Электроды по нержавейке: как варить нержавейку электросваркой

Нулевая коррозия, долговечность и великолепный внешний вид предметов из нержавеющей стали делает ее популярнейшим металлом в любых отраслях – от тяжелой промышленности до мелких бытовых нужд. Ее достоинства перекрывают огромную головную боль – сложность сварки.

От головной боли можно избавиться, но для этого нужно хорошенько поработать. Нержавейку варить можно, только нужно разобраться с технологией сварки нержавеющей стали электродами. Электроды по нержавейке – главное решение проблемы низких сварочных качеств нержавеющей стали.

Что такое нержавейка

Что такое сталь: это сплав железа с углеродом. Доля углерода может быть разной, чем она выше, тем сталь прочнее. В сталь добавляют легирующие элементы для корректировки свойств стали.

Что такое нержавеющая сталь: для устойчивости к коррозии добавляют хром. Его доля в нержавеющем сплаве составляет от 12 до 30%. Хрома и других компонентов типа молибдена, никеля и др. намного меньше, они отлично работают для антикоррозийной защиты, но совсем не облегчают процесс сварки. И это мягко сказано. Высоколегированная нержавеющая сталь – один из самых сложных металлов для сварочных работ.

Схема возникновения сварочной дуги.

Вот основные факторы, влияющие на сварочный процесс:

У нержавейки теплопроводность ниже, чем у других видов стали. Поэтому ее приходится прогревать намного дольше, а электричества тратить намного больше.
У нержавейки очень высокий коэффициент расширения, поэтому при соединении двух поверхностей толстых заготовок есть риск возникновения микротрещин в большом количестве. Чтобы минимизировать эту проблему, зазор между заготовками должен быть шире, чем в работе с другими видами стали.
Высокое сопротивление нержавейки процессам плавления ведет к значительному перегреву электродов. Поэтому пользоваться можно только специальными электродами для нержавеющей стали.
Внимание! Главный враг в сварке сталей — межкристаллитная коррозия или МКК – очень опасная деформация, которая может возникнуть при нагреве нержавейки свыше 500°С, поэтому определять режим сварки нужно самым тщательным образом, включая в него принудительное охлаждение стальных заготовок.

Можно ли варить нержавейку обычными электродами? Теоретически и даже технически можно. Но только в работе с мелкими металлическими деталями бытового пользования.

Если речь идет о промышленных конструкциях, то никаких простых расходников! О надежности и монолитности швов с их использованием говорить не приходится. Такой вариант может расцениваться лишь как экстренное решение в случаях срочной необходимости.

Область применения

Сварка нержавейки инвертором нашла свое активное применение как в домашних условиях, так и в промышленных, на производстве.

Сварка труб из нержавейки электродами будет актуальная только в случае необходимости создать короткие швы. Ручная дуговая сварка часто используется в следующих видах работ:

изготовление малогабаритных деталей,
монтаж конструкций из металла,
наплавка,
применяется в случае, когда необходимо избавиться от дефектов на небольших участках шва.

Подводя итог вышеизложенного, стоит еще раз подчеркнуть, сварка нержавейки электродом производится только в том случае, если работа будет не очень масштабной.

Классификация электродов специального назначения

Критериев для классификации расходников много, и в данном обзоре нет задачи излагать все возможные виды и классы. Нас с вами интересуют электроды по нержавейке для высоколегированных специальных сплавов. Вот где их место:

Электроды по назначению

для низколегированных углеродистых сплавов, названия начинаются с буквы «У»;
для легированных сталей с начальной буквой «Л»;
для легированных теплоустойчивых сталей с буквой «Т»;
для высоколегированных стальных сплавов с особыми свойствами с буквой «В»;
для наплавки поверхностей с особыми свойствами, буква «Н».

Типы покрытия и стандарты маркировки.
Также для нас может быть интересна классификация электродов по типу покрытия (подробно о покрытиях см. ниже):

А – кислые покрытия;
Б – основные покрытия;
Ц – целлюлозные;
Р – рутиловые;
смешанные и прочие виды покрытий.

Принципы маркировки у электродов по нержавейке довольно громоздкая. В данном обзоре нет задачи перечислять их полностью.

Технические условия для выбора полярности

Полярность соединения выбирается исходя из технических условий, необходимых для решения конкретной задачи. Путем изменения типа подключения можно получить концентрацию горячего анодного пятна или на самой заготовке, или на электроде. Непосредственный нагрев осуществляется за счет плюсовой клеммы, поэтому прямое подключение к ней приводит к разогреву данного участка.

Эта особенность подключения дает возможность выбирать рабочий режим с учетом следующих факторов.

Толщина металлической заготовки

При сваривании деталей со средней и большой толщиной следует воспользоваться прямым подключением. В этом случае тепловая энергия концентрируется на самом изделии, способствуя получению глубокого сварного шва. В этом же режиме возможна резка металлов, независимо от их толщины. Для сварки тонких листовых металлов рекомендуется использовать обратную полярность, когда основное тепло сосредоточено на электроде. За счет этого удается избежать перегрева заготовок, а плавление электрода будет происходить намного быстрее.

Типы свариваемых металлов

Возможность изменения места расположения анодного теплового пятна позволяет выбрать режим работы, максимально эффективный для конкретной детали. Например, при сварке чугуна или нержавеющей стали при сварке инвертором применяется обратная полярность, чтобы не перегреть сплав и сформировать надежное соединение. Алюминий, наоборот, нужно варить в режиме прямого подключения, чтобы как можно быстрее преодолеть окислительную пленку. Существуют рекомендации по настройке аппаратуры под конкретные сплавы, которые следует внимательно изучить и использовать на практике.

Тип сварочной проволоки или электрода

Данные компоненты также отличаются индивидуальными особенностями режимов температур, которые во многом зависят от используемых флюсов. Если сварка производится угольными электродами, то подключение в режиме обратной полярности не подходит, поскольку флюс подвергнется сильному перегреву и электрод станет непригоден для работы. В таких случаях выбор наиболее подходящих настроек полностью зависит от типа флюса и проволоки.

Способы сварки нержавейки

Варианты сварки стальных сплавов тоже можно классифицировать как угодно – по самым разным критериям.

В этом обзоре рассматриваются виды, которые делятся или по способу сварки, или по виду заготовок:

ручная сварка электродом;
ручная и полуавтоматическая сварка с аргоном;
инверторная сварка;
сварка стали с разнородными металлами;
сварка нержавеющих труб;
сварка тонкой стали и т.д.

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.

Ручная сварка электродом

Типы соединений при сварке нержавейки.
Самая универсальная технология, которая используется практически в любой отрасли. Один их немногих способов работы с нержавейкой, доступных домашним самодеятельным мастерам. Ток нужно применять постоянный, полярность – обратную.

Достоинства ручного способа серьезные и весьма убеждающие:

высокое качество швов;
компактность и высокая мобильность аппарата;
доступность оборудования и расходников по цене;
высокая производительность труда;
доступность способа для самостоятельного изучения и исполнения.

Важнейшим условием для качественных швов в нержавейке является правильный выбор сварочных материалов.

Марки электродов для ручной сварки нержавеющей стали следующие:

ОЗЛ-8 предназначены для работ в агрессивной среде.
НЖ-13 очень хороши для надежных швов с предотвращением МКК (межкристаллитной коррозии). Особенность этого типа заключается в том, что шлак отпадает самостоятельно, после остывания. А это делает скорость процесса гораздо выше.
Внимание! Чемпионы по популярности! Сварочные электроды ЦЛ-11 характеризуются отличной изоляцией сварочной ванны от ненужного воздействия внешней среды. Соединение получается очень прочным и устойчивым к МКК.

Особенности сварки нержавеющей стали

Главная проблема, возникающая у неопытных сварщиков – некачественный шов. В трубе может появиться течь даже при небольшом давлении. На металле в районе шва возникают трещины.

При сварке нержавейки электродом нужно учитывать ряд особенностей легированной стали, ее физические свойства:

У металла большой коэффициент расширения, он после соединения электросваркой в процессе охлаждения стягивается. Если варить нержавейку обычной присадкой для углеродистой стали, имеющей небольшой коэффициент расширения, на шве могут появиться трещины – его будет разрывать от внутренних напряжений в нержавейке.
При окислении ванны расплава на поверхности образуется пористость за счет кристаллизации. Если нет возможности создать над рабочей зоной защитную атмосферу, нужно подбирать стержни со специальной обмазкой, содержащей компоненты, препятствующие поступлению кислорода в шов.
Легированная сталь, используемая в быту, плавится при невысоких температурах. Под воздействием электродуги из нержавейки способны выгорать легирующие добавки. Без них металл будет ржаветь. Чтобы не допускать перегрева, шов ведут в шахматном порядке.
Присадку для сварки нержавейки подбирают с учетом особенных свойств легированного металла. Желательно точно знать марку свариваемых заготовок.

Ручная сварка в среде аргона

Самый чистый способ соединения поверхностей с великолепным внешним видом. Единственный метод, в котором используются электроды для нержавейки без покрытия. Применяется, когда шов должен соответствовать самым жестким требованиям, либо в сварке тонких листов стали.

Технология сварки вольфрамовыми наконечниками позволяет произвести очень качественные, надежные и эстетичные швы. Она возможна и в домашних условиях. Ток нужно применять постоянный или переменный с прямой полярностью.

Сварка нержавейки вольфрамовым электродом.
Особенности технологии следующие:

Важно, чтобы вольфрам не попал в расплавленную сталь, поэтому дугу нужно поджигать без прямого огня – бесконтактным способом.
Существует риск окисления шва. Для его минимизации сварку нужно производить очень ровно, без каких-либо колебательных движений.
После окончания сварки не нужно отключать подачу аргона в течение 15-ти секунд. В этом случае вольфрамовый наконечник будет защищен от окисления, а это значительная экономия расходных материалов.

В этой статье:

Проводится при помощи источника постоянного тока (инвертор, выпрямитель, сварочный генератор). Сварщик орудует держателем с плавящимся электродом. Стержень электрода выступает присадочным материалом, а его обмазка защищает сварочную ванну от внешней среды.

Это самый бюджетный вариант, не требующий дорогого сварочного оборудования. Расходники к нему тоже доступные. Но качество швов далеко от идеала, хотя соединения могут быть и герметичными.

Ручная аргоном с вольфрамовым электродом (TIG)

Выполняется при помощи источника постоянного тока, к которому подключено два кабеля. Один — масса, а второй ведет к горелке. В сопле горелки имеется вольфрамовый электрод. Он не плавится, поэтому не укорачивается. Сварщику легче держать стабильную высоту дуги, шов получается ровнее, более узким, гладким. Присадочный металл подается дополнительно второй рукой сварщика. Сварочную ванну защищает инертный газ, выходящий из сопла горелки.

Швы при TIG сварке нержавейки более качественные, но процесс медленный. Расходники (вольфрамовые электроды, газ) дорогие. Оборудование тоже отличается по цене от ММА в большую сторону.

Полуавтоматическая сварка проволокой (MIG)

При полуавтоматической сварке используется оборудование с постоянным током и механизм подачи. Он толкает проволоку, выступающую плавящимся электродом. Но длина вылета проволоки из сопла горелки сохраняется постоянной, поэтому легче контролировать высоту дуги. Для защиты сварочной ванны используется газ, подающийся от баллона с редуктором через клапан в сварочном аппарате.

Полуавтоматическая сварка нержавейки является наиболее производительной, но уступает по качеству шва методу TIG. Расходники для такого способа сварки стоят дороже, чем для РДС.

Инверторный способ в домашних условиях, этапы работы

Инверторы для сварки нержавейки — это сварочные аппараты, которые отличаются компактными габаритами и небольшим весом. А если добавить их невысокую стоимость, получится отличный вариант сварки нержавейки в домашних условиях. Ток использовать постоянный с обратной полярностью.

Этапы инверторного способа рассмотрим поподробнее:

Прежде всего хорошенько очистить металлической щеткой поверхность от всех загрязнений.
Толщина краев заготовок не должна превышать 4-х мм, поэтому кромки необходимо разделать напильником или болгаркой.
Если металл тонкий, края плотно прижать друг к другу – сделать прихватки.
Если толщина металла выше 7 мм, заготовки нужно разогреть до 150°С. Для разогрева можно использовать паяльную лампу.
Поджечь дугу, произвести шов с соединением на короткой дуге.
Для профилактики образования трещин или свищей конец шва закончить «замком».
Остывание должно быть самостоятельным, никаких принудительных действий!
Очистить шов от шлаковой корки, отшлифовать и отполировать.

Свойства электродов для сварки нержавеющей стали.
Для инверторного способа используются электроды для сварки нержавейки с коррозионностойкими и жароустойчивыми свойствами:

ОЗЛ-6 – жаростойкие расходники, которые отличаются отличными техническими свойствами. При их использовании риск образования трещин и пор намного снижается.
АНО-27 – специальные расходники для работ при сильном морозе и при значительных нагрузках на конструкцию.

Выбор самого оптимального способа сварки нержавейки нужно делать с учетом трех моментов, все они про толщину стали:

Если толщина заготовок меньше 1,5 мм, варить лучше в аргоне с вольфрамовыми неплавящимися электродами. Способ – хоть ручной, хоть полуавтоматический.
При толщине в диапазоне от 1,5 мм до 3,0 мм самый лучший способ – электродуговой.
С толщиной больше 3-х мм – только электродуговой способ со струйным переносом металла.

Методика с использованием инвертора

Работа требует опыта и не каждому новичку доступна.

Преимущества сварки нержавейки обычным электродом:

низкая стоимость оборудования;
малый вес и размеры аппарата;
способность заварить детали до 2 см толщиной;
возможность работы без защитных газов и флюсов.

Недостатки способа:

образование большого количества шлака;
разрушение покрытия с последующим перегревом электрода;
ограничение величины тока;
увеличенные временные затраты.

Работа ведется тремя способами:

С помощью ручных методов. Стык между деталями заполняется расплавленным материалом электрода. Для работы используется только инвертор.
Соединение заготовок вольфрамовым электродом, применяемым для тонких листов. Шов получается в результате плавления заготовки и присадочной проволоки. Место сварки защищается слоем газа.
Работа на полуавтомате с подачей проволоки. Скорость увеличивается вместе с производительностью. В аргон рекомендуется добавлять углекислоту (до 2%).

Перед тем как варить нержавейку инвертором в домашних условиях, необходимо правильно подготовить аппарат и материалы.

Рекомендуем к прочтению Как приварить нержавейку к чермету

Необходимые расходники

Используя инвертор, нужно подготовить все необходимое для работы:

агрегат соответствующего типа;
растворитель;
щетка со стальной щетиной;
защитные индивидуальные средства;
электроды;
крокодилы – зажимы для заземления;
кабели длиной от 2 до 6 м.

Соединить листы толщиной 3 или 4 мм и получить качественный шов становится сложной задачей, выполнить которую можно с помощью инвертора с осциллятором и с возможностью проведения аргонодуговой сварки (АДС).

Таким аппаратом может стать популярное устройство Aurora PRO INTER TIG 200 PULSE. АДС позволяет создавать красивые и прочные швы на тонких листах или трубах.

Настройка инвертора

Перед сваркой аппарат правильно настраивают. Делается это переключателями на панели прибора. Нужные значения можно посмотреть в таблице:

Толщина заготовки	Величина тока (А)	Напряжение (В)	Диаметр электрода
1,5	40 – 60	13	2
3,0	75 – 85	15	3
4,0	90 – 100	16	3
6,0	140 – 150	18	4
8,0	150 – 180	20	4
12,0	180 – 220	22	5
15,0	220 – 260	26	6

При работе в режиме полуавтоматической или аргонодуговой сварки устанавливается расход инертного защитного газа. Делается все опытным путем. Оптимальные значения – 6-12 л/мин. Движение проволоки при автоматической подаче регулируется до максимальной скорости, дающей качественный шов.

Процесс пошагово

Перед работой мастер должен выполнить следующие действия:

с заготовки рядом с будущим швом счистить грязь стальной щеткой или наждачной шкуркой до натурального блеска;
место сварки обработать растворителем или ацетоном для удаления следов жира;
с заготовок, имеющих толщину от 4 мм, снять фаски для заполнения стыка расплавленным металлом;
остальную часть металла обработать раствором мела в воде, чтобы горячие капли не прилипали;
между деталями оставить компенсационный промежуток в 1-2 мм;
тонкие листы соединять без зазора;
под заготовки подкладывать пластины, отводящие тепло;
толстые детали сначала нагревать до достижения 150-170°С.

Рекомендуем к прочтению Как варить нержавейку полуавтоматом

При работе с постоянным током устанавливают обратную полярность.

Обработка после сварки

По окончании работы детали остужаются естественным образом. Нельзя ускорять процесс, обливая их водой. Это приведет к образованию микротрещин. Шов после очистки от шлака подвергают шлифовке с последующей полировкой.

Для облагораживания используют абразивные материалы с содержанием оксида алюминия или циркония. Корундовые изделия не годятся.

Чтобы место стыка оставалось прочным и эстетичным, его покрывают пастой с антикоррозийными свойствами. При несоблюдении этих рекомендаций качество изделия снижается из-за возникновения очагов ржавчины.

Вместо заключения: ручная сварка часто используется при небольших бытовых и производственных проблемах. Ее применяют для соединения труб, нержавеющих баков и других изделий на даче, в доме, в гараже. Отремонтированные вещи служат еще долгие годы.

Варим нержавейку с черным металлом

Сварка нержавейки и черного металла электродом или еще каким-нибудь способом – абсолютно неправильное сочетание с технической точки зрения, это совершенно разнородные материалы. Необходимость в такой работе нечасто, но возникает. Найти решение помогут специальные материалы расходников. Варить можно двумя способами:

электродами с покрытием;
вольфрамовыми электродами.

Если использовать ручную дуговую сварку с покрытыми наконечниками MMA — Manual Metal Arc, можно взять материалы для цветных металлов.

Маркировка сварочных электродов для нержавейки.
Оптимальными вариантами являются следующие:

АНЖР-1 и АНЖР-2. С этими специальными электродами работу можно проводить во всех положениях в пространстве, исключая вертикальное.
ЦТ-28, позволяющие выполнять жаростойкие и жаропрочные швы.
ESAB – Внимание! Очень популярна среди мастеров! Группа шведских наконечников для работы с разнородными сплавами.

Главный принцип – выбор более легированного расходника, чем сам металл.

Метод с использованием вольфрама в данной технологии встречается намного реже: вольфрамовые электроды дорогие по стоимости.

ОЗЛ-312 можно смело выбирать, если неизвестна марка стали.
НИИ-48Г хороши для переходных слоев.

Можно ли варить нержавейку обычным электродом?

Использовать углеродистые стержни можно только в крайних случаях. Ожидать особой прочности от шва в этом случае не стоит. При остывании соединения можно будет услышать потрескивание – черный металл порвет сокращающаяся в размерах нержавейка. Со временем в рабочей зоне обязательно образуется ржавчина, даже под небольшим давлением образуется течь.

Простым электродом НЕ варят:

нихромовые трубы системы отопления;
полотенцесушители;
нержавеющие емкости.

Новичкам, имеющим дома инвертор, желательно иметь в запасе пачку универсальных электродов для нержавейки.

Варим тонкую сталь

Это один из самых сложных способов, требующих знаний и навыков в равной степени. Кроме точного выбора подходящих расходников необходимо установить правильное напряжение с силой тока, уменьшенной примерно на 20%. Работать можно только с короткими стержнями – не длиннее 35 мм. Не допускать высоких температур нагрева, верхний предел 500°С, ни в коем случае не выше.

Принцип работы MMA сварки.

Бытовая сварка тонких листов нержавейки производится инверторным аппаратом со строгими производственными правилами:

Ни в коем случае не превышать уровень температуры в 150°С в участке соединения и общем нагревании поверхностей.
Использовать только низкие величины тока, но с высокой скоростью.
Для предотвращения образования дыр и перегрева рабочей зоны подкладывать прокладки в виде пластин под заготовки: таким образом излишнее тепло будет рассеиваться.
Если листы металла тоньше 3-х мм, разделку краев делать не нужно. Зазор между поверхностями в этом случае должен составлять не больше 2 мм.

Для работы с тонкой нержавейкой предназначены следующие электроды:

ЦЛ-11, любимец публики, дает очень стойкий к коррозии шов даже в неблагоприятных условиях внешней среды.
ОК 63.20 отлично работает в жидких агрессивных средах при высокой температуре.

Виды металлов, свариваемые электродом с нержавейкой

РДС сварка легированной стали возможна с сечением металла от 2 до 20 мм. По группам нержавейка и аустенитные стали, которые можно сваривать ММА аппаратами, бывают:

жаропрочные (Х25Н38ВТ, ХН75МБТЮ, 20Х20Х14С2, 20Х25Р20С2);
коррозионно-стойкие (08Х18Н10, 12Х18Н10Т, 08Х22Р6Т, 08Х21Р6М2Т, 10Х17НИМ2Т);
жаростойкие (ХН75МБТЮ, Х25Н38ВТ, 30Х18Н25С2, 20Х25Н20С2).

Сварка тонкой нержавейки

Нержавейка с черным металлом

Сварка тонкой нержавейки сечением 1 мм ведется покрытыми электродами сложно, поскольку высокая сила тока прожигает основной металл, а при низкой силе тока трудно держать электрическую дугу (электрод постоянно прилипает). Начиная с толщины 1.5 мм сваривать нержавеющую сталь РДС методом вполне реально в домашних условиях, но потребуется инвертор с определенными функциями, о чем мы расскажем чуть ниже.

Нержавейку можно сваривать с черным металлом, но такой стык будет не герметичным. Трещины образуются при разной скорости остывания малоуглеродистой и легированной стали. Причем сразу после провара стык держит воду, а потом образуются трещины на границе шва и нержавейки. Ржавеют такие соединения очень быстро. Когда герметичность не требуется, прихватить легированную сталь к «чернухе» электродом вполне реально, но для высоких нагрузок такое соединение не рассчитано.

Варим нержавеющие трубы

Очень распространенный вид работ, также имеющий свои специфические особенности. Здесь применяются наконечники с основной или рутиловой обмазкой, об обмазках или покрытиях см. ниже. Ток следует использовать постоянный с обратной полярностью.

Постоянный ток особенно хорош при сварке тонкостенных труб: металл не разбрызгивается, процесс довольной простой, шов получается очень качественным.

Вольфрамовые наконечники можно применять и при в работе со стальными трубами. В отличие от других, они требуют постоянного тока прямой полярности. Несмотря на их высокую цену, они дают серьезные рабочие преимущества:
высокая устойчивость швов к окислению;
устойчивость дуги;
высокая коррозийная стойкость швов.
ОК 63.20 – уже упомянутый расходник для жидких агрессивных сред.

Поворотные стыки для сварки труб.
Вне зависимости от выбранных электродов сварка нержавеющих труб состоит из трех технологических этапов:

Обработка поверхностей металлической щеткой для очистки от загрязнений. Особое внимание уделить стыкам и участкам возле них.
Сам процесс сварки с зажиганием электрода и дуги.
Контроль качества соединения с предварительной отбивкой шлака.

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.

Электроды по нержавейкам специального назначения

Если общее свойство нержавеющей стали заключается в устойчивости в коррозии, то дополнительные свойства специального назначения будут различаться в зависимости от легирующих добавок в сплав. Все виды нержавеющих сталей относятся к высоколегированным сплавам с разной направленностью свойств. Это означает высокую процентную долю тех или иных добавок. С учетом этого электроды также строго делятся по своим рабочим характеристикам.

Для высокопрочных коррозионностойких сплавов

Такие сплавы не окисляются даже при температуре в 600°С. Широко применяются в авиационной промышленности, что говорит само за себя. Из этих сплавов делаются стальные тросы для мостов, самые важные детали в электрических машинах, сердечники трансформаторов, болты, шатуны, все системы, требующие высокой стойкости к ударам и другим силовым воздействиям.

Критерии выбора электродов для сварки нержавейки.

Даже в этом, казалось бы, очень специальном сегменте высокопрочные нержавеющие стали подразделяются на марки со своими особенностями.

Таким же образом рассматриваются и электроды: для каждой марки металла – свои расходники:

Для стальных марок 12Х21Н5Т и 08Х21Н6М2Т идут электроды нескольких типов: Э-08Х20Н9Г2Б, Э-09Х19Н10Г2М2Б и др.
Для марок особых высоколегированных сплавов 12Х25Н5ТМФЛ, 10Х25Н6АТМФ, 12Х21Н5Т и 08Х21Н6М2Т используется только один тип Э-08Х24Н6ТАФМ, который дает особый шов с прочностью, равной основному металлу.
Для марок стали 08Х226Т и 08Х21Н6М2Т подходят типы ОЗЛ-40/08Х22Н7Г2Б и ОЗЛ-41/10Х20Н7М2Г2Б. Швы в данном случае отличаются чрезвычайно высокой коррозионной стойкостью к щелочным средам.

Для кислотостойких коррозионностойких сплавов

Эта группа сплавов не поддается воздействию в кислотной среде, то есть обладают коррозийной стойкостью в агрессивной среде. Они нужны во многих отраслях промышленного производства: авиационной, машиностроительной, горнодобывающей, химической и др. Главные функциональные слова в данном случае – агрессивная среда.

Именно из таких сплавов сделаны узлы и главные детали оборудования, предназначенного, например, для шахт с кислотными водами, канализационных труб, промышленных дымоходов и так далее. К расходникам для таких сплавов требования не менее жесткие: швы должны обладать такими же качествами, что и свариваемые стали.

Марки электродов и область их применения.

К ним относятся:

при «мягких» режимах — температурах, не превышающих 360°С, можно использовать обширную группу электродов типов ЭА-400/10Т, ЭА-400/10У, ОЗЛ-8, ОЗЛ-12, Л-39 и ЭА-606/10. Полученные швы не предполагают дальнейшего теплового воздействия, остается только кислотная устойчивость «в чистом виде».
для стальных деталей с необходимым отпуском в конце сварки, нужны электроды типа ЭА-989/21, которые дают возможности выполнить швы, стойки к МКК до и после рабочего процесса.
Для работы в азотной кислоте применяются наконечники типа Э-08Х19Н10Г2Б, из них — марок ЦТ-15 и ЗИО-3.
Существуют специальные низкоуглеродистые кислотостойкие стали с низкой до 0,03% долей углерода с высокой пластичностью сплава, для них предназначены расходники типов Э-04Х20Н9 и Э-02Х20Н14Г2М2.

Сварка постоянным и переменным током

Правильный выбор электродов является залогом успешной работы. Сварка ведется на обратной полярности. Нижеперечисленные марки отличаются наличием обмазки стержня. Марка ЦЛ-11 стала популярной среди сварщиков. Такие электроды используются при сварке сталей, содержащих хром или никель. Полученный шов отличается прочностью, пластичностью и аккуратностью. Именно пластичность дает высокий уровень ударной вязкости. Отметим, что при работе с ЦЛ-11 практически отсутствует разбрызгивание.

Аналогом представленной марки электродов является модель ОЗЛ-8. Расходные материалы с данными индексами обладают такими же высокими показателями, однако дополнительно адаптированы для применения в конструкциях, эксплуатируемых в условиях высоких значений температур (температура может достигать 1000°C градусов). ОЗЛ-8 и ЦЛ-11 применяются в пищевой промышленности.

Пищевая сталь безопасна для продуктов питания. Следовательно, наложенные швы также должны быть безопасными. Для сталей, содержащих молибден, никель и хром применяются электроды марки НЖ-13. При формировании шва может образовываться тонкая корка из шлака, однако она самопроизвольно отпадает.

Пополнить перечень расходников для сварки нержавейки под постоянным током можно такими марками, как:

ЗИО-8. Электроды для нержавеющей стали и жаропрочных материалов.
НИИ-48Г.
ОЗЛ-17У. Применяются в том случае, если конструкция будет эксплуатироваться в агрессивной среде серной или фосфорной кислоты.

При отсутствии оборудования приходятся варить нержавеющую сталь переменным током. Данный факт и стал причиной возникновения ряда вопросов, связанных с технологией сварки. Сразу укажем, что существуют такие электроды, которые маркируются, как ОЗЛ-14, ЦТ-50, ЛЭЗ-8, ОЗЛ-14А, АНВ-38, Н-48. Вольфрамовые электроды также подходят для сварки переменным током. Их применяют при ремонте тонкостенных изделий, при необходимости получения качественного и аккуратного шва.

Покрытие электродов

Все электроды делятся на покрытые и непокрытые. Последние применяются только в работе с аргоном. Основная же часть расходников имеет покрытия, которые подразделяются в зависимости от назначения. В них нужно разбираться, потому что знание главных свойств основных покрытий поможет решить главный вопрос — какими электродами варить нержавейку.

Вот самые распространенные покрытия электродов по нержавейке:

рутиловые;
основные;
с высоким уровнем наплавки;
специальные для гравитационной сварки и сварки на спуск.

Распространенные покрытия электродов.
Марки популярных и качественных электродов с основным и рутиловым покрытиями по нержавейке:

ОК 63.30. Отличные свойства и характеристики: мало брызг, дуга постоянная, металл переносится капельным способом, дает очень качественный шов. Положения могут быть любыми, но лучше – нижнее из-за высокой текучести шлака.
ОК 63.41. Расходник с высокой наплавкой и металлическим порошком в обмазке, очень высокая производительность работ. Покрытие не перегревается, получаются швы большей длины — не тратится время на смену материала. Лучше работают с диаметром больше 3-х мм, они удобнее для опоры на покрытие.
ОК 61.35. Расходник с основным покрытием, применяется во всех положениях, на постоянном токе.
ОК 67.72. Это электроды из нержавеющей стали, работают на сварке разнородных сталей, гравитационной сварке. В составе покрытия – легирующие элементы.
ОК 63.34. Работает для сварки на спуск. Имеет улучшенное шлакоотделение.
ОК 63.20. Специальное покрытие для сварки точками, прекрасно работают в сварке труб и тонкой стали.

Необходимые расходники и аксессуары для сварки нержавейки

Чтобы сварить нержавейку в бытовых условиях, понадобятся:

сварочный аппарат с постоянным током;
покрытые электроды с нержавеющим стержнем;
защитная маска, краги, одежда и обувь;
щетка по металлу для очистки кромок и растворитель;
болгара для разделки кромок, если сечение металла более 5 мм.

У инвертора должен быть кабель массы с зажимом, чтобы присоединить его к изделию. Второй кабель оснащается держателем, куда вставляется электрод.

Советы бывалых, экспертное ассорти

Важные советы по сварке нержавеющей стали:

Пресловутая МКК – межкристаллитная коррозия, которую все опасаются и о которой много говорят, появляется только при температурном режиме выше 500°С. Контролировать и принимать профилактические меры против МКК нецелесообразно, если температура не достигает этого уровня.
За температурой нужно следить всегда и очень внимательно: в диапазоне от 350°С до 500°С пластичность нержавеющих сплавов значительно снижается, а это ведет к повышенной хрупкости металла. Поменьше махать молотком, руками и любыми другими предметами при такой температуре!
Не лениться предварительно нагревать заготовки до самых высоких температур до 1200°С с последующим самостоятельным охлаждением не менее трех часов. Так вы повысите качество стали.
Спешить никогда не нужно, но сварку нержавейки электродами следует проводить по возможности быстро: нержавейка не любит длительного нагрева. Лучше уж варить слоями с охлаждением каждого слоя до 100°С перед каждым следующим.
Идеальные прихватки всегда длинные. По крайней мере, стараться делать расстояние между прихватками заготовок минимальным, до нанесения основного слоя.
Выбор правильного электрода ничуть не менее важен, чем выбор аппарата или режима сварки. Стало быть, уделять электродам внимания тоже не меньше.

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:

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

Как правильно варить нержавейку электродами:

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

Выводы

Чтобы решить неслабую техническую задачу – качественно сварить металл, который по определению плохо варится, нужно выбрать правильную технологию, а если точнее – правильные электроды. У нас их огромный выбор – на любой вкус и цвет. Но мы точно знаем, что варим и зачем варим, поэтому будем выбирать с умом и грамотным расчетом.

Даже дома можно варить высококачественные стали – это всего лишь сварка нержавейки инвертором. Главное – помнить общие принципы, контролировать температурный режим и иметь твердую руку.

Желаем интересных задач, качественного металла и правильных людей рядом.

P.S. А в паспорт любого электрода все-таки заглядываем… И читаем. На всякий случай.

Модели сварочных инверторов для сварки нержавейки электродом

Существует ряд параметров, которым должны соответствовать сварочные аппараты для РДС сварки нержавейки:

Это должен быть инвертор, вырабатывающий постоянный ток. С трансформатором заварить стык будет сложнее, больше брызг, хуже держать дугу;
Максимальная сила тока для бытовых нужд составляет 140-180 А. Для профессиональной деятельности выбирайте модели на 250 А;
Для дома и гаража нужны инверторы с входным напряжением 220 V. На предприятие лучше взять модель, работающую от 380 V, при условии, что ее есть куда подключить;
Немаловажна способность инвертора работать при просадках входящего напряжения до 140-160 V. Тогда ничего не помещает запланированному процессу;
Если гараж или мастерская неотапливаемые, ищите сварочные аппараты, рассчитанные на работу при -10º С;
Чтобы электрод легко поджигался и не прилипал, покупайте инверторы с функциями «Антиприлипание», «Форсаж дуги», «Горячий старт».

Источник видео: Территория сварки R

Вот примеры проверенного оборудования для дачи, гаража, дома, которые хорошо зарекомендовали себя при сварке нержавейки: РЕСАНТА САИ-160 ПН, Сварог REAL ARC 200 (Z238), ESAB BUDDY ARC 145.

Эти модели подойдут для профессиональной деятельности: ESAB LHN 250i Plus, Lincoln Electric Invertec 270SX, РЕСАНТА САИ-250.

Настройка сварочного аппарата

Чтобы получилось сварить легированную сталь обычным инвертором и покрытыми электродами, требуется установить силу тока на 20% ниже, чем при сварке углеродистых сплавов. Вот рекомендуемые значения.

Толщина металла, мм	Сила тока, А	Диаметр электрода, мм
1-3	20-60	1-1.5
3-4	50-90	1.6-2.0
4-5	60-100	2.0-2.4
5-6	80-120	2.5-3.1

Выполните подключение кабелей к аппарату так, чтобы получилась обратная полярность. Включите инвертор, наденьте защитную маску (лучше хамелеон) и приступайте к сварке. Для начала коснитесь кончиком электрода о поверхность изделия, чтобы зажечь дугу. Удерживайте расстояние 3-5 мм, чтобы дуга горела стабильно. Наклоните электрод на себя или вправо на 40-60 градусов и ведите шов на себя или вправо.

Проверка качества сварки тонкой нержавейки

Непосредственно перед проверкой всего металлоизделия на соответствие действующим стандартам обязательно проверяется качество сварных швов для выявления возможных их недостатков как снаружи, так и изнутри. По возможности обнаруженные недостатки устраняются.

Перед вводом в эксплуатацию каждого изделия из тонкой нержавейки, обработанного сваркой, проводится его тщательный и многоуровневый контроль. Первый уровень проверки качества представляет собой визуальный осмотр изделия, позволяющий выявить наиболее заметные и грубые дефекты швов — непровары, крупные трещины и т. п.

Большая часть видимых деформаций в швах сваренного изделия из тонкой нержавейки выявляется именно на стадии визуального осмотра невооруженным взглядом. Но иногда применяются и специальные приспособления. Контрольные мероприятия по выявлению недостатков делятся на два вида: разрушающие и неразрушающие. К первому типу относят только визуальный осмотр, более сложные методы проверок причисляют ко второй категории.

В свою очередь, неразрушающий тип контроля бывает капиллярным, магнитным, ультразвуковым, радиационным и проверяющим на проницаемость.

Неразрушающий контроль отличается от разрушающего также сохранением внешнего вида изделия из тонкой нержавейки без его деформирования. Поэтому данный вид проверки является более востребованным.

Разрушающий контроль выполняется лишь после процесса сваривания изделия в постоянных условиях с применением одного типа сварки.

Подготовка тонкой нержавейки к сварке

Перед сваркой тонкой нержавейки для получения качественных соединений поверхности изделий необходимо грамотно подготовить. Предварительная обработка тонких листов металла ненамного отличается от обработки других форм металлических заготовок.

Для начала производится зачистка кромок соединяемых деталей до блеска с использованием шлифовального устройства или щетки с металлической щетиной. Затем кромки нужно обезжирить ацетоном либо авиационным бензином. Это обеспечит устойчивую дугу и повысит качество шва.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Марки сталей: классификация и расшифровка
Марки алюминия и области их применения
Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска

Подготавливаемые к сварочному соединению заготовки должны иметь зазор, необходимый для компенсации возможных деформаций.

Также в процессе подготовки тонкой нержавейки к сварке особо важен правильный подбор присадки. Нужно оценивать как диаметр присадочной проволоки, так и ее состав. В частности, степень легирования присадочного материала должна быть выше, чем у металла соединяемых заготовок.

Важно! При обработке тонкой нержавейки щеткой не следует снимать избыточный слой металла.

На подготовленную поверхность выкладывается флюс, улучшающий качество сварочных работ. После этого заготовка подогревается примерно до 250 градусов Цельсия, когда начнется характерное изменение цвета заготовки. Такая операция облегчит процесс сварки и защитит металл от возникновения напряженных состояний. После этого сварочные работы можно начинать.