Электроды по нержавейке: какими варить, можно ли варить вообще

Почему важно использовать специальные электроды для сварки нержавейки

Нержавейка, с момента ее появления на рынке металлов широко используется для производства деталей и сборочных единиц, которые применяют в различных отраслях. Популярность нержавейки обусловлена не только ее стойкостью к воздействию коррозии, но и рядом других свойств. К ним можно отнести, высокие прочностные параметры, внешний вид, длительность эксплуатации. Но сплавы этого класса обладают одним существенным недостатком – плохая свариваемость. Надо сказать, что такой недостаток существенно осложняет работу с нержавейкой. Она обусловлена рядом причин, в частности:

Нержавеющие сплавы имеют низкую теплопроводность. Этот показатель в два раза меньше, чем у традиционных углеродистых сталей. Именно поэтому, во время выполнения сварочных работ этот материал хуже отводит излишнее тепло, возникающее в процессе работы. Такое явление привело к тому, что для уменьшения тепла, используют сварочный ток на 15-20% меньший, чем тот, который необходим для сварки черных сплавов.
Во время соединения изделий из нержавеющей стали с большой массой между заготовками необходимо оставлять довольно большой зазор. Если это требование проигнорировать, то в металле, который расположен рядом со швом будут появляться трещины микроскопического размера. Их наличие приведет к тому, что будет снижено качество соединения, в том числе и его надежность.
При сварке нержавеющей стали, в зоне шва образуется зона высокого электрического соединения. Соответственно это приводит к сильному нагреву инструмента. Именно это и определило то, что для выполнения сварочных работ необходимо использовать специальные расходные материалы по нержавейке, предназначенные для работы с такими сталями. Их выбирают на основании маркировки нанесенной на коробку или на сами расходники.

Основные технологии сварки

На качество сварки, используемой для соединения деталей из нержавеющих сталей, оказывает влияние множество факторов. К наиболее значимым из них следует отнести квалификацию сварщика, выполняющего работы, правильность выбора режима сварки и электродов для ее осуществления. Любому, кто соберется варить нержавейку, важно также знать, в чем заключаются отличия этого металла от обычных углеродистых сталей.

Варить нержавейку, в зависимости от особенностей соединяемых деталей, можно по различным технологиям. Одной из наиболее распространенных технологий, при помощи которых выполняют соединение изделий из нержавейки с толщиной от 1,5 мм, является сварка в среде защитных газов.

Сварка нержавеющей стали вольфрамовым электродом

Такая сварка, выполняемая неплавящимся вольфрамовым электродом, используется преимущественно для соединения:

корпусных деталей оборудования и приборов различного назначения;
других изделий, для изготовления которых используется листовая нержавейка;
трубопроводов из нержавейки, предназначенных для транспортировки различных сред.

В зависимости от используемого сварочного оборудования и требуемой производительности процесса выполняться такая сварка может ручным, полуавтоматическим и автоматическим способами.

При сварке изделий, изготовленных из нержавейки, можно использовать и плавящиеся электроды – металлические стержни с нанесенным на них покрытием либо специальную проволоку, отличающуюся высоким уровнем легирования. К таким методам сварки относятся:

импульсно-дуговая, используемая для соединения деталей толщиной до восьми десятых миллиметра;
короткодуговая, выполняемая в среде инертных газов, – для нержавейки толщиной от восьми десятых до трех миллиметров;
дуговая струйная, применяемая для соединения листового материала толщиной свыше трех миллиметров;
дуговая, выполняемая под слоем флюса, – для изделий, толщина которых превышает десять миллиметров;
плазменная, которая является универсальным способом соединения деталей из нержавейки любой толщины.

Технологию плазменной сварки используют для соединения любых металлов и сплавов

При использовании для выполнения сварочных работ такого оборудования, как инвертор, процесс можно выполнять и постоянным, и переменным током.

Чтобы варить изделия из нержавейки и получать при этом качественные и надежные соединения, важно учитывать несколько важных нюансов.

При использовании электрода из вольфрама им не следует совершать резких колебательных движений, как это делается при формировании сварного шва на обычных сталях. Такие движения могут привести к тому, что электрическая дуга, сформированная электродом, разрушит защитную пленку на основном металле, а это станет причиной значительного ухудшения его антикоррозионных свойств.
Чтобы избежать попадания в область формируемого сварного шва вольфрама, из которого изготовлен неплавящийся электрод, зажигать сварочную дугу следует не на самих соединяемых изделиях, а на специальной графитовой пластине (или использовать для этого опцию бесконтактного розжига дуги).
На обратную сторону сварного шва также желательно подавать струю аргона, который защитит сильно разогретый основной металл и формируемый сварной шов от окисления.

Электроды по нержавейке, в чем особенности

При выполнении работ с заготовками, произведенными из нержавеющих сталей необходимо не только правильно выбрать электроды, но и квалифицированно использовать сварочное оборудование, в частности, подобрать рабочий ток, определить расход газа и пр.

Электроды для сварки нержавейки

Нарушение некоторых технологических правил приводит к такому явлению как межкристаллическая коррозия. Она снижает стойкость к коррозии шва и расположенного рядом металла. Кроме того, по достижении определенной температуры в структуре начинают образовываться карбиды хрома и железа. Они придают металлу излишнюю хрупкость и снижают его антикоррозионные характеристики.

Электроды для нержавейки помогают избежать этого явления, и при их правильном использовании качество шва будет отвечать всем техническим требованиям.

Особенности работы

Технология сварочного процесса при работе с нержавеющей сталью существенно отличается от традиционной технологии сварки черного металла. Именно устойчивость материала к коррозии вносит в процесс существенные изменения. Неопытные сварщики сталкиваются, в первую очередь, с тем, что в зоне формирования шва образуется течь. Прежде чем приступать к работе с нержавейкой, следует познакомиться с особенностями и свойствами металла.

Проблемы возникают по причине высокого коэффициента теплового расширения металла. С точки зрения внутреннего строения, при повышении температуры увеличивается расстояние между молекулами, причем в нержавеющей стали это выражено в большей степени, чем в других металлах. Естественно, при остывании это расстояние уменьшается до прежних показателей. Нержавейка как бы «стягивается». Но у материала, образующего шов, показатели расширения не такие высокие, поэтому в зоне сварки наблюдаются многочисленные разрывы, которые и провоцируют течи. Задачей производителей электродов является подбор такого материала присадки, который по физическим свойствам будет близок к нержавейке.

Многие начинающие мастера, не имеющие достаточного опыта, не могут понять, почему нельзя вести сварку обычными электродами, ведь требования по показателям температуры для этого металла не такие уж и высокие. Причина заключается в том, что при сварке обычным электродом образуется мощная дуга, которая выжигает все легирующие элементы. Даже если получится качественный шов, то в непосредственной близости к нему металл будет подвержен коррозии.

Опытные сварщики знают, что необходимо не только использовать специальные электроды, но и вести сварку по определенному алгоритму. Следует точно выбрать режим работы инвертора, а шов накладывать в шахматном порядке. Только такой подход обеспечит отсутствие участков с перегревом.

Еще одно затруднение при ведении сварки нержавеющей стали связано с попаданием кислорода в зону расплавленного металла. Он начинает взаимодействовать с углеродом, при этом образуется газ. При кристаллизации шва этот газ приводит к получению крупных пор. Прочность шва будет чрезвычайно низкой. Единственным вариантом избежать реакции с кислородом является применение защитного газа, препятствующего проникновению воздуха в сварочную ванну. В ряде случаев используется режим сварки MIG/MAG. Если же сварка ведется штучными электродами, то они должны иметь специальную обмазку.

Переменным или постоянным током

Для создания неразъемных соединений из нержавеющих сталей допустимо использовать постоянный и переменный ток. У каждой технологии сварки существуют определенные плюсы и минусы.

Так, использование постоянного тока приводит к снижению расхода электродов, за счет того, что при использовании этого тока, материал, практически не разбрызгивается. Кроме того, постоянный ток позволяет обеспечить высокую скорость сварки, качество сварного шва. Но, оборудование, используемое для работы, отличается высокой стоимостью, а это, в результате приводит к росту себестоимости работ.

Применение переменного напряжения позволяет использовать оборудование, которое стоит значительно меньше что то, которое применяют для выработки постоянного тока. Сварщик, использующий переменный ток, получает в результате качественный шов. Но, вместе с тем, использование переменного тока приводит к получению большего количества капель металла, а это приводит к повышенному расходу нержавейки.

Электроды постоянного тока по нержавейке

Перед началом сварочных работ сварщик должен сделать правильный выбор электродов. Следует понимать, то, что стержни с обмазкой в состоянии гарантировать высокое качество шва. Ручную сварку выполняют с использованием постоянного тока обратной полярности. Для получения качественного результата сварщики применяют следующие марки расходных материалов, предназначенные для нержавейки:

ЦЛ11 – это одна из самых широко распространенных марок среди сварщиков. Его применяют для обработки сталей с довольно высоким содержанием хрома и никеля. Сварной шов, получаемый с помощью этого материала, обладает высокой прочностью, ударной вязкостью. При работе практически не наблюдается разбрызгивание металла.
ОЗЛ8 — подходят для сборки конструкций, подлежащие эксплуатации в температурах до 1000 ⁰C. Остальные ее параметры близки к марке ЦЛ11.
НЖ13 – эта марка востребована при обработке изделий из пищевой нержавейки. Кроме того, этот расходный материал предназначен для стыковки изделий с высоким содержанием хрома, никеля, молибдена. Недостаток, присущий этой марке – это формирование шлака, который самопроизвольно отслаивается и таким образом может нанести повреждения рабочему или окружающим его людям.

ОЗЛ-8

На самом деле в практической работе применяют несколько марок электродов, которые предназначены для сварки с нержавейкой. Среди них есть такие, как:

ЗИО-8, которые применяют для изделий из жаростойких нержавеющих сталей.
НИИ-48Г востребован при изготовлении ответственных конструкций.
ОЗЛ-17У подходят для деталей, которые будут эксплуатироваться в атмосфере с повышенным содержанием паров серной или фосфорной кислот.

Электроды для переменного тока для нержавейки

Не все организации могут себе позволить технологическое оборудование, которое работает с применением постоянного тока. Но можно использовать и аппаратуру, которая применяет переменное напряжение. для эффективной работы с ним применяют следующие марки — ОЗЛ-14, ЛЭЗ-8, ЦТ-50, ЭА-400, ОЗЛ-14А, Н-48, АНВ-36.

Кроме того, использование вольфрамовых стержней для сварки деталей из нержавейки под облаком защитных газов, позволяет использовать переменный ток с прямой полярностью. Такую технологию используют при:

соединении деталей с тонкой стенкой;
наличии повышенных требований к качеству сварного шва.

ОЗЛ-14А

Практика сварки изделий из нержавейки говорит о том, что использование переменного тока менее популярно, соответственно стержни этого типа менее востребованы.

Как варить тонкую нержавейку?

При сварке тонких листов важно придерживаться ряда правил, поскольку существуют определенные сложности процесса. Профессионалы советуют:

контролировать температурный режим, поскольку перегрев приводит к деформации листов. Также есть риски прогорания и образования дыр;
регулировать дугу. Она должна быть постоянной, поскольку в противном случае при отрыве она гаснет;
важно правильно подобрать хороший диаметр электродов в зависимости от толщины материала.

Важно понимать, что каждый производитель устанавливает индивидуальные требования к использованию расходников. Информация содержится в маркировке. Перед использованием электродов изучите особенности бренда, их технические характеристики и особенности применения. Даже если вы раньше не сталкивались со сваркой электродами, научиться этому можно. Попробуйте свои силы на черновых материалах, а затем переходите к созданию прочных и аккуратных швов.

Электроды для нержавеющих сталей и черного металла

Соединение нержавейки и черного металла вполне возможно. Но, этот процесс сопряжён с определенными сложностями. Все дело в том, что у этих металлов разная структура. Для выполнения этой операции можно использовать три метода:

сваривание с применением расходных материалов с покрытием;
сваривание неплавящимися стержнями из вольфрама;
сваривание под защитным газом, как правило, для этого применяют аргон или газовые смеси на его основе.

Для сваривания разнородных металлов используют марку ОЗЛ-312. Для выполнения сборки ответственных конструкций применяют ЭА-395/9. Стержни для сварки нержавеющей стали марки ОЗЛ-312 подходят для сварки сталей с неопознанным составом.

Но, как показывает практика, оптимального качества шва лучше, чем соединение заготовок под защитой газов не придумали. Газ, в этом процессе исполняет роль защиты сварной ванны от воздействия атмосферы, в частности от азота и кислорода. При выполнении сварки аргоном, существует одна тонкость. Для обеспечения качества сварки применяют сварочный пруток, который необходимо держать строго под углом 90 ⁰ к обрабатываемым поверхностям.

