Как сварить нержавейку инвертором в домашних условиях

Самые качественные и красивые швы получаются, если нержавейка соединяется полуавтоматической сваркой под защитой аргона. Но не у каждого домашнего мастера есть возможность приобретения дорогого оборудования и газа. Когда не важна эстетика соединения, необходимое качество достигается сваркой нержавейки инвертором.

Преимущества и недостатки сварки нержавейки инвертором

При сравнении сварки нержавеющей стали инвертором с иными способами отмечаются следующие достоинства:

• невысокая цена аппарата;
• небольшой вес и габариты позволяют переносить инвертор даже в сумке;
• ручной дуговой сваркой можно соединять заготовки толщиной до 20 мм из сплавов, черных и цветных металлов;
• работа проводится без флюса или инертного газа;
• выполнение сварки в труднодоступных местах.

Недостатки:

• образование шлака;
• из-за большого электрического сопротивления нержавейки возможен перегрев электрода с разрушением покрытия, поэтому сварочный ток ограничивается;
• большие затраты времени при сравнении с другими методами.

Особенности технологии

В связи с физико-химическими особенностями нержавеющей стали как металла, подвергающегося сварке, наиболее оптимальным способом является сварка с использованием неплавящегося электрода в среде защитного газа (в качестве такого газа может использоваться аргон либо его смесь). На производстве для достижения более высокого качества сварных соединений используются комбинированные способы сварки, при которых корневой слой шва выполняется посредством использования аргонодуговой сварки, а последующие слои – ручной дуговой.

Подбор параметров работы сварочного инвертора (силы сварочного тока и параметров сварочного напряжения) происходит на основании следующих данных:

• толщина свариваемых деталей;
• тип и класс стали;
• данные о режиме эксплуатации изделия или соединения;
• очень высокий коэффициент теплового расширения деталей из нержавеющей стали – при нагревании происходит существенное «растягивание» деталей, а при остывании – сжатие, что может вызвать образование микротрещин в сварном шве, а также в самом изделии в той его части, которая относится к сварочной зоне и подвергается нагреву;
• сварка должна проводиться с минимальным повышением температуры металла, чтобы избежать перегрева околошовной зоны. Если произойдет перегрев выше 500 градусов по Цельсию, внутри металла начнется процесс межкристаллической коррозии, что вызовет разрушение сварного шва и всей детали в целом, самым негативным образом сказавшись на качестве шва.

В каждом конкретном случае подбирать режимы необходимо индивидуально, проводя обязательную пробу на деталях, аналогичных свариваемым. Главным условием сварки деталей из нержавеющей стали является уменьшение сварочного тока по сравнению с другими видами стали не менее, чем на 20%.

К особенностям технологии сварки следует также отнести и обязательный подбор всех инструментов таким образом, чтобы они соответствовали правилам работы с нержавеющей сталью: круги для болгарки, щетки, используемые для зачистки металла должны соответствовать работе именно с нержавеющей сталью, так как в случае использования обычных инструментов могут образоваться металлические включения в шве, что негативным образом влияет на его качество.

Способы сварки

Дома сваривать нержавейку инвертором можно тремя способами:

1. Ручной дуговой сваркой (MMA), когда материалом плавящегося электрода заполняется стык. Для работы нужен только инвертор.
2. Аргонодуговой метод (TIG) с электродом из вольфрама, применяется для сварки тонкой нержавейки инвертором. Шов создается за счет плавления материала заготовок или присадочной проволоки. Сварная ванна от контакта с окружающим воздухом защищается чистым аргоном. Перемещение горелки с неплавящимся электродом и подачу присадочной проволоки выполняют вручную.
3. Полуавтоматическая сварка (MIG/MAG) выполняется неплавящимся электродом с механической подачей проволоки. За счет повышения скорости сварки увеличивается производительность. Для улучшения смачиваемости кромок в аргон добавляется 2% углекислого газа.

Сварочный процесс

Сварочный процесс при осуществлении изготовления изделий из нержавейки, как и в случаях со сваркой других металлов, делятся на три этапа – подготовительный, этап собственно сварки и завершающий.

Этап подготовки

На подготовительном этапе следует разметить детали, которые планируется сваривать, зачистить их, обезжирить с помощью специального химического состава. В случае если это продиктовано толщиной соединяемых деталей, потребуется также разделать кромки для лучшего формирования сварочного шва.

