Чим варити нержавійку? Технологія зварювання, обладнання

Чим варити нержавійку - питання досить актуальне для сучасної промисловості. Варто відзначити, що даний тип сталі - досить міцний матеріал, тому його обробка має певні нюанси. Вибір методу зварювання залежить і від товщини заготовок, і від хімічного складу.

Нержавіюча сталь. Основні характеристики

Нержавіюча сталь - це сплав вуглецю і заліза, легований хромом. Великий вміст останнього елемента забезпечує високу стійкість матеріалу в корозійному середовищі. Оксиди хрому утворюють спеціальну захисну плівку, завдяки якій основний метал зберігає свою стійкість. Додатково сталь легують нікелем, кобальтом, титаном. Головними перевагами нержавійки є висока стійкість при контакті з агресивним середовищем, висока міцність, відповідно, і тривалий період експлуатації. До того ж сталь має гарний естетичний вигляд.

Особливості зварювання сталі, стійкої до корозії

Даний матеріал має велике лінійне розширення. Як наслідок, при термічному впливі заготовки можуть деформуватися, змінювати свої розміри. Щоб уникнути такої ситуації, необхідно чітко дотримуватися оптимального зазору між деталями, що з'єднуються. Дія високої температури може призвести до того, що легована сталь дещо втрачає свої властивості, стійкість до корозії зменшується. У цьому випадку зварний шов повинен своєчасно охолоджуватися. Низька теплопровідність стали вимагає зниження сили струму приблизно на 25%. Варто також правильно підбирати зварювальні електроди, тому що при великій довжині можливий їх перегрів. Ще одна складність - поява тугоплавких карбідів на поверхні, межкристаллитная корозія.

Способи варіння нержавіючої сталі

Існує чимало методів зварювання корозійностійкої сталі. При невеликій товщині метала (1,5 мм) доцільно використовувати дугове зварювання (у середовищі інертного газу). Чим варити нержавійку товщиною менше 0,8 мм? В даному випадку використовують імпульсний дугового спосіб. Тонкі метали також з'єднують дугою із струменевим перенесенням матеріалу. Все частіше використовується плазмовий метод зварювання. Застосовувати його можна для широкого діапазону товщини заготовок. Перетини більше 10 мм варять під кулею флюсу. Ще використовують зварювання струмами високої частоти, лазерний метод.

Аргонная сварка матеріалу

Даний процес відбувається в захисному середовищі газу - аргону. Він захищає матеріал від дії кисню. У спеціальному пристосуванні утворюється дуга між деталлю і електродом з вольфраму. У процесі нагрівання кромки плавляться, виникає захищена зварювальна ванна. У дугу також постійно подається спеціальний дріт для зварювання нержавійки. Виробляється сам процес з'єднання під кутом 90 °. Для найбільш якісної роботи варто виключити будь коливальні рухи електроду. У результаті виходить шов, вільний від шлаків. Таке з'єднання відрізняється високою якістю, міцністю, задовольняє всі естетичні запити. Зварювання нержавійки газом використовується в багатьох галузях: хімічної, харчової промисловості, автомобілебудуванні, авіації, теплоенергетиці. Серед недоліків можна виділити лише великі витрати часу на сам процес. Також технологія вимагає спеціальних навичок і досвіду у працівників.

Устаткування для аргонодугового зварювання

Насамперед, для даного типу з'єднання металів необхідний інвертор. Його модифікацій і моделей досить багато: "Сварог", KEMPPI Master, BRIMA та ін. Основними перевагами апарату є простота експлуатації, невеликі розміри і вагу, стабільна дуга. Інвертори можна застосовувати для зварювання практично будь-яких металів, при цьому з'єднання будуть високої якості. Як варити нержавійку інвертором і що потрібно враховувати? Перш за все, необхідно правильно підібрати робочий діапазон температури. Деякі моделі не працюють на відкритому просторі в холодну пору. Також варто враховувати потужність апарату. Для побутового використання підійде інвертор з струмом до 160 А (наприклад, "Сварог TIG 200 P", PRO TIG 200 P) Деталі перед з'єднанням очищають, знежирюють. Для зварювання потрібно і газовий балон з аргоном. Хоча на практиці допускається використання розбавленого газу. До газовому шлангу кріпиться пальник, в утримувач якої вставляється вольфрамовий електрод. На ручці пальника є кнопки для подачі струму та газу. Необхідна також і зварювальний дріт з того ж матеріалу, що і з'єднуються деталі.

Як відбувається зварювання напівавтоматом

Чим варити нержавійку при ремонті автомобіля, в побуті? У цьому випадку часто використовують метод зварювання напівавтоматом. Відбуватися він може як в захисному середовищі, так і без використання газу. Застосовують напівавтомати і на великих автомобільних підприємствах, що говорить про високу якість зварного з'єднання. Електродом і присадним матеріалом в даному випадку виступає спеціальний дріт. Працювати з обладнанням можна кількома способами: короткою дугою, струменевий перенесення, імпульсне зварювання нержавійки. Технологія передбачає роботу і без захисного газу, однак у цьому випадку слід вибирати спеціальні порошкові електроди. Даний спосіб підходить і для роботи на повітрі. Немає необхідності купувати (а, відповідно, витрачати додаткові кошти) газовий балон. Це має свій недолік - з часом зварне з'єднання може покритися іржею. Тому фахівці рекомендують все ж використовувати спеціальні електроди по нержавіючій і проводити зварювання з використанням аргону. На сьогоднішній день існує багато різновидів напівавтоматів як вітчизняного ("ФЕБ", "Сварог"), так і зарубіжного виробництва (BRIMA, EWM, TRITON та ін.). Вибір апарату залежить від поставлених завдань, обсягів зварювання і характеристик з'єднуються матеріалів.

Використання електродної зварювання

Чим варити нержавійку, якщо особливих вимог до якості шва не надається? Як правило, в побутових умовах, при з'єднанні всіляких труб, в дрібносерійному виробництві, а також для отримання короткого шва застосовується зварювання електродом. Суть цього процесу полягає в утворенні з'єднання з матеріалу заготовки і металу електрода. До достоїнств методики можна віднести простоту виконання, можливість поєднувати різні метали (як тонкі, так і досить великі перетину). Немає необхідності використовувати газ, що здешевлює процес. Також зварювання електродами дає можливість підійти до важкодоступних ділянках деталі. Існують і певні мінуси такої технології. По-перше, зварений шов вимагає очищення від утворилися шлаків. По-друге, швидкість зварювання невелика.

Як вибрати електроди для зварювання

Електроди по нержавіючій широко використовуються для з'єднання стійких до корозії сплавів, які працюють при високих температурах. Як правило, стрижні виготовляються на основі нікелю, хрому. При ручного дугового зварювання можна використовувати два типи електродів. Перші - працюють в умовах постійного струму. Основне покриття найчастіше складається з магнію, карбонатів кальцію. Зварювальні електроди з рутиловим покриттям можуть працювати при змінному струмі. При зварюванні з використанням аргону застосовують різні вольфрамові стрижні. Завдяки високій робочій температурі вони не плавляться. Існує чимало їх різновидів. Зелені електроди (WP) складаються з чистого вольфраму. Вони забезпечують досить високу стійкість дуги. Білі - WZ-8 - леговані оксидом цирконію. Оксид торію додають в червоні електроди. Це найбільш поширена група, стрижні мають високу стійкість. Також в вольфрамові електроди може входити лантан, церій.

Обробка зварних з'єднань

Після закінчення процесу з'єднання деталей необхідно очистити шов. Це слід зробити для того, щоб поліпшити зовнішній вигляд, продовжити термін служби. В іншому випадку в цій області може виникнути корозія. Насамперед, проводиться механічне очищення зварного шва. Більш естетично місце з'єднання виглядає після піскоструминної обробки. Наступний етап включає шліфовку поверхні. При цьому не рекомендується використовувати абразиви на основі корунду, так як він може спровокувати появу корозії. Варто відзначити, що всі ці маніпуляції спрямовані на поліпшення зовнішнього вигляду деталі. Захистити зварний шов від руйнувань допоможе травлення, пасивація. Травлення - це обробка поверхні спеціальними хімічними засобами, які руйнують виниклу окалину. При пасивації на місце з'єднання наноситься особлива речовина. Під його впливом з'являється захисна плівка (з оксиду хрому).

Лазерний метод зварювання сплавів

Один з найбільш сучасних і технологічних методів сполуки - лазерне зварювання нержавійки. Суть цього методу полягає у використанні лазерного променя як джерело нагрівання. Відрізняється така зварка високою швидкістю, великою концентрацією енергії в місці з'єднання. Тепловий вплив на зону, яка знаходиться в безпосередній близькості до шва, незначне. Тому ризик утворення гарячих або холодних тріщин мінімальний. Шов, отриманий в результаті, відрізняється своєю міцністю, пористість відсутня. Також є можливість доставити в місце з'єднання легуючих елементів, захисного газу. Так як зварювальні електроди відсутні, то в шов не потрапляють сторонні з'єднання. Лазерне зварювання може застосовуватися навіть для ювелірних виробів, так як всі шви тонкі, акуратні і міцні. Єдиний недолік - обладнання є досить дорогим, тому масове застосування таких установок поки неможливо.