24artstroy.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Пайка нержавейки

Пайка нержавейки

Пайка нержавеющей стали — довольно сложная и трудная работа. Чтобы получилось качественное соединение, нужно соблюдать множество условий — как по выбору материалов, так и по режимам пайки. Несколько проще паять сплавы с содержанием Ni или Cr до 25%. Они спаиваются и с другими металлами и сплавами, за исключением Al и Mg. Домашние мастера чаще всего применяют оловянные припои.

Особенности сварки

Варить нержавеющую сталь возможно несколькими способами, но в каждом из них необходимо учитывать специфические особенности материала. Работа с легированной сталью отличается от низкоуглеродистой тем, что свариваемый металл позволяет формировать ровные швы, требующие минимальной обработки. Благодаря шлифовке и полировке можно получить идеальный вид поверхности, которую не нужно красить.

Но в том, как сваривать нержавейку, есть и свои трудности. Они заключаются в следующем:

  • Линейное расширение металла проявляется сильнее, чем у других видом стали. Из-за этого изделие значительно удлиняется во время нагрева от сварки, а по окончании процесса возвращается в первоначальную форму. Это создает два распространенных дефекта при сварке нержавейки. Во-первых, изделие сильно деформируется (образовываются волны, дугообразные прогибы), что портит внешний вид и требует правки геометрических форм. Во-вторых, происходит растяжение сварочного шва, который может не выдержать такого микродвижения и дать трещины. Правильная сварка нержавеющей стали подразумевает ведение дуги на меньших токах, чтобы минимизировать прогрев изделия, и подбор качественных присадочных материалов. В изделиях, которые толще 7 мм, применяется предварительный подогрев всей поверхности током.
  • В расплавленном состоянии нержавейка быстро взаимодействует с кислородом, находящимся в окружающем воздухе. Если вести сварку без защитного облака, то металл будет сильно пениться и шов не получится. Слабая защита сварочной ванны позволяет выполнить работу, но дает много пор. Поэтому заварить легированную сталь качественно можно только в хорошей защитной среде. Это обеспечивает специальная обмазка электродов или инертные газы.
  • Хорошая теплопроводность и низкая температура плавления материала создают еще одну трудность для сварки нержавеющей стали — выгорание легирующих элементов. Так, после нескольких месяцев, на свариваемом материале можно обнаружить следы коррозии. Чтобы предупредить этот дефект, необходимо выполнять шов немного быстрее, чем на низкоуглеродистой стали. Правильно установленная сила тока тоже играет важную роль.

Зная о вышеописанных свойствах металла можно выбирать верные режимы сварки и правильные расходные материалы, что позволит получить качественный результат.

Как осуществляется сварка нержавейки

Перед выполнением сварки нержавеющей стали необходимо ее подготовить. Очень важно уделить внимание кромкам свариваемых деталей – они должны быть зачищены до стального блеска. Также следует обезжирить поверхность с помощью растворителя, авиабензина или ацетона.

Для сваривания нержавейки можно применить одну из следующих технологий:

  • MMA;
  • TIG;
  • MIG/MAG.

Ручная MMA-сварка, как правило, используют при отсутствии высоких требований к качеству шва. Основная сложность данной технологии заключается в правильном выборе электрода, который нужно подбирать в соответствии с маркой металла. Обычно для таких целей применяют электроды с основным покрытием, изготовленным из карбонатов магния и кальция, или рутиловым покрытием, созданным на основе двуокиси титана. Если в первом случае сваривание осуществляется исключительно обратнополярным постоянным током, то во втором допускается применение тока с переменной характеристикой.

Таблица для подбора электродов

TIG-сварка эффективна для сваривания тонких листов нержавейки. Чтобы добиться высокого качества шва, следует использовать присадочную проволоку с более высоким уровнем легирования, чем у основного металла. В качестве защитной среды зачастую применяется 100% аргон, однако в некоторых случаях для повышения стабильности дуги и увеличения скорости процесса аргон могут разбавлять гелием.

TIG сварка изделий из нержавейки

TIG сварка выхлопных систем

Аргонодуговая сварка TIG с вольфрамовым электродом

Полуавтоматическая технология MIG/MAG является наиболее универсальной для сварки нержавеющей стали, так как позволяет работать с разными толщинами: для тонких листов подходит метод короткой дуги, для толстых – струйного переноса. С целью защиты шва обычно используют смесь аргона (98%) с диоксидом углерода (2%). Не рекомендуется увеличивать концентрацию углекислоты и, тем более, применять ее в чистом виде, поскольку это приводит к появлению металлических брызг и нарушению структуры шва. Подробнее о сравнении углекислого газа и сварочных смесей читайте в нашей статье.

Особенности работы с нержавеющей сталью

Приступая к сварочному процессу, необходимо учитывать несколько важных моментов, характерных для нержавейки:

  • Данный материал обладает меньшей теплопроводностью, чем обычное железо. Поэтому во избежание высокой концентрации тепла в районе шва с дальнейшим прожогом детали сварочный ток необходимо уменьшать на 20-30%.
  • Из-за повышенного электрического сопротивления металла электроды нагреваются гораздо сильнее, что приводит к их более быстрому износу.
  • Нержавеющая сталь отличается высоким коэффициентом линейного расширения. При сваривании деталей большой толщины важно выдерживать определенный зазор для нормальной усадки шва. В ином случае возможно появление трещин.
  • В режиме термообработки возникает вероятность снижения антикоррозионных свойств в месте соединения деталей. С целью предотвращения такой ситуации шов следует оперативно охлаждать. Для этого используют разные способы, например, подкладывают под место соединения медную пластину или снижают его температуру с помощью холодной воды.
Читать еще:  Газовые горелки для печей отопления

Сваривание изделий из нержавейки это распространенная задача на производстве. Как показывает практика, попытки сэкономить на качестве защитных газов приводят к уменьшению надежности и долговечности сварного соединения. Качество имеет первостепенное значение для всего результата работы. Например, здесь можно ознакомиться с защитными газовыми смесями, которые применяются для различных видов металлов, и их типовыми характеристиками.

Особенности сварки

Существует несколько ключевых особенностей, о которых вам нужно знать, если вы хотите сформировать качественный шов. Мы перечислим наиболее важные из них.

Как мы уже говорили выше, чистый аргон или чистая углекислота редко применяются для сварки нержавеющей стали. Лучше использовать газовую смесь. Она должна состоять из 70% углекислого газа и 30% аргона.

Также обращайте на вылет присадочной проволоки относительно горелки. Оптимальная длина видимо части присадочного материала — от 6 до 12 миллиметров. При формировании шва следите за расстоянием от сопла до поверхности металла. Чем оно меньше, тем лучше. Это непросто, но при частой практике можно добиться хороших результатов. Не экономьте на газе. При недостаточном количестве газа шов будет некачественным.

Рекомендуем установить обратную полярность. Прямая полярность применяется только при использовании флюсов, что не предусмотрено в описываемой нами технологии.

Немаловажен и угол сварки. Оптимальное значение от 5 до 10 градусов относительно детали. Так шов хорошо проплавляется и получается ровным. Особенно это важно при сварке толстых деталей, где необходимо хорошо проплавить металл.

Способы

Сваривание конструкций из нержавеющих сталей может проводиться несколькими методами. О том, чем сваривать нержавейку мы расскажем далее.

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами

Одним из наиболее распространенных методов является ручное дуговое сваривание с помощью покрытых электродов. Востребованность такой сварки обусловлена тем, что в результате исполнитель получит качественный сварной шов. Когда к соединению не предъявляется каких-либо особых требований, то данный метод будет лучшим решением, нет причин искать альтернативу.

Подбор электрода выполняется в соответствии с маркой основного металла. Расходник должен иметь оптимальный состав обмазки. На рынке присутствует большое разнообразие сварочных материалов, применяющихся для работы с коррозионностойкими сталями. Полный перечень представлен здесь. Сваривание, чаще всего производится на постоянном токе обратной полярности.

Видео

В ролике без подробных разъяснений показано крупным планом, как происходит сварочный процесс.

Вольфрамовыми электродами

Исполнителям, которые ещё не определились чем варить нержавейку 1 мм., подойдет следующий метод. Сварка нержавейки также может проводиться с помощью вольфрамовых электродов в защитной среде газов.

Данный метод применяется для работы с тонким металлом, когда к соединению предъявляются повышенные требования по надежности. Также шов должен соответствовать особым условиям.

Вольфрамовые стержни помимо этого отлично подойдут для сваривания нержавеющих труб, применяющихся для транспортировки жидкостей. В таком случае процесс осуществляется в среде аргона, с применением постоянного тока прямой полярности.

Видео

В ролике наглядно показан процесс TIG-сварки трубы.

Более подробная информация о сварке коррозионностойких сталей различными видами прутков представлена в статье “Сварка нержавейки электродами”.

О том, чем сварить нержавейку, за исключением электродов, будет рассказано далее.
[ads-pc-3][ads-mob-3]

Полуавтоматическая сварка в аргоне

Полуавтоматическая сварка в аргоне применяется, чтобы получить качественное соединение и добиться высокой производительности. Для этого следует использовать сварочные полуавтоматы. Нержавеющая проволока для данного метода сваривания производится в соответствии с нормами ГОСта.

Выделяют несколько видов проволоки: универсальная, легированная, омедненная, с флюсом, порошковая, стальная или алюминиевая.

Сварочный процесс начинается с предварительной подготовки. Исполнителю нужно настроить режим работы сварочного полуавтомата: сила тока, напряжение и скорость подачи проволоки. Для металла толщиной менее 3 мм., оптимальная сила тока составляет от 120 до 145 А. Скорость движения проволоки – 900 м/ч. При этом используется постоянный ток обратной полярности.

Рабочую поверхность следует очистить, например щеткой для металла.

Затем начинается основный этап работ. Исполнитель включает переключатель, подающий проволоку. После зажигается дуга. Если используется плавящаяся проволока, то для возбуждения дуги нужно прикоснуться к металлу. Осуществлять движения сопла горелки необходимо исключительно в одном направлении, не нужно допускать поперечных движений. Оптимальным вариантом является сваривание изделий на высокой скорости однослойным швом.

Видео

В ролике варит не вполне уверенный сварщик, но представление о процессе получить вполне можно.

Если у исполнителя возникает вопрос: чем варить нержавейку 2мм, то данный метод будет отличным вариантом.

Лазерная

Лазерная сварка нержавейки реализуется исключительно в промышленных условиях, так как требует специального оборудования. Сваривание осуществляется точечным и шовным методами.

Коррозионностойкие стали свариваются лазером только встык, так как соединение внахлест создает термические напряжения, которые отрицательно сказываются на общей прочности изделия.

Преимущества данного метода: отсутствие снижения прочности в зоне отпуска; исключение появления термических трещин; быстрота и точность воздействия лазерного луча не допускает возникновения оксидной пленки. Главной особенностью метода является более быстрое остывание сварного шва.

Читать еще:  Газовая горелка для ювелирных работ своими руками

Плазменная

Выделяют ручную и автоматическую плазменную сварку. Ручное сваривание осуществляется с помощью дуги, формирующейся между электродом и основным металлом. Другое название ручного метода – микро-плазма или мини-плазма. Сварочный процесс выполняется на переменном токе от 0,1 до 15 А. Данный метод предназначен для исполнителей, которым нужно варить тонкую нержавейку. Также существует техника “беспучкового сопла” с напряжением 15-100 А.

Лучевой поток при автоматической сварке производится с помощью плазмотрона. Воздействие переменного тока выше 100 А и потока газа создает мощный пучок плазмы.

Достоинства: стабильность и “жесткость” дуги позволяют контролировать энергозатраты; узкая околошовная зона; достаточно ускоренный темп сваривания; возможность изменять расстояние между соплом и рабочей поверхностью без отрицательного влияния на качество шва. Подробнее о плазменной сварке здесь.

Видео

Посмотрите, как можно варить небольшим плазменным аппаратом.

Технология

В целом процесс аналогичен классическому – розжиг дуги, образование сварочной ванны, проведение наконечников под определенным углом с целью образования ровного шва. Но есть ряд нюансов:

  • ведите присадку исключительно вдоль ванны, нельзя, чтобы она выходила за пределы обдува;
  • если есть дополнительный инертный газ, то обдайте заготовки с обратной стороны, тогда соединение будет эстетически приятнее;
  • даже при создании дуги не касайтесь электродом до стали.

Особенности нержавеющей стали

Материал имеет отличные характеристики благодаря большому количеству легирующих элементов в составе. В зависимости от марки стали в нее может входить магний, марганец, молибден, никель, титан, хром. Все эти добавки значительно улучшают разные характеристики сплава, придают антикоррозийные свойства, повышают жаропрочность, способность сохранять все свои качества при максимально высоких температурах.

Главное преимущество высоколегированного коррозионно-стойкого сплава — уникальная комбинация железа с хромом (его в сплаве более 10,5%) и углеродом (менее 0,12%). Эти химические компоненты позволяют значительно повышать способность сплава противостоять главной металлической угрозе — коррозии.

Основные виды нержавейки

По составу все нержавеющие сплавы условно делят на 3 группы.

  1. Хромистые. Это самые дешевые материалы, главным достоинством которых является их максимальная прочность. Однако она же становится недостатком, так как эти сплавы, имеющие низкую пластичность, очень неохотно поддаются обработке.
  2. Хромоникелевые. Это самый востребованный вид, имеющий хорошую пластичность. Никель — элемент, который не только стабилизирует структуру металла, но и придает ему слабые магнитные свойства.
  3. Хромомарганцевоникелевые стали. Присутствие марганца позволяет сохранить пластичность металла, а также увеличить его прочность.

Сплавы различаются физическим строением. Самые известные из них имеют аустенитную, мартенситную или ферритную структуру.

Нержавеющая сталь может считаться почти идеальным металлом. Однако процесс избавления от течи таких конструкций с помощью сварки достаточно сложен, так как варить нержавейку приходится очень осторожно, внимательно, аккуратно. Причины «капризности» материала хорошо знают мастера-профессионалы, а сварщики-новички, наоборот, могут столкнуться с почти непреодолимыми трудностями. Поэтому теперь надо рассмотреть недостатки нержавейки, когда речь идет об их соединении сваркой.

Не самые лучшие качества материала

Обуславливают плохую свариваемость несколько факторов.

  1. Низкая теплопроводность. Если сравнивать данный сплав с углеродистыми сталями, то этот показатель у нержавейки вдвое ниже. Из-за такой особенности проплавление металла начинается очень быстро. По этой причине мастерам приходится уменьшать силу тока на 15-20%.
  2. Перегрев электродов, имеющих хромоникелевые стержни. Причины явления — низкая теплопроводность нержавеющей стали, высокое электрическое сопротивление. Сварка таких деталей всегда сопровождается максимальным нагревом сплава хрома с никелем. Чтобы избежать такого перегрева, используют специальные элементы для сварки нержавейки. Их длина составляет 350 мм.
  3. Более высокий коэффициент расширения, если сравнивать нержавеющую сталь с другими видами сплавов. Если в процессе сварки мастера сталкиваются с растягиванием металла, то при остывании начинается обратный процесс — его стягивание. Результатом соединения нержавейки со сплавом, имеющим меньший коэффициент расширения, становятся микротрещины в зоне сварки.

Последнее ЧП — потеря металлом прочности. Если материал нагревается до температуры 500° или выше, то антикоррозийные качества его сильно снижаются. Нередко появляется так называемая межкристаллитная коррозия (МКК) — избирательное разрушение металла вдоль границ кристаллов (зерен).

Обнаружить межкристаллитную коррозию визуально очень сложно, а точные последствия предугадать просто невозможно. Одно из них — очень быстрое разрушение конструкции. Варианты предотвращения этого вида коррозии — тщательный подбор режима работы либо принудительное охлаждение водой. Однако последняя операция возможна лишь в том случае, если хромоникелевые стали имеют аустенитную структуру.

Технические особенности сварки нержавейки в углекислой среде

Сварка нержавейки полуавтоматом, осуществляемая в среде углекислого газа, должна соответствовать таким требованиям:

  • Обеспечение обратной полярности;
  • Соблюдение угла наклона электрода. Если проволока будет иметь наклон вперед, глубина провара изменится в меньшую сторону, а шов станет шире. Этот вариант актуален только для тонких металлов;
  • Величина допустимого вылета проволоки — максимум 12 мм;
  • Расход газа нужно контролировать. Недопустимо, чтобы рабочий расход составлял меньше 6 куб. м/мин, но не более 12 куб.м /мин. В противном случае качество сварочного результата может заметно ухудшиться;
  • Использование осушителя — важный технологический момент сварки. Дело в том, что баллон с газовой смесью содержит воду, которая в процессе сварки соединяется с продуктами контакта углекислоты и металлов высоких температур. В результате образуется кислота, способная разрушать углерод в составе стали и таким образом влиять на прочность шва. В качестве осушителя применяют медный купорос, прогретый в течение 20 минут при температуре 200 °С. На 4 баллона расходуется примерно 100 г осушителя;
  • Для обеспечения защиты от брызг расплавленного металла лучше применять водный раствор мела;
  • Чтобы получить приемлемое качество шва, сварку в среде аргона ведут плавно, без колебательных движений;
  • Нельзя, чтобы сварка начиналась или заканчивалась по краю детали. Чтобы избежать появления водородных трещин, необходимо отступить от края хотя бы 5 см.
  • Источник тока (полуавтомат);
  • сварочная проволока;
  • защитный газ.
Читать еще:  Как паять латунью горелкой?

Сварочная проволока должна быть идентична свариваемому металлу. В нашем случае, выбирайте нержавейку для полуавтомата.

Сварочная проволока нержавейка для полуавтомата

На рынке присутствует проволока российских и зарубежных производителей, которая подразделяется на порошковую и сплошного сечения. Диаметром от 0,13 до 6,0 мм. В домашних условиях применяются диаметры 0,6 и 0,8 мм, а свыше 1,0 мм на производстве.