Основные работы

Основной этап сварки состоит из следующих шагов:

• подключение инвертора путем создания обратной полярности (кабель с электродержателем электрода подключается на разъем «+», а кабель массы – на разъем «-»). Такое подключение позволит обеспечить большее плавление электрода по сравнению с подключением в прямом режиме, а также избежать прожога материала за счет снижения проплавления деталей;
• после того как детали закреплены в тех положениях, в которых они будут свариваться, следует выполнить первичные прихваточные швы. Длина таких швов и их расположение по контуру планируемого сварного шва определяется в зависимости от того, каков размер шва, а также в зависимости от толщины свариваемых деталей;
• в том случае, если речь идет о создании сварочного шва большой протяженности, следует выполнять ступенчатый способ, в ходе которого сварка осуществляется с противоположных сторон короткими швами;
• если необходимо выполнить несколько слоев в одном шве, то после каждого нового слоя следует подождать некоторое время, чтобы предыдущий слой успел остыть перед наложением нового;
• в случае большого шва (протяженного по расстоянию) либо если у него сложная конфигурация, потребуется сделать большее количество прихваток по сравнению с простыми или короткими швами, каждая из которых будет отличаться небольшой длиной, расположенными вдоль кромок шва. Данное действие позволит сократить риск деформации деталей возле шва.

Какой инвертор подойдет для сварки нержавейки

Для сварки нержавейки используется инверторный сварочный аппарат любой марки. Для работы дома выбирается самая простая модель. Умельцы мастерят даже самодельные аппараты по характеристикам не уступающие заводским аналогам. Инвертор должен быть с режимом ручной сварки (ММА) и регулировкой тока в пределах 20 — 200 А. Для сварки нержавейки желательно наличие следующих опций:

• режима «Форсаж», позволяющего кратковременно понижать напряжение дуги с одновременным увеличением величины тока;
• ПВ (длительность непрерывной работы, указано в инструкции) не меньше 40%;
• длина кабелей не больше 6 м, иначе из-за большой потери мощности они будут сильно нагреваться;
• сохранение работоспособности при значительных изменениях напряжения в электросети.

Обратите внимание!

Выбирая инвертор, нужно внимательно прочесть инструкцию, так как не все модели могут работать при низких температурах.

Аппараты и настройки

Инверторы широко применяются в бытовой среде, когда требуется выполнить качественное соединение. Они функционируют от сети 220V, и небольшие по размерам, что удобно при высотных работах и транспортировке. Преобразование электрического тока в несколько ступеней, с выходом высокочастотного переменного напряжения, позволяет лучше вплавлять присадочный металл и формировать ровные швы. Относительно невысокая стоимость делает их лидерами продаж среди сварочных агрегатов.

Сварка нержавеющей стали может производиться инверторами любых моделей. Для работы в домашних условиях, как видно на некоторых видео, может быть использован самый простой аппарат инверторного типа. Подойдет даже самодельное устройство, чьи рабочие показатели соответствуют магазинным аналогам.

Немаловажной частью процесса являются правильные настройки инвертора для сварки нержавейки, соответствующие конкретной толщине изделия. Ввиду физико-термических свойств металла лучше применять следующие режимы и диаметры электродов:

Толщина металла, мм	Диаметр электрода, мм	Напряжение, V	Сила тока, А
1.5	2	13	40-60
3	3	15	75-85
4	3	16	90-100
6	4	18	140-150

Выбор электродов

Для сваривания нержавейки инвертором постоянным током допускается использование электродов с базовым покрытием на основе карбонатов кальция и магния. К популярным отечественным маркам относятся ОЗЛ-8 и ЦЛ-11. Стоят недорого, но для работы требуется опыт. Электроды склонны к залипанию, плохо держат дугу, однако швы получаются с достаточными антикоррозионными характеристиками.

Лучшие результаты получаются, если для работы выбрать универсальные электроды с рутиловым покрытием. Ими сваривают на постоянном и переменном токе распространенные марки нержавеющей стали. Лучшими признаны электроды ОК 67.60, которые выпускаются шведской фирмой ESAB. Они легко поджигаются, стабильно держат дугу, снижается количество брызг расплавленного металла. Работая с рутиловыми марками, даже новичок наложит прочный шов.

При ручной сварке следует учитывать, что остывающий шлак начинает самопроизвольно отскакивать. Поэтому в это время нужно располагаться на безопасном расстоянии, чтобы он не мог попасть в глаза или на открытые участки кожи.

Процесс сварки нержавейки инвертором в домашних условиях

Перед свариванием нержавейки инвертором в домашних условиях проводится подготовка соединяемых заготовок в следующем порядке:

1. С поверхности возле стыка удаляется грязь и мусор, наждачной бумагой или щеткой с металлическим ворсом зачищается до блеска.
2. Место соединение обрабатывается растворителем, чтобы удалить жир. Иначе он нарушит стабильность дуги.
3. При соединении заготовок толщиной более 4 мм с кромок снимают фаски под углом 45⁰ для лучшего заполнения стыка расплавленным металлом.
4. Чтобы брызги не прилипали к прилегающим поверхностям, их обрабатывают водным раствором мела.
5. Для компенсации температурного расширения свариваемых заготовок между ними оставляется промежуток 1 — 2 мм.
6. Сварку нержавейки толщиной до 1 мм выполняют без зазора.
7. Для предотвращения перегрева металла в месте соединения заготовки кладутся на алюминиевые или медные пластины.
8. Детали толщиной больше 7 мм предварительно нагревают до 150⁰C, чтобы уменьшить перепад температур в начале сварки.
9. Для удаления влаги и улучшения свойств покрытия электроды перед применением прокаливают помещая в печь. В случаях, когда работа выполняется срочно, допустим прогрев газовой горелкой.

Сварку постоянным током проводят на обратной полярности. Соединение выполняется короткой дугой со скоростью большей, чем для обычной стали. Электрод ведется вдоль шва без поперечных движений. Его наклоняют под углом 40 — 60⁰ в сторону, удобную для удержания. Из-за большого сопротивления электрическому току и плохой теплопроводности нержавейки электроды сгорают быстрей, чем на черных металлах. Это явление становится неожиданностью для начинающих мастеров. Шов завершают «замком», который предотвратит образование трещин и свищей. Сварочную ванну сдвигают на поверхность заготовки или возвращают немного назад. Не меняя положения электрода, гасят дугу. Так как сварить нержавейку большой толщины за один проход не получится, операцию повторяют несколько раз до полного заполнения стыка.

После окончания сварки следует подождать, чтобы место соединения остыло. Нельзя обрызгивать его водой, так как это приведет к появлению микротрещин. Шлак начинают оббивать через 5 минут, чтобы на еще мягком металле не оставлять следов. Для придания презентабельного вида место соединения шлифуют и полируют. Однако в результате механической обработки с поверхности удаляется пассированный слой из окиси хрома, который защищает ее от коррозии. Восстановление пленки происходит за 4 — 6 часов, в течение которых нержавейка остается незащищенной. Для ускорения процесса поверхность обрабатывается составом, содержащим пассирующие добавки. Через полчаса его смывают водой.

После ознакомления с приведенными рекомендациями ответ на вопрос: «Можно ли инвертором сваривать нержавейку?» очевиден. Однако это не значит, что у новичка с первого раза получится выполнить надежное соединение. Для наработки навыков придется потренироваться на ненужных обрезках, лучше под руководством наставника.

Необходимое оборудование

Для качественного осуществления процесса сварки нержавеющей стали следует подготовить оборудование, в перечень которого включаются:

• инверторный источник сварочного тока, соответствующий требованиям, предъявляемым к аппаратам, с помощью которых происходит сварка нержавеющей стали;
• сварочные кабели для подачи сварочного тока в зону сварки (кабель электродержателя и кабель «массы») достаточной длины, чтобы избежать перекручиваний и перекрещиваний с целью исключения нарушения изоляции кабеля;
• кабель подключения инвертора в электрическую сеть в зависимости от используемого напряжения;
• присадочные материалы (электроды той марки, которые соответствуют сварке конкретного класса нержавеющей стали, при необходимости баллон с защитным газом и шланги для подачи газа в сварочную зону, а также газовая горелка);
• болгарка и круги к ней для работы именно с нержавеющей сталью;
• щетка по металлу, также предназначенная для работы с нержавеющей сталью;
• приспособления для соединения деталей при осуществлении сварки и качественного их закрепления;
• сварочный стол.

Кроме того, требуется также и защитное оборудование, к которому относятся:

• защитный костюм либо иная одежда, которая сможет защитить сварщика от воздействия высоких температур и попадания на кожу расплавленных капелек металла;
• краги или перчатки, защищающие руки от воздействия высоких температур на кожные покровы и снижающие риск поражения электрическим током;
• маска с темным стеклом или самозатемняющаяся маска для защиты органов зрения от получения электротравмы.