Сварка нержавеющей стали в домашних условиях

При сварке нержавеющей стали нужно учитывать некоторые особенности сплавов:
высокий коэффициент термического расширения, складывать детали из нержавеющей стали нужно с зазором;
высокая теплопроводность нержавейки, чтобы не создавать большую температуру в рабочей зоне, заготовки с содержанием углерода меньше 0,2%, предварительно прогревают, сварочный ток снижают на 20%;
высокое сопротивление

Факторы сложности для сварки деталей из нержавеющей стали

Сварку нержавеющей стали затрудняет то, что данный материал относится к категории высоколегированных сплавов, а значит, в его составе в достаточно большом количестве содержатся элементы, влияющие на его основные свойства. В нержавейке, в частности, таким элементом является хром. Его содержание в данном сплаве может составлять 12–30%. Хром наряду с такими элементами, как никель, титан, марганец и молибден, формирует антикоррозионные свойства нержавеющей стали, но в то же самое время наделяет ее и другими особенностями, влияющими на свариваемость.

Для тех, кто не любит читать длинные статьи и вникать в технические тонкости, предлагаем сразу посмотреть два видео с наиболее актуальными для домашнего мастера вариантами сварки нержавеющей стали — электродом с помощью инвертора и опять же инвертором, но уже в среде защитного газа (аргона).

Сварка нержавейки должна выполняться с учетом следующих специфических характеристик этого материала.

Достаточно высокий коэффициент линейного расширения

По этой причине сварку нержавеющей стали всегда сопровождает значительная деформация соединяемых деталей. В отдельных случаях, когда свариваемые детали имеют значительную толщину и между ними не предусмотрен зазор, такие деформации могут привести даже к появлению крупных трещин.

Низкая теплопроводность

Теплопроводность нержавеющей стали в 1,5–2 раза ниже, чем у низкоуглеродистых сплавов. Такая особенность материала приводит к тому, что соединяемые детали в зоне сварки проплавляются даже при меньших (на 15–20%), чем при сваривании изделий из низкоуглеродистой стали, силах тока.

Межкристаллитная коррозия

При сильном нагреве (более 500 градусов Цельсия) в нержавеющих сталях возникает так называемая межкристаллитная коррозия. Происходит это потому, что по краям зерен структуры металла начинают формироваться прослойки, состоящие из карбида хрома и железа. Избежать этого явления можно не только тщательным подбором режима сварки, но и путем принудительного охлаждения свариваемых деталей из нержавейки, для чего можно использовать обычную воду. Однако следует иметь в виду, что охлаждать водой можно лишь детали, изготовленные из хромоникелевых сталей, которые имеют аустенитную внутреннюю структуру.

Перегрев электродов с хромоникелевыми стержнями

Из-за низкой теплопроводности соединяемых материалов и их повышенного электрического сопротивления сварка деталей из нержавейки сопровождается сильным нагревом электродов, стержни которых имеют хромоникелевый состав. Чтобы избежать этого нежелательного явления, используют электроды для сварки нержавейки длинной до 35 см.

Сварочные электроды Sabaros ME 101 3,2мм для сварки нержавеющих сталей

Сварочные электроды Sabaros ME 101 3,2мм для сварки нержавеющих сталей

Сварка электродами по нержавейке

Варить коррозионностойкие стали непросто. Для получения качественного сварного шва достаточной прочности требуется несколько факторов:

  • достаточное количество опыта у сварщика;
  • правильный подбор сварочных материалов, в частности электрода.

Как обычным электродом заварить нержавейку

Очень часто начинающие сварщики задаются вопросом: можно нержавейку варить обычными электродами? Важно отметить, что сварка коррозионностойких сталей обычными электродами технически возможна. При отсутствии или нехватке специальных сварочных материалов можно использовать простые расходники. Многие мастера неоднократно применяли такой подход, но исключительно для обработки деталей бытового использования. Так как к промышленным конструкциям применяются повышенные требования по надежности и монолитности.

С технологической точки зрения, рекомендуется использовать специализированные электроды, имеющие подходящее покрытие. Сварка нержавейки простыми электродами отрицательно сказывается на качестве соединения, также возможно появление микротрещин.
Вывод! Поэтому сварка нержавейки обычными электродами должна применяться как крайняя мера, только в экстренном случае или если вы мало чем рискуете.
Также часто возникает вопрос: можно ли варить нержавейку обычной сваркой? Здесь также подразумевается возможность применения простых расходников для работы с коррозионностойкими сталями.

Видео

Предлагаем посмотреть небольшой ролик, где самодельщик показывает как заварил теплообменник банной печи черным электродом. В комментариях видно, что мнения по поводу допустимости такой сварки разделились, что делает такой подход спорным.

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.

Подготовительные работы

Чтобы правильно сварить нержавейку, перед проведением работ требуется провести ряд работ:

  • заготовки предварительно очищают от грязи, пыли, снимают с поверхности оксидный слой до металлического блеска щеткой, мелким напильником или наждачной бумагой;
  • кромки толще 4 мм разделывают болгаркой или спиливают под углом;
  • нержавейку толще 7 мм подвергают предварительному нагреву, температура зависит от марки стали;
  • детали укладывают с зазором, его размер определяют по справочнику.

Перед проваркой шва стык прихватывают в нескольких местах, чтобы детали не смещались во время работы.

Аргоновая сварка

Часто для нержавеющей стали применяется сварка TIG вольфрамовым электродом в аргоновой среде.
В домашних условиях таким аппаратом варить удобнее, чем покрытым электродом, но не у каждого мастера есть аппарат, способный выполнить такую работу.

Метод сварки в аргоне используется для тонких листовых металлов и труб, которые будут эксплуатироваться под давлением. Работает аппарат на переменном токе или постоянном обратной полярности. Также для сварки понадобится присадочная проволока и баллон с газом. Как правило, если в гараже или домашней мастерской есть аппарат с возможностью TIG-сварки, то есть и все необходимые приспособления и аксессуары. По сравнению с ММА-сваркой, аргоновая дает более прогнозируемые результаты.

Сварка покрытыми электродами (ММА)

Сварка деталей из нержавейки по технологии ММА, предусматривающая использование покрытых электродов, является самой распространенной технологией. Этот способ достаточно прост, его можно применять и дома, но он не позволяет получать шов самого высокого качества.

Что удобно, такую сварку нержавейки можно выполнять даже в домашних условиях, но для этого вам понадобится специальный сварочный аппарат, который называется инвертор. Чтобы сварка нержавейки инвертором позволила получить соединение, обладающее высокой надежностью, необходимо правильно подобрать электрод для определенной марки нержавейки. Все электроды, с помощью которых проводится сварка изделий из нержавеющих сталей, делятся на два основных типа:

  • с рутиловым покрытием на основе двуокиси титана (сварка такими электродами, обеспечивающими небольшое разбрызгивание металла и стабильную дугу, выполняется на постоянном токе и обратной полярности);
  • с покрытием на основе карбоната магния и кальция (такими электродами нержавейка сваривается на постоянном токе обратной полярности).

Чтобы понять, какими электродами варить нержавейку, достаточно заглянуть в ГОСТ 10052-75, в котором представлены все типы таких расходных материалов, а также оговаривается, какой из них следует использовать для работы с металлом конкретного химического состава. Для того чтобы выбрать электроды по нержавейке, соответствующие требованиям данного ГОСТа, достаточно знать марку металла, детали из которого необходимо соединить.

Со всеми требованиями к электродам для сварки нержавейки можно ознакомиться, бесплатно скачав ГОСТ 10052-75 в формате pdf по ссылке ниже.

В домашних условиях

Для того, чтобы ответить на вопрос: чем сварить нержавейку дома – следует ознакомиться со следующей информацией.

