кислорода к месту сварки.

При этом порошковую проволоку применяют не так часто в силу неспособности обеспечить нужную защиту зоны сварки. Это в свою очередь занижает качество шва – он становится менее долговечным и прочным.

Сварка нержавейки с использованием присадочного материала и защитного газа (в сравнении с MMA и TIG)
Достоинства:

– Сниженное образование брызг

– Высокая производительность

Недостатки:

– Использование вне помещения ограничено

– Внешний вид уступает режиму TIG сварки

Полуавтоматическая сварка нержавейки порошковой проволокой
Достоинства:

– возможность выполнять сварочные работы вне помещений

– нет необходимости использовать газовый баллон

Недостатки:

– высокая стоимость порошковой проволоки

– образование шлака на поверхности шва

– после сварочных работ требуется дополнительная защита от образования коррозии

Материалы и оборудование, необходимые для сварки

  1. Сварочный полуавтомат в качестве источника тока
  2. Редуктор

Необходим при сварке полуавтоматом для регулирования давления газа, поступающего из баллона. Для каждого вида газа предусмотрен свой редуктор.

Сплошная или порошковая проволока (идентичного со свариваемыми деталями материала для повышения качества шва)Баллон с защитным газом

Для исключения п. 4 необходимо выбрать порошковую проволоку, при этом необходимо помнить про снижение качества шва.

Средства защиты:

  • Cварочная маска – обязательное средство защиты глаз и лица во время проведения сварочных работ

Сварочные маски выпускают нескольких типов: с небольшой площадью покрытия лица и головы, с большим защитным покрытием включая шею и волосы, а также с поднимающимся светофильтром.

Краги – необходимый атрибут для защиты рук сварщика

Их изготавливают из спилка или брезента. Помимо этого, они различаются по количеству отделений под пальцы.

Выбор сварочной проволоки

Cплошная проволока

Дает хорошее качество шва, несмотря на то, что имеет невысокую стоимость.

Порошковая проволока

Дает более низкое качество шва, зато позволяет проводить сварочные работы без использования газовых баллонов.

Омедненная

Применяется по большей части при сварке в среде углекислого газа и его смесей. Использование этого типа проволоки ведет к увеличению устойчивости горения дуги.

Присадочная проволока производится от 0,13 до 6 мм в диаметре.

Предварительные работы до начала сварки

Непосредственно до начала процесса сварки необходимо выполнить следующие действия:

  1. Зачистить до блеска абразивным материалом поверхность, по которой будет проходить сварка
  2. Снять фаски, если толщина стенок свариваемых заготовок более 4 мм
  3. Произвести обезжиривание поверхности спиртом, ацетоном, бензином или растворителем
  4. Удалить влагу путем прогревания кромок горелкой до 100⁰C
  5. Чтобы устранить внутреннее напряжение перед сваркой металл нагревают до 200⁰

Предварительные работы до начала сварки

В независимости от типа газа, обеспечивающего защитную среду (аргон или углекислый газ) правила проведения сварки полуавтоматом одни и те же:

  1. Ток должен быть обратной полярности
  2. Наклонять горелку нужно так, чтобы обеспечить провар достаточной глубины и правильную ширину шва
  3. Вылет проволоки достаточно сделать до 12 мм
  4. Расход газа настраивают от 6 до 12 мᶾ/час
  5. Защитный газ пропускают через осушитель (чаще всего на основе медного купороса) для удаления влаги. Перед применением его необходимо прокалить при 200 ⁰С при длительности около 20 мин
  6. Для защиты от раскаленных брызг поверхности, прилегающие к стыку, необходимо обработать растворенным в воде мелом
  7. Во избежание образования водородных трещин сварку нужно начинать, отступив примерно 5 мм от края заготовки
  8. Сварку нужно выполнять плавным движением полуавтоматической горелки вдоль шва. Если производить поперечные движения, то расплавленный металл может выйти за пределы защитной среды

Сварка нержавейки полуавтоматом с другими типами металлов

Сегодняшние технологии сварки полуавтоматом позволяют соединять нержавеющий металл с алюминием, металлы высокой и низкой легированности, а также и другие сплавы.

Отличительные черты сварки полуавтоматом нержавейки с другими металлами:

  • во время сварки черного металла с нержавейкой понижается предел текучести металла, образуется защита поверхности от действия окружающей среды
  • когда мы привариваем Ст40 к нержавейке, то применяем проволоку 08Г2С, которая помогает избежать разрыва шва в месте соединения двух типов металла после остывания
  • чтобы сварить нержавейку с медью необходимо использовать легкоплавкие припои и флюс
  • импульсный режим применяется для сварки нержавейки с алюминием и другими металлам, за счет чего появляется повышенная устойчивость к коррозии и улучшается качество провара
  • аргон используют для сварки алюминия с нержавейкой с включением импульсного режима. При этом рекомендована медно-порошковая проволока

Таблицы с настройками полуавтомата для сварки

Встык нижнее положение

Толщина заготовки, мм Зазор, мм Диаметр проволоки, мм Сварочный ток, а Сварочное напряжение, в
0,8 0 0,8 50-80 16
1,2 0 0,8 70-80 17
2,0 0,5 0,8 70-80 17,5
3,0 1 0,8 80-90 18
4,0 1,5-2,5 0,8 100-110 20
5,0 2,5 1,0 135-145 21
6,0 2,5 1,0 140-150 22

Вертикальное пространственное положение

Толщина заготовки, мм Диаметр проволоки, мм Направление движения горелки Сварочный ток, а Сварочное напряжение, в
0,8 0,8 вниз 50-80 16
1,2 0,8 вниз 70-80 17
2,0 0,8 вниз 70-80 17,5
3,0 0,8 вверх 80-90 18
4,0 1,0 вверх 100-110 20
5,0 1,0 вверх 135-145 21
6,0 1,0 вверх 140-150 22

Угловое соединение нижнее положение

Толщина заготовки, мм Диаметр проволоки, мм Сварочный ток, а Сварочное напряжение, в
0,8 0,8 60-70 15
1,2 0,8 70-80 16
2,0 0,8 80-90 17
3,0 0,8 90-100 19
4,0 1,0 130-140 22
5,0 1,0 155-165 24
6,0 1,0 175-180 26

Заключительные работы по окончании сварки

  1. Механическая обработка – удаление пузырей путем простукивания их тяжелым предметом через гладилку и брызг, полученных при плавке металла
  2. Травление – удаление специальным составом со швов окалины, вызывающей коррозию
  3. Пассивация – нанесение на сварной шов средств для образования на нем оксидной пленки хрома, что защищает от появления коррозии

Полезные советы

В конце статьи хотелось бы поделиться несколькими полезными советами по сварке нержавейки, которые помогут повысить качество итогового шва:

  • в процессе сварки в защитной среде (смеси аргона и углекислого газа) устанавливают обратную полярность, а с использованием флюса – прямую
  • для расстояния между проволокой и стыком рекомендуется принимать значение, не превышающее 12 мм
  • двигать горелкой нужно слева направо с наклоном от себя, чтобы она не закрывала от нас шов
  • соединение толстостенных деталей выполняют под углом 5 — 10⁰, чтобы обеспечить глубокий проплав, а также прочный и надежный шов
  • при сварке тонкой нержавейки горелку наклоняют вперед, уменьшая таким образом глубину провара и снижая к минимуму риск прожога

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.

Можно ли варить нержавейку полуавтоматом

Сваривание нержавеющей стали с помощью полуавтоматической установки подразумевает выполнение работ в среде инертного газа. В наши дни применяется два способа: MIG – сваривание заготовок в защитном облаке из инертного газа; MAG – использование активного газа.

Помимо газа для выполнения работ по данной технологии потребуется и присадочная проволока. В рабочую зону она подается непрерывно. То есть, присадочный материал образует расплав с металлом заготовок, который, остывая, превращается в сварной шов. Защитный газ необходим для того, чтобы атмосферный кислород не поступал в зону сваривания. Благодаря этому, предотвращается окисление металла.

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.

Материалы и оборудование

Перейдем к выполнению самой сварки. Вам понадобится сварочный полуавтомат полупрофессионального или профессионального класса, присадочный материал для сварки нержавейки (состав проволоки должен быть идентичен составу детали, которую вы будете варить), баллон с газом. Это основное. Также вам понадобится щетка с металлической щетиной для зачистки металла и растворитель вроде уайт спирита.

Если вы не можете по каким-либо причинам использовать газовый баллон, то газ и присадочный материал можно заменить на порошковую проволоку. Но помните, что качество швов будет заметно хуже.

Область применения

Применение всех видов сварочных проволок, за исключением самозащитной, подразумевает использование защитного газа. Полуавтомат – оборудование опытных специалистов. С его помощью выполняется тонкая работа соединения цветных и черных металлов, кузовной ремонт транспортных средств и промышленное соединение тонкостенных элементов. Какой нужен газ для сварки полуавтоматом, будет рассмотрено ниже.

От чего зависит расход газа при сварке

Установку силы обдува сварочной ванны следует устанавливать, учитывая:

  • тип материала – определяется опытным путём;
  • толщину заготовок – для работы с толстыми понадобится больше газа;
  • диаметр электрода (проволоки).

Также придётся принять во внимание условия в цехе или на площадке. При наличии сквозняков, открытого ветра следует либо защищать рабочее место ширмами, либо увеличивать расход газовой смеси.

Диаметр проволоки, мм Сила сварочного тока, А Средний расход, л/мин
0,8-1 60-160 7-8
1-1,2 100-250 9-12
1,2 250-320 12-15

Для уменьшения расхода газа во время работы следует тщательно проверять соединения шлангов, исправность редукторов, элементов горелки и сварочного 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.

Подготовка

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.

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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *