Как сваривать нержавеющую сталь электродами

Как сварить бак из нержавейки своими руками — Металлы, оборудование, инструкции

Выполняя такую технологическую операцию, как сварка нержавейки, важно учитывать как физические свойства материала, так и его химический состав. Только в таком случае можно рассчитывать на то, что соединение будет выполнено качественно и надежно.

Аргонная сварка нержавеющей стали

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

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.

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.

Ручная и полуавтоматическая сварка нержавейки в среде аргона (AC/DC TIG, MIG)

Для выполнения ручной сварки нержавейки в среде аргона применяются электроды из вольфрама.

Эта технология даже в условиях дома позволяет получать качественные и надежные соединения изделий, отличающихся небольшой толщиной.

Сварку такими электродами по нержавейке используют преимущественно для монтажа коммуникаций из труб, по которым под давлением будут транспортироваться газы или различные жидкости.

Аустенитную нержавеющую сталь следует сваривать особенно тщательно и с осторожностью

У данной технологии есть определенные особенности.

• Для того чтобы вольфрам, из которого изготовлены электроды по нержавейке, не попал в расплавленный металл в зоне сварки, дугу поджигают бесконтактным способом. Если выполнить это непосредственно на детали не представляется возможным, то дугу зажигают на специальной угольной плите и аккуратно перемещают ее на соединяемые заготовки.
• Сварку нержавеющей стали данным способом можно выполнять как на постоянном, так и на переменном токе.
• Режимы подбираются в зависимости от толщины соединяемых деталей. К таким режимам, в частности, относятся параметры сечения вольфрамового электрода, диаметр проволоки, используемой в качестве присадки, параметры тока (сила и полярность), расход защитного газа, скорость выполнения сварки.
• Очень важно, чтобы уровень легирования присадочной проволоки был выше, чем у соединяемых деталей.
• В процессе выполнения сварки электроды по нержавейке не должны совершать колебательных движений. Если пренебречь этим требованием, это может привести к нарушению сварочной зоны и окислению металла в ее области.

При использовании данной технологии можно сократить расход вольфрамового электрода. Для этого нужно некоторое время (10–15 секунд) не отключать подачу аргона после окончания сварочного процесса. Подобная процедура способствует защите раскаленного вольфрамового электрода от активного окисления.

У полуавтоматической сварки нержавейки в среде аргона, по сути, мало отличий от обычного ручного способа. Основное ее отличие заключается в том, что подача проволоки в зону сварки осуществляется при помощи специального оборудования. Благодаря механизации процесс протекает значительно точнее и с большей скоростью.

Благодаря использованию полуавтоматического оборудования могут быть реализованы следующие техники сварки деталей из нержавеющей стали:

1. метод струйного переноса, который позволяет эффективно сваривать детали большой толщины;
2. сварка короткой дугой – для выполнения соединения деталей небольшой толщины;
3. импульсная сварка – универсальная технология, которая позволяет получать качественные и надежные соединения и является самым выгодным вариантом в финансовом плане.

Аргонодуговая сварка нержавеющей стали

Другие технологии сварки нержавеющей стали

Существует еще несколько способов сварки нержавейки, которые лучше демонстрируют себя в определенных ситуациях, то есть не отличаются универсальностью. Сюда относятся следующие способы, предполагающие использование специального оборудования.

Сварка нержавеющей стали с использованием лазерного луча

Такой способ сварки, который даже на видео выглядит очень впечатляюще, обладает целым рядом весомых преимуществ: металл в зоне сварки не теряет свою прочность из-за чрезмерного температурного воздействия, быстро остывает, на нем не появляются трещины, а в его структуре формируются зерна минимального размера. Оборудование для лазерной сварки и сама технология находят широкое применение в различных отраслях промышленности (автомобиле- и тракторостроение, монтаж коммуникаций из труб и др.).

Сварка нержавейки в домашних условиях и не только

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 нержавеющих сталей, металл быстро нагревается, поэтому для сварочных работ подбирают специальные электроды длиной 35 см;
• при нагреве хромоникелевой нержавейки образуются термостойкие пленки оксидов легирующих элементов, процесс сварки из-за этого затрудняется, рабочую зону необходимо охлаждать.

Варить нержавейку в домашних условиях нужно, учитывая особенностей стали, иначе соединение получится некачественным.

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.

Сварка нержавейки покрытыми электродами

Электродуговой метод ММА чаще всего используют для нержавейки, если к соединениям не предъявляют особых требований. При выборе электродов руководствуются ГОСТ 10052−75. В стандарте указано, чем варят нержавейку, легированную хромом, никелем, железом, тугоплавкими металлами. Электроды делятся на две группы.

Стержни с основным видом обмазки, в состав которой входят карбонаты кальция, магния, ими варят легированный металл на обратной полярности, подключают их «+». Рутиловая обмазка содержит оксид титана, такие стержни применяют при токе любой полярности, подключают к «+» и «-» контактам.

Они меньше разбрызгиваются, реже залипают.

Сварка нержавейки полуавтоматом

Качественно заварить нержавейку, используя присадочную проволоку, поможет технология MIG с подачей углекислого газа в область расплава. Полуавтомат обеспечивает равномерную подачу присадки в рабочую зону. Проволока подбирается под вид сплава – основной легирующий компонент.

Выпускают омедненную присадку, порошковую с каналом, заполненным флюсом, алюминиевую. В качестве источника тока используют выпрямитель или инвертор. Дуга создается примерно так же, как в электродуговой сварке. Контакт «+» подводится к горелке, по ней попадает на подающий проволоку мундштук.

Одновременно с проволокой подается газовая смесь, образующая защитную атмосферу.

Полуавтоматом варят детали:

• до 4 мм (короткой дугой);
• толще 4 мм, используя метод струйного переноса.

Импульсная сварка с минимальным разбрызгиванием ванны расплава применима для нержавеющей стали любой толщины.

Ручная и полуавтоматическая в среде аргона

Технология TIG (ручной) и MIG (полуавтоматической) применяется для работы с тонкой нержавейкой, предусматривает использование вольфрамовых тугоплавких электродов для создания электродуги. Подачу аргона начинают до розжига дуги, заканчивают через 20 секунд после угасания.

Холодная сварка под большим давлением

Технология основана на способности сплавов преобразовывать кинетическую энергию в тепловую. При сдавливании внутренняя структура стали изменяется с выделением энергии, нержавейка становится пластичной.

Один слой вдавливается в другой с образованием диффузного слоя. Сварка нержавеющей стали производится односторонним или двухсторонним давлением. На прессы устанавливают специальные штампы.

Получаются очень аккуратные точечные или линейные соединения без окалины, трещин, внутренних напряжений в рабочей зоне.

Контактная сварка нержавейки

Ток подается на два неплавящихся электрода из цветных сплавов, заготовки помещаются между ними. При подаче тока электроды с усилием сжимают.

Варят нержавеющую сталь только в зоне контакта, дуга прошивает детали насквозь, расплавляет. Ручные сварочные клещи используют для сварки тонкой нержавейки до 2 мм.

Заготовки потолще соединяют аппаратами с усилителями, чтобы можно было продавить зону контакта. Образуется точка размером с площадь электрода.

Лазерным лучом

Для нержавеющей стали применяют технику точечного и шовного метода. Приварить детали можно только встык. При соединении заготовок внахлест в рабочей зоне создаются остаточные напряжения.

Ванна расплава ограничена за счет молниеносного воздействия луча. Нержавейка разогревается мгновенно, шов образуется прочным, мелкозернистым. Расплав полностью заполняет стык.

В быту лазерная сварка используется редко из-за высокой стоимости оборудования.

Плазменная сварка

Принцип основан на ионизации газа под действием дуги в специальной камере – плазмотроне. Электрическое поле создается с использованием тугоплавкого вольфрамового электрода. Направленный поток плазмы быстро расплавляет заготовки в месте соединения до высокой температуры. Оборудование бывает двух типов:

• ручное, вторым контактом для образования дуги становится металлическая деталь;
• автоматическое, дуга создается между электродом и стенкой камеры.

Ручной плазмой сваривают тонкие заготовки до 3 мм, автоматами – толщиной до 160 мм. Кромки предварительно разделывают, но проваривается шов сразу, за одну проходку.

Технология сварки обычным электродом

Для соединения нержавейки нужно выполнять простые правила:

1. Не допускать перегрева заготовки до температуры выше 150°С;
2. Вести сварку при токе малой величины, исключая лишние движения электродом. Скорость подачи проволоки довести до максимальной.
3. Обеспечить отвод тепла с помощью медных пластин, подложенных под соединяемые детали.
4. Для толстых листов нержавейки применять сварку многопроходную.
5. Использовать специальные электроды. Простые дают шов низкого качества.

При работе место соединения обезжиривается. Метод позволяет сохранять устойчивое горение дуги. Величина тока – от 80 А. Под заготовки подкладываются теплоотводящие пластины из меди. Для надежности горения дуги расстояние между металлом и электродом составляет 2-3 мм.

Сварка бака для воды своими руками

Для многих жителей многоэтажек не известны проблемы владельцев частных домов. К примеру, сварка бака для наполнения водой может вызвать у городских жителей лишь ироническую усмешку. А между тем вопрос не праздный. Актуальность проблемы заключается в вопросе, по какому пути пойти – заказать готовое изделие или сварить самостоятельно ёмкость для воды.

Два варианта решения вопроса

Для изготовления емкости для сбора воды, можно обратиться за помощью к специалистам. Они сварят бочку или бак по вашим чертежам и размерам или предложат свой вариант конструкции. Но за качественную продукцию нужно будет выложить круглую сумму.

Поэтому многие жители частного сектора выбирают второй вариант: самостоятельно изготовить емкости, получая при этом экономию собственных средств и моральное удовлетворение от процесса сварки.

Варианты применения

Накопительные ёмкости актуальны в местах, где существуют перебои с водоснабжением. В помещениях баки для воды устанавливаются чаще всего в горизонтальном положении.

Резервуары служат для хранения дождевой воды и водопроводной. С их помощью можно организовать летний душ или держать их в целях пожарной безопасности, чтобы можно было погасить огонь.

В них можно накапливать воду для полива растений, сада и огорода. Часто баки круглой формы монтируются в бане для накопления воды. Различают множество конструкций, которые могут быть круглой, прямоугольной или иной формы.

Важно понимать, для чего нужен бак. Если он используется неактивно, то вода, которая находится в нём, способствует размножению водорослей и микроорганизмов. Тем более, если ёмкость постоянно находится на открытой местности под солнечными лучами.

Следовательно, выбор объём бака – это одна из главных задач, перед началом его изготовления. Баки из черного металла надо обязательно грунтовать и красить, чтобы он не ржавели.

Этапы сварки

На первоначальном этапе сварки под углы листа, которое будет служить дном, нужно подложить доски. Важно, чтобы толщина подложки была одинаковой. Это даст ровную плоскость по всей длине и в углах конструкции.

В процессе сварки необходимо постоянно проверять, не выходят ли стороны за пределы основания. Можно сразу прихватить все стороны между собой, затем сваривать с основанием.

Листы должны плотно прилегать друг к другу. Следующий этап – это окончательная сварка швов. Сварку можно выполнять внутри бака или снаружи.

Непроваров быть недолжно. На самостоятельную сварку уходит около 7-8 рабочих часов.

Рекомендуется делать конструкцию жёсткой. Для этого используют угольники внутри бака и с наружной стороны. Для слива воды в нижней части вваривается труба с контрольным краном.

Обязательно надо отбросить лень и проверить конструкцию на герметичность. После выполнения работ следует приготовить меловой раствор и нанести его на швы с внутренней стороны.

Когда он высохнет, тряпочкой, смоченной в керосине, пройтись по швам бака с наружной стороны. Цель: выявление «непроваров» забитых шлаком. Для контроля нужно всего несколько минут.

Если жидкость не проявляется, то всё нормально. Если появились пятна, то проблемный участок следует проварить ещё раз. Проверку и повторную сварку лучше выполнить сразу перед покраской.

Монтаж можно выполнить на предварительно заложенные кирпичи, но лучше использовать подставку. Далее наполнить бак водой и несколько дней понаблюдать: не проявилась жидкость на стенках конструкции.

Из нержавейки и алюминия

В процессе самостоятельного изготовления бака из нержавейки рекомендуется использовать металл 1,1-2 мм. Для предотвращения вздутия наполненной конструкции надо устанавливать расширительные бачки для защиты от излишнего давления.

Можно использовать в качестве рабочего материала пищевую или техническую сталь. Понятно, что пищевая нержавейка обойдётся дороже.

Распространёнными методами сварки считаются работа вольфрамовыми электродами в аргоне или порытыми электродами. Возможен вариант аргоновой сварки полуавтоматом с использованием нержавеющей проволоки.

Алюминиевые баки можно сварить самостоятельно, однако процесс связан с выполнением ряда технических условий, которые подвластны только специалистам:

• необходимо рассчитать габариты ёмкости для воды;
• правильно подобрать марку нержавеющего материала;
• вычислить толщину стенки, чтобы избежать вздутия конструкции;
• при использовании люка или крыши определиться с её типом;
• определиться с наличием перегородок, каркаса и окантовки;
• владеть навыками сварки.

Многое в этом процессе зависит от используемых сварочных аппаратов и мастерства сварщика. При неправильной сварке возможно проявление микроскопических трещин, через которые со временем будет просачиваться жидкость.

Обычно из нержавеющей стали изготавливают баки для хранения воды. Ёмкости для бани из нержавейки лучше заказывать на постоянно действующем производстве. Окрашивать их не надо, так ка при нагреве краска будет испаряться, загрязняя воздух и воду.

Варианты конструкции водяных баков для бани

Баки для воды, рассчитанные на использование в бане, могут иметь различную конструкцию. Основных варианта 3: встроенный бак, выносная емкость и агрегат, устанавливаемый на трубе. С особенностями каждого типа конструкции вы можете ознакомиться в следующей таблице.

Таблица. Конструкции водяных баков из нержавейки

Встраиваемый водяной бак

Натрубный водяной бак

В таблицу не включен еще один возможный вариант установки бака – сбоку печки.

Печь с боковым баком Печь с боковым баком – фото

Способ обделен вниманием по той простой причине, что является наихудшим. Вода в таком баке будет очень быстро закипать. Если процесс парения затянется, из-за постоянно кипящей воды атмосфера в помещении парилки станет попросту невыносимой. Да и с обслуживанием подобного бака сплошные неудобства: в целях экономии пространства емкость делается высокой, но очень узкой.

Поделиться новостью в соцсетях

Похожие записи
• Дизайн БАНИ и САУНЫ внутри: современные идеи интерьера
• Водопровод в частном загородном доме своими руками: устройство, прокладка и монтаж
• Наполнение шкафа купе, планировка пространства и основные элементы