На основании вышеизложенного можно сделать следующее заключение – для выполнения сварки разнородных металлов используют материалы широкого применения.

Марки и виды

С момента изобретения данного металла было разработано множество видов электродов для сварки нержавеющей стали, однако наиболее востребованными считают рассмотренные ниже.

ЦЛ-11

Предназначены для соединения металлов, содержащих антикоррозийный добавки, такие как хром и никель. Это делает электроды ЦЛ-11 оптимальным выбором для работ, к которым предъявляются повышенные требования к качеству шва.

Согласно инструкции пользователя, необходимо выполнять сварку постоянным током обратной полярности. Длина стержня зависит от величины сечения, которая варьируется в диапазоне от 2 до 5мм.

Перед применением рекомендуется прокалить в течение часа при температуре 210 Сº.

ОЗЛ-6

Применяется для сварки литься и высоколегированных сталей, эксплуатирующихся в условиях высокой температуры. Требования к току – постоянный тип обратной полярности. Межкристаллическая решетка обладает повышенной устойчивостью к внутренней коррозии.

НЖ-13

Электроды для сварки нержавейки НЖ-13 предназначены для работы со сталями, обладающими стойкостью к коррозии, эксплуатирующиеся в умеренном температурном режиме до 450 Сº. Отлично зарекомендовали себя при сварочных работах в пищевой промышленности. Требования к току не отличаются от рассмотренных выше расходных материалов.

Электроды для сварки нержавеющей стали 12Х18н10т

Сталь 12Х18Н10Т относят к материалам аустенитного типа. Эту сталь широко применяют для изготовления оборудования пищевой и фармацевтической промышленности.

Сварка электродами

Для соединения заготовок из этой стали применяют следующие типы изделий:

ЦЛ-9, сварку с его применением можно выполнять во всех пространственных положениях.
ОК 61.30, обеспечивают качество шва, самоотслаивание шлака.

Какие электроды не следует использовать

Абсолютно точно следует исключить использование электродов АНО. Эти электроды прекрасно работают с трансформаторами, выпрямителями, варят на небольшом токе, легко зажигаются, лучше всего подходят для новичка. Однако варить ими нержавеющую сталь нельзя. Сварной шов при этом будет получаться некачественным. Неизбежно появятся непровары, водородные трещины. Сами по себе свойства шва будут сильно отличаться от стали.

Он будет сильно ржаветь. Мало того, при агрессивной коррозии такие швы будут являться очагами, с которых разрушение металла будет распространяться на основной материал. Даже в простой среде шов из АНО по нержавеющей водопроводной трубе будет разрушаться сильнее, чем по чёрной. Происходит это благодаря тому, что нержавейка будет отбирать из металла шва положительные ионы.

Какими электродами варить нержавейку 1 мм

Один из самых сложных процессов в сварочных процессах – это обработка деталей с тонкими стенками. Это обусловлено тем, что:

Излишнее тепло, выделяемое при сварке, может привести к образованию отверстия.
Высокая температура может привести к деформации поверхности.
Электрическая дуга, которая используется при обработке тонкостенных деталей, имеет небольшой размер. Даже небольшой отрыв ее от поверхности обрабатываемых заготовок может привести к ее отключения.

Сварка стали 1мм

Все вышеназванные сложности существенно осложняют работу сварщика. Помочь в устранении этих проблем может оказать правильный выбор сварочного материала. Например:

ОК 63.34 – можно отнести к универсальным электродам, их можно использовать для работы с заготовками разной толщины.
ОК 63.20 – их применяют для обработки труб и тонкостенного материала.

Электроды для нержавейки

Каким электродам варить нержавейку? Они состоят из двух частей: стержня и обмазки. Для нержавеющих сталей в составе электродов большой процент никеля и хрома — основных легирующих элементов.

Обмазка — рутиловая. Она в своем составе имеет более 50% двуокиси метана. Это повышает щелочность расплава и не позволяет образовываться трещинам при варке.

Именно рутиловое покрытие позволяет сваривать нержавеющую сталь при переменном токе (то есть обычным инвертором ММА). При этом образуется меньше брызг, а электрическая дуга более стабильна.

Для сварки на постоянном токе можно использовать расходники, которые имеют покрытие из магния и карбонатов кальция.

Вольфрамовым электродом пользуются для сварочных работ в аргоновой среде.

Выбор электродов

Несмотря на агрессивную среду, выход всегда можно найти. Современные производители стараются создать наиболее приемлемые составы для покрытия электродов. Это необходимо для того, чтобы они образовывали прочные сварочные швы. Особое внимание уделяется шлаку, который образовывается при сгорании основы.

Электроды по нержавейке обязательно должны хорошо зажигаться и активно гореть при сварочной дуге. Также они должны равномерно расплавляться и создавать ровный шов. После окончания – легко удаляться с поверхности.

Для сварки используются такие электроды, с покрытием:

Рутиловые;
Основные;
С повышенной степенью наплавки;
Специальные

Самыми популярными разновидностями среди электродов по нержавейки считаются : ЦТ-15, ЦЛ-11, ОЗЛ-6, НЖ-13. Также могут применяться различные типы ЦЛ. Резкие перепады температур и давления не страшны для таких стержней электродов.

ЦЛ-11. Основное покрытие. Имеет общетехническое назначение. Для сварки сталей марок типа 08Х18Н10, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н12Б, AISI 321, 347 и им подобных, эксплуатирующихся при температурах до 350°C когда к металлу сварного шва предъявляются требования стойкости к межкристаллитной коррозии. Электроды ЦЛ-11 производятся на заводе ЭСАБ-СВЭЛ в Санкт-Петербурге.

ОЗЛ-6. Основное покрытие. Для сварки литья и проката из жаростойких сталей типа 20Х23Н13, 20Х23Н18. Производятся на заводе ЭСАБ-СВЭЛ в Санкт-Петербурге.

ЭА-400/10У — электрод для сварки оборудования из коррозионностойких стали аустенитного класса марок 08Х18Н10Т, 08Х18Н10Т-ВД, 12Х18Н10Т, 08Х18Н12Т, 08Х18Н13М2Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т, Х18Н22В2Т2, AISI 318, 321, 347. Тип — основной.

НЖ-13. Осовное покр. Предназначены для сварки оборудования из коррозионно-стойких хромоникелемолибденовых сталей марок 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т, 08Х21Н6М2Т и им подобных, работающего при температуре до 350°С, когда к металлу шва предъявляют требования стойкости к межкристаллитной коррозии.

ЦТ-15. Основной тип электродов. Предназначены для сварки узлов конструкций из хромоникелевых сталей марок Х20Н12Т-Л, Х16Н13Б, 12Х18Н9Т, 12Х18Н12Т и им подобных, работающих при температуре 570-650°С и высоком давлении, а также для сварки сталей тех же марок, когда к металлу шва предъявляют жесткие требования стойкости к межкристаллитной коррозии.

Марки электродов ESAB для нержавейки

ОК 63.30. Универсальный электрод с очень низким содержанием углерода. Свари и рутиловым покрытием. Свариваемые стали: 03Х17Н14М2, 10Х17Н13МЗТ, 316 Российский аналог — АНВ-26.

ОК 63.41. Рутиловый, кислотостойкий и высокопроизводительный.

ОК 61.35. С основным покрытием. Для сварки конструкций из нержавеющих сталей 03Х18Н10, 08Х18Н10Т, AISI 304L, 321, 347 и им подобных, работающих при температурах от -196 до +400°C. Подходит хорошо для сварки трубопроводов.

ОК 63.20. Электрод с специальным покрытием. Свариваемые стали: 03Х17Н14М2, 10Х17Н13МЗТ, 316 и т.п. Российские аналоги: ОЗЛ-20, АНВ-17, НИАТ-1. Разработан для сварки тонкостенных труб.

Качество сварки

Абсолютно точно, что новичку не следует варить нержавеющую сталь. Обычно это бывают работы по ремонту сложного технического оборудования. Это могут быть газовые, твёрдотопливные котлы, трубопроводы, которые отводят воду от них. Качество сварки при этом должно быть очень хорошим. При безалаберном исполнении придётся проводить ещё более масштабные ремонтные работы, а во многих случаях дорогое оборудование и вовсе приходит в негодность.

Необходимо, чтобы сваркой занимался классный специалист, обладающий не менее, чем пятым квалификационным разрядом по специальности «электросварщик», знал хотя бы в общих чертах устройство свариваемых объектов. При проведении работ они полностью отключаются и вывозятся, чтобы выполнять сварку по возможности в нижнем положении, хорошем освещении. Это также влияет на качество производимых работ, и экономить здесь не стоит.