Электроды для сварки нержавейки: варим нержавеющую сталь правильно

Иногда в домашних условиях необходимо срочно заварить емкость или трубу из нержавейки. Начинающие сварщики, имеющие в хозяйстве бытовой инвертор, могут устранить проблему самостоятельно. Хотя в промышленных условиях ручную сварку нержавейки электродом не практикуют, дома можно устранить дефект обычной электросваркой. Специалисты поделятся опытом, как варить нержавейку электродом. Какие особенности легированных металлов нужно учитывать, какого режима придерживаться при работе.

Сварка нержавейки электродом

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.

как возникает дуга при сваркеСхема 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.

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».

какие типы покрытия бываютТипы 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.

Полезные советы

Несколько рекомендаций от профессионалов.

  • Если температурный режим сварочного процесса повышается более +500С, то высока вероятность, что на участке сварного шва появятся трещины кристаллизационного типа. А это сильно ослабит прочность и надежность конструкции.
  • В диапазоне температурного режима сварки от +350С до +500С показатель пластичности сплава снижается, что обязательно приведет к хрупкости металла.
  • Чтобы качество сварного соединения было высоким, нужно предварительно нагреть заготовки из нержавейки до +1200С, после чего охладить их естественным способом. Длительность охлаждения – 3 часа.
  • Оптимально, если сам сварочный процесс проводить быстро. Нельзя подвергать нержавейку длительному нагреву. Если сварка проводится послойно, то рекомендуется каждый нанесенный слой охлаждать до +100С до нанесения последующего слоя.
  • Если до нанесения основного слоя свариваемого металла необходимо провести прихватку двух заготовок, то расстояние между ними лучше сократить. Идеальный вариант, если прихватки будут длинными.

При правильной сварке нержавейки выбору электрода нужно уделять не меньше внимания чем подбору режима сваривания и выбору самого аппарата.

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.

Настройка сварочного аппарата

Для сварки нержавеющей стали электродами придерживаются определенного режима работы. Чтобы сварить 4 мм заготовки, нужен аппарат, выдающий 100 А с напряжением 16 В. Диапазон сварки более тонких деталей:

Толщина заготовки, мм Диапазон силы тока, А Рекомендуемое напряжение, В
1 30 — 40 12
1,5 40 — 60 13
2 — 3 в пределах 80 14 — 15

Диаметр электрода должен быть меньше толщины заготовки, сталь до 3 мм варят двойкой, 4 мм – 3-х мм стержнями.

При соблюдении всех технологических тонкостей сварки легированных металлов можно получить достаточно прочное соединение в домашних условиях. Для реставрации труб, емкостей, рассчитанных на высокое давление, лучше прибегнуть к услугам профессионалов.

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

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

ОЗЛ-14А

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

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.

Инверторная сварка

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.

При работе с постоянным током устанавливают обратную полярность.

Зачистка

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 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.

как происходит mma сваркаПринцип 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.

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.

стандарты электродов для сварки нержавейкиКритерии 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.

где применяются различные сварочные электродыМарки 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.

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.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий