Особливості зварювання деталей з нержавійки
Основні труднощі, що виникають при зварюванні нержавійки, пов'язані з тим, що цей матеріал відноситься до групи високолегованих сплавів, а тому містить в своєму складі безліч різних елементів, що визначають його основні властивості. Так, в її складі присутній таке з'єднання, як хром. Його частка в сплаві може досягати 12-30%. Хром, як і інші елементи, що містяться в складі нержавійки - молібден, марганець, титан і нікель, забезпечує цього металу антикорозійні властивості. Але при цьому від нього нержавейка отримує і ряд особливостей, які впливають на її зварюваність.
Тому при зварюванні нержавійки необхідно враховувати ряд характеристик цього матеріалу.
Високий коефіцієнт лінійного розширення. Через цю особливість під час зварювання деталей з нержавійки вони неминуче піддаються значній деформації. Іноді викликане цим властивістю деформація може викликати появу великих тріщин, якщо підготовлені для з'єднання деталі мають велику товщину і між ними відсутня зазор.- Низька теплопровідність. На відміну від низьковуглецевих сплавів нержавейка має в півтора - два рази нижче показник теплопровідності. Через цю особливість при зварюванні деталі проплавляются навіть при токах менші за розміром, ніж при з'єднанні деталей з низьковуглецевої сталі.
- Межкристаллитная корозія. В умовах, коли нержавейка під час зварювання піддається сильному нагріванню (до температури +500 градусів Цельсія і вище), доводиться спостерігати таке явище, як межкристаллитная корозія. Вона виникає через те, що по краях зерен структури металу утворюються прошарки, що складаються з карбіду хрому і заліза.
Але запобігти цьому явищу можна, якщо з особливою ретельністю підходити до вибору режиму зварювання, а також в примусовому порядку остуджувати сполучаються елементи, з чим легко може впоратися звичайна вода. Але важливо пам'ятати, що такий метод охолодження можна застосовувати тільки по відношенню до виробів з хромонікелевих сталей, що володіють аустенитной внутрішньою структурою.
- Перегрів електродів з хромонікелеві стрижнями. З огляду на, що зварюються матеріали мають низькі показники теплопровідності і підвищений електричний опір, під час їх з'єднання електроди, стрижні яких складаються з хромонікелевого з'єднання, часто нагріваються до критичних температур. Запобігти подібне явище можна тільки за умови застосування для зварювання електродів, що мають довжину не більше 35 см.
Популярні методи зварювання
У разі необхідності з'єднання виробів з нержавіючої сталі з підвищеним вмістом хрому їх зварювання може бути виконано кількома способами. До справжнього моменту найбільшого поширення набули такі види зварювання:
- Аргонодуговая. При цьому виді зварювання застосовують вольфрамові електроди і режими AC / DC TIG.
Сварка, що проводиться покритими електродами в режимі MMA.- Напівавтоматична електродугове зварювання. Проводиться в аргонової середовищі з використанням режиму MIG, а також дроту з нержавіючої сталі.
- Холодне зварювання, яку виконують під високим тиском.
- Шовний метод зварювання і контактна точкове зварювання.
Перед початком робіт зі зварювання нержавійки необхідно в обов'язковому порядку знежирити їх поверхні, для чого може застосовуватися авіаційний бензин або ацетон. Це роблять з метою зменшення пористості створюваного шва, а також для забезпечення підвищеної стійкості зварювальної дуги. Тільки коли ця операція буде виконана, можна приступати безпосередньо до зварювання заготовок обраним способом.
Для зварювання елементів з нержавійки можна використовувати кілька способів, серед яких є як набули найбільшого поширення, так і вживані в рідкісних випадках. Кінцевий вибір найбільш підходящого методу повинен здійснюватися з урахуванням конкретних умов і вимог, яким має відповідати виконується з'єднання.
покритими електродами
Найчастіше зварювання заготовок з нержавіючої сталі виконують методом ММА, що передбачають використання покритих електродів. Головними його перевагами є простота і універсальність, що дозволяє використовувати його навіть в побутових умовах, хоча він і не в змозі забезпечити шов високої якості.
Незважаючи на те що цей тип зварювання нержавійки електродами ММА підходить для використання в домашніх умовах, щоб ним скористатися, доведеться придбати спеціальний зварювальний апарат - інвертор.
Для надійного з'єднання виробів з нержавійки за допомогою інвертора важливо правильно вибрати електроди. На сьогоднішній день все розмаїття електродів, що використовуються для з'єднання нержавійки, можна представити у вигляді двох груп:
- З рутиловим покриттям на основі двоокису титану. При використанні таких електродів мінімізується кількість які виникають під час роботи бризок металу, а також забезпечується стабільність дуги, але їх застосування можливе лише при постійному струмі і зворотної полярності.
- З покриттям на основі карбонату магнію і кальцію. При роботі цими електродами зварювання виконується при постійному струмі і зворотної полярності.
Ручна і напівавтоматична в середовищі аргону
При зварюванні виробів з нержавіючої сталі ручним способом в аргонової середовищі зазвичай використовують електроди з вольфраму. Подібний спосіб з'єднання деталей підходить для використання і в домашніх умовах, забезпечуючи якісне і надійне з'єднання виробів, що мають невелику товщину. Найчастіше цей тип електродів застосовують при виконанні робіт з прокладання комунікацій з труб, призначених для доставки в умовах високого тиску газів або різних рідин.
Ця технологія має ряд особливостей, про які також не завадить дізнатися перед використанням:
Під час зварювальних робіт важливо, щоб вольфрам, з якого виконані електроди, не потрапив в розплавлений метал в зоні зварювання. Вирішується це завдання шляхом підпалювання дуги безконтактним способом. У тому випадку, якщо це неможливо зробити на деталі, дугу можна запалити на окремій вугільної плиті, а потім обережно її перемістити на сполучаються заготовки.- Цей метод зварювання виробів з нержавійки може використовуватися як при постійному, так і змінному струмі.
- При виборі оптимального режиму зварювання в розрахунок береться товщина деталей, що з'єднуються. Говорячи про режими, мова йде про кількість витрачається захисного газу, показниках струму, обраної для зварювання присадці, діаметрі дроту, перетині вольфрамового електрода.
- Використовувана для зварювання присадний дріт повинна мати більш високий рівень легування, ніж сполучаються заготовки.
- Під час зварювальних робіт електроди для нержавіючих сталей повинні зберігати стійке положення. При недотриманні цієї вимоги можливе порушення зварювальної зони і окислення металу в її області.
Одним з плюсів використання цього методу зварювання є те, що він дозволяє значно економити вольфрамові електроди. Для цього після завершення зварювальних робіт потрібно приблизно на 15 секунд не відключати подачу аргону. Такий прийом дозволяє захистити розпечений вольфрамовий електрод від активного окислення.
Електродами напівавтоматичним способом
Цей метод зварювання виробів з нержавійки в аргонової середовищі практично не відрізняється від класичного ручного. Різниця між ними полягає лише в тому, що дріт в зварювальну зону надходить за допомогою спеціального обладнання. Механізація цього процесу дозволяє підвищити його точність і швидкість.
якщо є напівавтоматичне обладнання, фахівець може скористатися наступними способами зварювання виробів з нержавійки:
Метод струменевого перенесення. Головною його перевагою є те, що з його допомогою можна створювати надійні з'єднання при роботі з деталями значної товщини.- Сварка короткою дугою. Призначена переважно для з'єднання заготовок невеликої товщини.
- Імпульсна зварювання. Універсальний метод з'єднання деталей, який гарантує отримання якісних і надійних з'єднань і максимальну економію на витратних матеріалах.
Якими електродами варити нержавійку
Щоб розібратися, який тип електродів найкраще підійде для зварювання нержавійки, необхідно звернутися до ГОСТу 10052-75, з якого можна дізнатися про особливості існуючих типів витратних матеріалів та рекомендації щодо їх вибору для роботи з металом певного хімічного складу. Визначитися з найбільш підходящим типом електродів для зварювання нержавійки, відповідним вимогам даного ГОСТу, можна, якщо знати марку металу, елементи з якого необхідно з'єднати.
Інші способи зварювання нержавіючої сталі
У ряді ситуацій фахівцям доводиться розглядати альтернативні методи зварювання виробів з нержавійки, які дозволяють створювати надійні з'єднання тільки в особливих умовах. До них можна віднести наступні методи, що передбачають використання спеціального зварювального устаткування.
лазерним променем
З переваг, якими володіє цей метод з'єднання деталей з нержавійки, слід відзначити збереження початкових показників міцності металу в зварювальної зоні через підвищеного температурного впливу, мінімальний час, необхідний для охолодження, відсутність тріщин після зварювання, а також формування мінімального розміру зерен в його структурі. Сам розглянутий метод, як і обладнання, яке дозволяє його реалізувати, активно використовується в самих різних галузях промисловості, в тому числі при прокладці комунікацій, в автомобілебудуванні та ін.
Холодна під великим тиском
При цьому способі з'єднання деталей з нержавійки матеріал не піддають плавлення. З'єднання заготовок забезпечується за рахунок особливого взаємодії їх кристалічних решіток. Залежно від того, яке з'єднання необхідно отримати і з деталями якої форми має бути працювати, тиск може надаватися на одну або відразу на обидві деталі.
Контактна зварювання виробів з нержавійки
При цьому способі з'єднання виробів з нержавійки може застосовуватися точкова або роликовий технологія. Він дозволяє з'єднувати тонкі листи з нержавіючої сталі, що мають товщину до 2 мм. Примітно, що при зварюванні деталей цим способом застосовують те ж обладнання, що і при зварюванні інших металів.
Нержавіюча сталь є одним з найбільш популярних матеріалів, з якого виготовляється безліч різноманітних металовиробів і конструкцій. Однак процес зварювання деталей має свої особливості, які обов'язково потрібно враховувати кожному фахівцю. Особливо це стосується домашніх майстрів, багато з яких не знають, як зварити нержавійку інвертором в домашніх умовах.
Від низьковуглецевих сталей цей матеріал відрізняється вмістом певного набору елементів, які створюють певні труднощі при з'єднанні деталей з нержавійки. Це є одним з головних моментів, про який необхідно знати перед початком зварювальних робіт. Справа в тому, що кожен, хто входить до складу нержавійки елемент має особливі властивості, що безпосередньо впливає на характеристики, які демонструє нержавіюча сталь під час зварювання. Особливі фізичні властивості і хімічний склад нержавійки вимагають використання певних методів зварювання виробів, виконаних з цього металу.
Вибір найбільш відповідного способу повинен здійснюватися з урахуванням характеристик деталей, що з'єднуються, а також використовуваних електродів. Це також може в значній мірі вплинути на якість і надійність створюваного з'єднання.