Для начинающих и домашних сварщиков лучшим вариантом для проведения сварочных работ будет служить электросварка с помощью инвертора. Сварочный аппарат подобного типа обладает компактными размерами и функционирует от стандартного источника питания в 220 В.

Кроме аппарата исполнителю будет необходимы электроды: специальные для нержавейки или обычные. Сваривание осуществляется по тщательно зачищенной поверхности. Соединение выполняется постоянным током, величина зависит от толщины металла и варьируется от 40-150 А.

Видео

В ролике популярно объясняется, как это делать.

Все вышеперечисленные методы помогут понять, чем можно варить нержавейку в каждой конкретной ситуации. В зависимости от марки коррозионностойкой стали исполнитель выбирает оптимальный режим сварки. Правильные параметры гарантируют безопасность сварочного процесса для исполнителя и обеспечивают необходимое качество сварного шва.

Чем лучше варить нержавейку, каждый сварщик решит самостоятельно, ознакомившись с перечисленными данными.

Завершающий этап

Качество соединения проверяют до зачистки нержавейки после сварки. Если нет трещин, приступают к удалению окалины, сажи, чтобы на металле образовался оксидный слой. Это делают двумя способами:

  • механическим с помощью железной щетки, наждачки, шлифовального инструмента;
  • химическим, используя соляную и серную кислоту с последующей промывкой поверхности.

После обработки рабочей зоны на шов накладывают пассивирующий слой.

Самостоятельный монтаж или ремонт металлоизделий из нержавейки требует определенной квалификации от сварщика. Важно учитывать особенности сплава, правильно подобрать электроды, параметры тока. Особенно аккуратно нужно обращаться с тонкостенными деталями. Они быстро разогреваются, деформируются.

Преимущества коррозионностойких сталей:

  • Увеличенный срок службы изделий. В зависимости от условий эксплуатации он колеблется от 20 до 50 лет. В отдельных случаях долговечность может превышать 100 лет. На протяжении этого периода сохраняется прочность, пластичность и изначальный внешний вид изделий.
  • Невосприимчивость к термическим нагрузкам. Физические характеристики нержавейки практически не изменяются при повышении температуры. Жаропрочные марки стали могут использоваться даже для изготовления оборудования, контактирующего с открытым огнем.
  • Инертность к окислению по всей толщине металла. Сопротивляется ржавчине не только поверхностный слой деталей. Поэтому изделиям не страшны сколы, вмятины, царапины и другие повреждения, которые стали бы фатальными для оцинкованных или эмалированных поверхностей.
  • Чистота и гигиеничность. На изделиях из нержавейки не образуется окалина. Их поверхности всегда остаются чистыми и не загрязняют продукты питания, посуду, медицинские принадлежности.
  • Безопасность. Детали из безыскровых марок стали при трении не искрят, поэтому их можно использовать в пожаро- и взрывоопасных условиях.

Опыт сварщика – гарантия надежности изделия

Сварка нержавейки – достаточно непростая и трудоемкая задача. Заготовки из коррозионностойких сплавов стоят дорого, поэтому не следует рисковать и доверять сборку изделий неопытным мастерам. Квалифицированные сварщики Алексеевской мастерской хорошо знакомы с нюансами аргонной сварки изделий из нержавейки:

  • Низкая теплопроводность легированных сталей (в 1,5-2 раза ниже, чем у черных). Металл не отводит тепло, а накапливает его на поверхности. Сварщик должен следить за температурой, чтобы предотвратить локальный перегрев и частичную утрату коррозионностойкости.
  • Большое значение линейного расширения. Необходимо точно подбирать зазор между деталями, чтобы при охлаждении усадка не вызвала растрескивание.
  • Необходимость защиты металла от окисления в разогретом состоянии. В процессе сварки деталей аргоном защитный газ подается еще до розжига дуги, а перекрывается лишь через 10-15 секунд после завершения шва. Все это время электрод находится на фиксированном расстоянии от поверхности металла без касания.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *