Такой материал как нержавеющая сталь достаточно часто применяется в промышленности и в быту. Нержавейка не подвластна ржавлению, характеризуется длительным сроком службы и хорошо пригодна для водяных фильтров, различных емкостей и т.д. Многие выбирают этот металл для создания систем отопления или водопровода.
Однако, случаются ситуации, когда изделия дают течь, а специальное оборудование отсутствует. Тогда единственно верным решением является — сварка нержавейки электродом.
Именно о том, что представляет собой этот процесс и как правильно варить нержавейку электродом мы расскажем в этой статье.
Отличительные особенности материалов из нержавейки
Основная характеристика, которой отличается нержавеющая сталь – это устойчивость к коррозионным процессам. Благодаря этому свойству, многие изделия, которые изготавливаются из нержавейки применяются для работы с водой и под высоким давлением. Как варить нержавейку электродом знают опытные сварщики, поэтому у них сварка труб или других элементов не вызывает сложностей. Совсем иначе дело обстоит с начинающими сварщиками, главная проблема, с которой им предстоит столкнуться – это течь, которая образуется после того как шов остывает. Для того, чтобы справиться с течью и сделать ровный и качественный шов, следует быть очень внимательным и аккуратным.
Прежде чем приступать к сварке, необходимо ознакомиться со всеми свойствами нержавеющей стали.
В первую очередь стоит отметить, что данный металл отличается высоким коэффициентом расширения. Это означает, что когда изделие будет нагреваться, дистанция между молекулами будет возрастать, а при остывании наоборот оно будет стягиваться до исходных пропорций. Если шов будет сделан из другого металла, то это чревато трещинами, а то и вовсе его разрывом.
«Совет! Подбирайте качественный стержень электрода, который обеспечит хорошую взаимосвязь между нержавейкой и другим дополнительным металлом»
Еще одной проблемой, с которой можно столкнуться в процессе сварки электродами по нержавейке, является низкая температура плавления этого металла. При сильном нагреве, участок, который подвергся такому процессу как сварка электродами, попросту перегреется и все его антикоррозийные свойства исчезнут. В итоге в том месте, где проводилась сварка, образуется ржавчина. В связи с этим, особенно важно включить правильный режим сварки и вести шов в шахматном порядке. Соблюдая эти правила, ваше изделие будет застраховано от перегрева.
Следующий нюанс заключается в том, что если кислород попадет в сварочную ванну, то на поверхности шва образуется газ и могут возникнуть крупные поры. Если произойдет такая реакция, то сварить металл будет просто невозможно. Для того, чтобы избежать этого, уделите особое внимание защите сварочной ванны от окружающей среды. Это можно сделать при помощи защитного газа или посредством обмазки электродов. Каждый из этих методов приведет к образованию газового облака в зоне сварки.
Как варить нержавейку самостоятельно?
Любой из способов сварки деталей из высокоуглеродистых сталей подходит для соединения нержавейки в домашних условиях, но прочность в каждом случае будет разной. Наиболее популярным остается «союз» инвертора и электрода — ММА.
Оборудование, материалы, инструменты и защита
Подобная (созидательная) работа всегда подразумевает отдельный этап — подготовку всех элементов, аппаратуры и инструментов. Так как варить нержавейку достаточно сложно, то набор для этой работы потребуется большой. В него входит:
- Инверторный аппарат — прибор компактный и максимально эффективный. Кабель для подключения инвертора к электросети.
- Присадочные материалы. К ним относятся электроды, соответствующие классу нержавеющей стали. Если выбран вариант с аргоном, то потребуется баллон с газом, шланги для его подачи, газовая горелка.
- Инструменты для подготовки нержавейки. Это болгарка с шлифовальными кругами для этого вида металла, щетки (тоже именно для него), а также приспособления для надежной фиксации элементов будущей конструкции.
- Сварочные кабели, предназначенные для подачи тока в рабочую зону: это кабель «массы» (клеммы заземления) и кабель электродержателя. Главное требование к элементам — их достаточная длина, которая предотвратит перекручивания и другие подобные проблемы.
К обязательной экипировке сварщика относится:
- защитный костюм, или плотная одежда, которая предотвратит контакт кожи с расплавленным металлом, защитит от высокой температуры;
- перчатки, краги, маска, обязательно с темным стеклом;
- ботинки из толстой кожи с такой же подошвой.
После завершения основной работы мастеру не помешают очки, которые предохранят глаза от «скачущего» шлака. Сварка — операция, которая делится на три отдельных процесса. Это подготовка, сама сварка и завершение работы.
Подготовка нержавеющей стали
Этот этап, состоящий из нескольких операций необходим любому материалу. Если говорить о «главной героине», то перед тем как варить нержавейку, мастеру нужно:
- очистить соединяемые участки деталей — от загрязнений и оксидного слоя: для этого используют металлическую щетку, напильник, наждачную бумагу или инструмент со шлифовальными насадками;
- подготовить к операции кромки: если толщина заготовок больше 4 мм, то их разделывают болгаркой, либо спиливают под углом;
- предварительно нагреть элементы, чья толщина более 7 мм, температура зависит о марки материала;
- уложить детали, соблюдая необходимый зазор между ними, его размер находят в справочнике;
- сделать прихватки — короткие (точечные) швы, предотвращающие деформацию изделия.
Вместо механической очистки металла можно использовать химический метод. Как правило, в этом случае выбирают серную или соляную кислоту. Обработанные поверхности тщательно промывают. Перед началом сварки требуется обезжирить участки ацетоном либо авиационным бензином. После проведения всех подготовительных мероприятий можно начинать основную работу.
Сверка нержавеющей стали
Соединение деталей из нержавеющей стали выполняют так:
- Сначала подключают инвертор, создавая обратную полярность: кабель «массы» подключают на минус, кабель держателя на плюс. Такой метод позволяет снизить температуру плавления металла, а значит, дает возможность избежать прожога материала.
- После надежной фиксации заготовок выполняют предварительный этап — создают прихваточные швы. Их длина и шаг зависит от нескольких факторов — от толщины металла заготовок, от протяженности будущего соединения.
Если толщина зоны соединения большая (свыше 7 мм), то сначала ее разогревают до 150°, затем активизируют электрод, поджигая дугу. Сталь сваривают по короткой дуге. Чтобы предотвратить появление дефектов на трубах, делают «замок» — нахлест в 10-12 мм. После окончания сварки изделия оставляют остывать, минимальная пауза составляет 5 минут.
Завершающий этап
Он сводится к освобождению места соединения от образовавшегося шлака, окалины.Первую помеху удаляют небольшим (шлакоотбойным) молотком. После освобождения шва от несовершенств обязательно проверяют качество работы. Если «непровары» все-таки обнаруживают, то стыки вырезают, а сварку повторяют. Окончательную зачистку шва производят металлической щеткой, доводочным кругом, шлифовальным валиком и т. д.
Работа со сварочным оборудованием совсем не проста. Еще труднее операция с нержавеющей сталью, а рассказать о ней с помощью букв нереально. Ошибки неминуемы, поэтому только многочисленные тренировки на «подопытном» материале, а также советы мастеров помогут понять, а затем досконально изучить технологию.
Чтобы увидеть и узнать, как варить нержавейку правильно, лучше всего уделить немного времени популярному видео:
Способы сварки
В настоящее время выделяется несколько способов, позволяющих сваривать нержавейку.
Осуществить сварку нержавеющей стали в домашних условиях можно тремя методами:
— Сварка электродами. Такой вид отличается тем, что плавящийся электрод становится материалом, из которого делается шов. Такой способ подходит для сварки и обычной стали и тонкой нержавейки, и в данном случае процесс сварки осуществляется специальным сварочным аппаратом — инвертором.
— Аргоновая сварка с вольфрамовым электродом. В данном случае с помощью электрода плавится металл заранее выбранной детали. Он и будет выступать в качестве материала, из которого будет производиться шов. Сварку с применением аргона можно осуществить еще одним способом. Для этого для сварки используется присадочная проволока, в которой функцию защиты сварочной ванны выполняет инертный газ – аргон.
Вольфрамовые прутки для сварки
— Полуавтоматическая сварка плавящимся электродом. Такой вид сварки производится в газовой среде.
Сварка нержавейки основные факторы сложности
О сложностях, возникающих при сварке нержавейки не раз говорилось в рамках статьи в данном разделе просто обобщим эти факторы.
Высокий коэффициент линейного расширения
Данный фактор ведёт к деформациям при остывании так как металл сильно расширяется при расплавлении. Способ устранения — снижение сварочного тока и увеличение скорости сварки.
Низкая теплопроводность
Этот фактор приводит перегреву и растеканию сварочной ванны. Способ устранения — снижение силы сварочного тока, применение теплоотвода.
Межкристаллитная коррозия
К этому фактору приводит сильный перегрев расплавленного металла в сварочной ванне и зоне термического влияния. Способ устранения- не перегревать металл сварочной ванне, контролировать температуру при многопроходной сварке и давать остывать предыдущему слою.
Выбор электродов
Чтобы качественно и надежно сварить нержавеющую сталь, важное внимание стоит уделить выбору электродов.
Данные проводники должны иметь следующие характеристики:
- небольшое температурное расширение,
- они должны быть упругими,
- должны хорошо проводить тепло и быть износоустойчивыми,
- у них должно быть специально покрытие, которое предназначено для работы с нержавейкой.
Выбор электродов в строительных магазинах и на рынке достаточно большой. Широкой популярностью пользуются электроды ОК 67.60 шведской фирмы ESAB. Среди отечественных производителей электродов выделяются марки ОЗЛ-8 и ЦЛ-11. Цена на такие электроды ниже, чем на импортные, но в процессе сварки требуют особой внимательности и профессионализма от человека, выполняющего работу.
В таблице представлены основные показатели, которые должны соблюдаться при сварке металла, разной толщины.
| Толщина металла, мм | Род тока | Сила тока,А | Диаметр электрода или проволоки, мм | Скорость прохождения, см/мин | Напряжение, В | Расход аргона, л/мин |
| 1 | Постоянный | 30..60 | 2 или 1,6 | 12 – 28 | 11…15 | 2,5…3 |
| 1 | Переменный | 35…75 | 2 или 1,6 | 15 – 33 | 12…16 | 2,5…3 |
| 1,5 | Постоянный | 40..75 | 2 или 1,6 | 9 – 19 | 11…15 | 2,5…3 |
| 1,5 | Переменный | 45…85 | 2 или 1,6 | 1 — 14 | 12…16 | 2,5…3 |
| 4 | Постоянный | 85…130 | 4 или 2,5 | — | 11…15 | 10 |
Особенности сварочных аппаратов и режимы сварки
Сварка аргоном требует, чтобы в наличии был специальный аппарат, соответствующий ГОСТ.
Обычно оборудование делают путем усовершенствования классического дугового сварочного аппарата, к которому добавляют дополнительное оборудование, нужное для выполнения аргоновой сварки.
Видео:
Для работы требуется следующее оборудование:
- трансформатор для сварки, имеющий напряжение в холостом ходу не менее 60В;
- контактор, отвечающий за подачу сварочного напряжения к горелке;
- осциллятор;
- регулятор времени обдува.
ВАЖНО ЗНАТЬ: Советы по сварке алюминия электродами
Поскольку газ для работы по ГОСТ должен подаваться за 20 секунд до ее начала, необходим аппарат, который сможет регулировать этот процесс.
Также в процессе понадобятся:
- горелка;
- баллон, оснащенный редуктором, в котором находится аргон;
- электроды;
- имеющий нужный размер трансформатор;
- отвечающий за питание амперметр;
- аккумулятор и прочее оборудование.
Все оборудование доступно для покупки в специализированном магазине, либо его можно собрать своими руками, но в этом случае оно должно соответствовать ГОСТ (какие условия предписывает ГОСТ, вы можете посмотреть в специализированной литературе).
При самостоятельной сборке вы получите самодельный сварочный аппарат, пригодный для работы с аргоном.
Расход денег в этом случае будет гораздо ниже, а если вы обладаете необходимым знаниями, то сможете улучшить аппарат, чтобы снизить его расход и во время работы.
Режим работы и поступающее давление очень важны, когда вы начинаете работу.
Как работать с разными металлами, смотрите на видео, прежде чем приступить к самостоятельным действиям.
Выбор правильного режима поможет снизить расход давления и энергии во время работы.
Давление и другие показатели зависят от типа металла, который вы обрабатываете (стали, латуни, нержавейки и т.д.), от этого зависит выбор полярности и места подачи тока.
Сварка меди аргоном, а также стали и ее сплавов выполняется обычно в режиме постоянного тока, имеющего прямую полярность.
Сварка чугуна аргоном и сварка титана выполняется в аналогичных условиях, давление, когда идет сварка чугуна аргоном и титана, также аналогично, а вот для сварки алюминия, бериллия, магния лучше использовать обратную полярность и переменный ток, т.к. эти показатели лучше разрушают оксидную пленку, которая находится на поверхности металла.
Какое давление нужно для чугуна, титана, алюминия и прочих металлов, можно посмотреть по специальной таблице.
Видео:
Выбор сварочного тока зависит от характеристик металла (чугуна, титана, алюминия и т.д.), все эти значения можно узнать по таблице.
Для опытных мастеров допускается экспериментировать с силой тока и выбирать ее самостоятельно, пользуясь опытом и знаниями. Количество расхода аргона зависит от того, с какой скоростью передвигается воздух.
В закрытых помещениях он минимален, а на открытом воздухе – самый высокий.
Если работа происходит с применением постоянного тока, то тепло на аноде и катоде выделяется неравномерно: в первом случае этот показатель равняется 30%, а во втором – 70%.
Работу с электродом лучше всего проводить на прямой полярности, т.к. в этом случае он лучше разогреется и сможет качественно расплавить нужную область детали, а расход энергии будет ниже.
Весь процесс сварки аргоном чугуна и титана смотрите на видео и фото – эти уроки разъяснят вам, как работать с разными материалами, а также основные этапы работ.
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.
Переменным или постоянным током
Сваривание переменным и постоянным током обладает своими особенными характеристиками.
Основные преимущества постоянного напряжения: экономия сварочных материалов за счет низкого уровня разбрызгивания; комфорт и легкость проводимых работ; качественный шов; высокая производительность сварки; отсутствие непроверенных участков. Недостатком является высокая стоимость оборудования, способного выдавать постоянный ток. Подробнее здесь.
Главные достоинства переменного тока: легкость и доступная цена оснащения, работающего на переменке; удобство проведения сварочных работ; гарантия качественного соединения. Основные минусы: меньшая стабильность дуги; большое количество брызг способствует значительному расходу материалов. Подробности тут.
Коррозионностойкие стали можно сваривать различными способами. Однако, чаще всего, для сварки нержавейки используются два метода соединения:
- Ручное сваривание покрытыми электродами.
- Сварка вольфрамовым электродом в среде защитных газов.
В зависимости от метода сварки используется различный вид напряжения, а соответственно применяются электроды, подходящие для переменного или постоянного тока.
Электроды постоянного тока по нержавейке
Приступая к работе мастер должен решить какими электродами можно варить нержавейку. Сварочные материалы с обмазкой без особых проблем обеспечивают оптимальное качество соединения. Ручное сваривание осуществляется, как правило, постоянным напряжением обратной полярности. Поэтому используются нержавеющие электроды следующих марок:
ЦЛ-11 является одной из самых популярных марок среди сварщиков; используется для работы со сталями с высоким содержанием хрома и никеля. Шов, наплавленный с помощью данных расходников, обладает несколькими преимуществами: прочность; пластичность; аккуратность; достаточно высокий уровень ударной вязкости; отсутствие разбрызгивания.
Электроды ОЗЛ-8 предназначены для сварки конструкций, которые будут эксплуатироваться в условиях высоких температур – до 1000°С. При это достоинства данной марки во многом схожи с ЦЛ-11.
НЖ-13 успешно используются для сваривания деталей из пищевой стали. Расходники данной марки отлично сваривают сплавы, где присутствуют хром, никель и молибден. Главная отличительная особенность таких электродов – образование тонкого слоя шлаковой корки, которая отделяется самопроизвольно.
Электроды НИИ-48Г.
Ниже приведен перечень ещё нескольких востребованных электродов по нержавеющим сталям:
ЗИО-8 предназначены для жаростойких коррозионностойких сталей.
Электроды НИИ-48Г используются для работы с ответственными конструкциями.
ОЗЛ-17У подойдут для нержавейки, работающей в средах, где присутствуют серная или фосфорная кислоты.
В соответствующем разделе представлены остальные марки электродов для сварки нержавейки.
Электроды для переменного тока для нержавейки
Не все исполнители располагают оснащением, работающим на постоянном напряжении. Из-за чего возникает вопрос: можно ли варить переменным током нержавейку?
Есть такие электроды, например, это марки ОЗЛ-14, ЛЭЗ-8, ЦТ-50, ЭА-400, ОЗЛ-14А, Н-48, АНВ-36 и другие.
Сваривание вольфрамовыми электродами (на картинке) в среде газов также можно проводить переменным током прямой полярности. Данный метод соединения применяется в следующих случаях:
- сваривание тонкостенных изделий;
- повышенные требования к сварочному шву.
Данные сведения помогут исполнителю любого уровня определить какие электроды для сварки нержавейки переменным током следует использовать при решении конкретных задач.
В качестве вывода, следует отметить, что электроды для нержавейки переменного тока менее востребованы. Данный факт обусловлен меньшей популярностью переменного напряжения по сравнению с постоянным.
Постоянка обладает большим спектром достоинств и используется профессионалами намного чаще.
Технология сварки
В отличие от обыкновенной стали, для сварки тонкой нержавейки электродом, нужно гораздо меньшее количество тока (на 20%).
«Обратите внимание! Если вы осуществляете сварку толстого металла, то между заготовками обязательно должен присутствовать зазор. Иначе могут образоваться трещины.»
Длина электродов должна быть не более 35 см. Если будет задан неверный температурный режим, то материал может лишиться своих антикоррозийных свойств. Температура нагрева не должна превышать показатель 500°С.
Сварка нержавеющей стали в домашних условиях
Для того, чтобы шов получился и качественным, в процессе сварки нержавейки следует придерживаться следующих рекомендаций:
- Для того чтобы соединить сталь из нержавейки нужно применять ток обратной полярности. В процессе сварки обращайте внимание на шов. Если он не проплавляется, значит он выполнен верно.
- В сварном стыке следует оставлять маленький зазор.
- Сварка нержавеющей стали при помощи обычного электрода обычно свойственна для проведения работ дома. Если вам надо скрепить толстые поверхности, то нужно использовать электроды больше диаметра.
- Для того чтобы верно определить нужную величину сварочного тока, воспользуйтесь таблицей, которая представлена выше. В ней указаны все нужные значения, исходя из толщины материала. Обычно, для того чтобы получить качественное и прочное соединение, нужно использовать ток с минимальным значение 20% от тока, который используется для сварки низкоуглеродных сталей.
- По завершению работы по изготовлению шва, нужно выждать некоторое время, пока он остынет. Благодаря этому сталь будет устойчива к коррозионным процессам.
- Для охлаждения шва используйте медные прокладки.
Защита сварочного шва
Нержавеющая сталь отличается высокой чувствительностью к механической зачистке после завершения процесса сварки. Зачистка подразумевает под собой снятие верхнего окисленного слоя, который как раз предназначен для защиты сварочного шва от ржавления. Восстанавливается окисленный слой только спустя 5-6 часов. Важно, чтобы в это время ничего не попадало в зону зачистки, что чаще всего просто невозможно. Но есть один способ, помогающий справиться с этой проблемой. После того, как механическая зачистка будет завершена, надо покрыть сталь специальным спреем, который состоит из пассивирующих присадок и синтетических масел.
Подводя итог, можно прийти к выводу, что прочность и качество швов при сварке нержавеющей стали зависит только от человека, выполняющего работу. Если подойти к выполнению всех требований со всей ответственностью и соблюдать все рекомендации, то результат оправдает ваши ожидания. Поэтому важно детально выполнить технологию сварки, подобрать хороший инвертор и купить качественные электроды.