  1. Сплошная проволока используется для соединений в среде защитных газов и под флюсом. Такой способ, исключает попадание воздуха в зону сварки, тем самым улучшая качество сварного шва.
  2. Порошковая нержавеющая проволока (самозащитная) — тонкостенная трубка, заполненная флюсом и газом. Смесь компонентов позволяет сваривать изделия без защитных газов (углекислого газа и аргона).

Проволока для сварки нержавейки полуавтоматом, производится с термической обработкой или холоднотянутая. И подразделяется на оксидированную (Т) и светлую (белую, ТС).

Нержавеющая проволока выпускается 2 классов точности:

  • повышенной точности (П);
  • нормальной точности.

Проволока с повышенной точностью применяется для улучшения качества шва.

Нержавеющие стали по химическому составу делятся на разные марки и проволока тоже имеет различную маркировку. Таблица (ниже) познакомит с марками, диаметром и весом нержавеющих проволок:

Стоимость нержавеющей проволоки для полуавтомата

Цена варьируется в зависимости от производителя и региона проживания покупателя.

  • ER 308 LSI 0,8мм 1кг — 825 руб;
  • ER 308 LSI 0,8мм 5кг — 4237 руб.

Видео:

Выбор газа

Варить полуавтоматом без газа — нельзя, кроме случаев, использования порошковых проволок. Сварку нержавейки полуавтоматом можно выполнить в среде углекислого газа или смеси углекислоты и аргона.

Углекислый газ — доступный и дешевый газ для соединения нержавеющих сталей. При чистом его использовании, сварщик сталкивается с излишним разбрызгиванием металла и корявым сварочным швом.

Удобнее применять смесь аргона и углекислоты, процентное соотношение 98/2 (Ar-98%, CO2-2%). Опытные сварщики состав смеси варьируют в зависимости от марки нержавейки и своих предпочтений.

Процентное соотношение углекислого газа и аргона можно настроить с помощью двух отдельных баллонов. Выходы с двух редукторов соединить с помощью тройника, взятого с стеклоочистителя автомобиля отечественного производства. Подробности подобной конструкции в видеоролике:

Всё, вам осталось выбранный защитный газ и проволоку подключить к аппарату. Знайте: токопроводящий наконечник должен быть одного диаметра с проволокой.

Наконечники приобретайте с запасом, в процессе работы они выгорают и аппарат тогда хуже варит.

Видео: как настроить полуавтомат к работе (для начинающих).

Как сварить нержавейку в среде углекислого газа

Болгаркой зачистить рабочую поверхность изделия, при соединении в стык металла толщиной от 4 мм сделать кромки (канавки для наплавления металла). В этой статье, рассказывается про маркировку нержавеющих сталей и подготовку поверхностей.

После нарезки фасок, детали состыковать с помощью щипцов-зажимов, оставив зазор между изделиями (не менее 1,5 мм).

Зазор должен быть по всей длине заготовки, он позволит проварить металл на всю толщину. Подключить массу и выставить свои настройки на полуавтомате в зависимости от конструкции вашего аппарата и толщины металла.

Простые полуавтоматы на лицевой панели имеют 2 регулировки:

  • сварочное напряжение;
  • скорость подачи проволоки.

Продвинутые модели оснащены ручкой регулировки индуктивности. Также, скорость подачи проволоки от диаметра может регулироваться переключателем.

Настройка индуктивности изменяет жесткость дуги, глубину провара и форму валика:

  1. При малой индуктивности: дуга холодная — получаем тонкий валик с глубоким проплавлением;
  2. При большой индуктивности: дуга горячая — широкий валик с неглубоким проплавлением.

Держа горелку с уклоном 20-60 градусов (расстояние от сопла до сварочной ванны 10-20 мм), короткими прихватками выполнить соединение нержавеющей стали. Нажали на курок — отпустили, нажали и отпустили, вот так неспеша и происходит заполнение нарезанных кромок металлом. Варить можно, как углом назад (к себе), так и углом вперед (от себя).

Таблицы (ниже) помогут вам определится с настройками полуавтомата:

При сварке внахлест, фаски нарезать не надо, достаточно зачистить поверхность, наложить детали друг на друга и выполнить соединение.

В процессе сварки, перед новым швом откусывайте наплавленный шарик на кончике проволоки.

В процессе соединения нержавейки полуавтоматом в среде углекислого газа, изменяйте скорость подачи проволоки, такими манипуляциями вы добьетесь качественного шва.

Видео:

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector