Все о сварке нержавеющей стали

Знать все о сварке нержавеющей стали очень актуально в наше время. Эта процедура может выполняться инвертором и аргоном (в том числе по тонкой нержавейке), практикуется и сварка с другим черным металлом. Наряду с аргонодуговой и выполняемой электродом сваркой есть и другие варианты выполнения этой процедуры.

Полезно в какой-то мере «перевернуть» тему, выяснить для начала, как будет обрабатываться нержавеющая сталь после сварки. Даже самые прочные и стабильные швы имеют не слишком привлекательный внешний вид. Если не проводить обработку, со временем может начаться даже коррозия. Механическая обработка – очень важный подход. При такой манипуляции убирается слой оксидов, который выступает «слабым звеном» в любой конструкции. Одновременно убираются переходы цвета, что повышает дизайнерские характеристики изделий. Стереть волны помогает УШМ с толстым шлифующим кругом. Этот инструмент позволит также устранить выпуклости, выходящие за положенный габарит.

Наиболее бережная обработка проводится с использованием лепесткового круга. Такая работа займет больше времени и вызовет повышенный расход материалов, но результат того стоит. В завершение проходятся профессиональной шлифовальной машиной. Ограничиться шлифовкой сваренной стали удается редко. Непременно нужна еще и полировка. Для ее выполнения на дрель насаживают диск с так называемым вулканитом. Этот материал позволит придать требуемую структуру, даже вогнутого типа. На подвергшуюся подобной обработке поверхность наносится полировальная паста, к примеру, ГОИ.

Максимально глубокая обработка подразумевает травление кислотой и использование гелей. Чаще всего в ход идут серная и азотная кислоты. В жидком виде они применяются редко, в основном используют гелевую или аэрозольную форму, встречаются также специальные кислотные пасты. Перед химической обработкой металл должен остыть до +50 градусов, а время воздействия ограничено 30 минутами – после чего должна идти промывка в большом количестве воды.

При манипуляциях с кислотой, как и при шлифовке, полировке, обязательно использование респиратора. Необходимую защиту рук обеспечивают профессиональные резиновые перчатки. Иногда применяют электрохимическое травление.

Но прежде чем что-то там обрабатывать, необходимо сначала выполнить саму сварку нержавеющей стали. Удельное сопротивление этого материала электрическому току в 6 раз больше, чем у простого углеродистого проката. Температура плавления будет меньше примерно на 100 градусов (в зависимости от конкретной марки). Теплопроводность в 3 раза ниже, чем у привычного черного металла. Все эти обстоятельства должен учитывать всякий сварщик, которому предстоит работать с листами нержавейки или с конструкциями из нее.

Подготовка кромок особых отличий не имеет. Однако надо предусмотреть некоторый зазор, чтобы швы затем усаживались свободно. Сами кромки основательно, до достижения блеска, прочищают стальными щетками. В качестве растворителя загрязнений идеален оказывается авиационный бензин. Вместо него можно применять обычный ацетон.

Чтобы подобрать электроды для конкретной марки металла, необходимо внимательно изучать ГОСТ 10052. Свои нюансы имеют и сварочные работы по созданию или ремонту перил ограждения. Полуавтоматический режим сварки применяют редко, поскольку при нем образуется масса брызг, крайне отрицательно сказывающихся на состоянии любого пола. Гораздо предпочтительнее аргонодуговая методика. В процессе работы обязательно используют прихватки, потом к ним прикрепят вертикальные детали.

Из нержавеющей стали могут варить и глушитель для выхлопной системы автомобиля. Для этой цели предпочтительны аустенитные марки. Наилучшим способом обработки является технология TIG. Тонкостенные трубки варят при слабом токе, по мере роста толщины стенок его силу наращивают.

Нержавеющую сталь довольно часто варят с использованием аргонодуговой технологии. Расход газа в минуту в среднем составляет всего 8 л (при использовании методики TIG). Разумеется, на конкретный результат прямо влияют особенности выполняемой работы и другие нюансы. Применение специальной «линзы» существенно понижает расход газа. Для работы рекомендовано применение универсальных вольфрамовых электродов. Дуговая аргоновая методика позволяет уверенно справляться даже с весьма тонкими заготовками. Можно, в принципе, применять и иные защитные газы. Но они оказываются менее практичными и применяются реже.

Обязательным элементом подготовки является, конечно, зачистка заготовок. Нельзя допускать наличия даже малейшей грязи на стыкуемых кромках. Недопустимы также и налеты каких-то других веществ, в том числе и краски. Под металл кладется пластина из меди, которая позволит максимально эффективно отводить тепло. Но у этой пластины будут и другие задачи – удержание на месте плавящегося металла, жесткое прикрепление связываемых заготовок.

Водить электродом и проволокой можно только по линии шва. Малейшие отклонения в поперечной плоскости нарушат весь процесс. При этом следят, чтобы проволока не покидала защищенную газом зону. Обдувка инертным веществом обратной стороны заготовки позволит добиться повышенного качества. Правда, на экономию газа в таком случае рассчитывать не приходится – наоборот, его затраты заметно поднимутся.

Прикосновение вольфрамового электрода к поверхностям заготовок даже при инициации дуги противоречит технологии. Разжигать дугу правильнее всего на пластине из графита или угля. Затем ее сразу переводят на металл. В бесконтактном варианте потребуется осциллятор. Остановка подачи газа немедленно после окончания сварки – серьезная ошибка: подавать его надо еще 10–15 секунд!

Иногда нержавейку соединяют по холодной методике. Для этой цели используется универсальный клей, обеспечивающий надежную стыковку. Безусловно, той же прочности, что и при огневой или электрической сварке, обеспечить не получится. Но преимущества по сравнению с иными клеевыми смесями неоспоримы. Кроме того, для работы понадобится сравнительно немного инструментов, а само приготовление фирменного состава займет примерно 5 минут (плюс еще несколько часов придется ждать схватывания).

Клей весьма пластичен, из него легко сформировать заплатки любой конфигурации. Становится возможным возмещать потерю деталей и восстанавливать материал. Так как в состав клея обычно входит металлический наполнитель, свойства шва максимально близки к свойствам цельного металла. Разумеется, он будет проводить электрический ток – если только не использовать рецептуру без металлического наполнения.

Необходимо обязательно учитывать допустимую температуру. Холодная сварка не очень хорошо подходит, мягко говоря, для частей автомобильных двигателей, выхлопных труб или дымоходов. В ряде других ситуаций серьезным недостатком оказывается длительное схватывание. Профессионалы рекомендуют для частого применения холодной сварки приобретать максимально большие упаковки, потому что они экономичнее.

Важные особенности имеет работа с термостойкой нержавейкой. Максимальное внимание при такой работе придется уделять борьбе с микроскопическими и макроскопическими трещинами. Каждый материал внимательно изучают и выясняют, какую температуру надо использовать при его сваривании. В ряде случаев приходится даже проводить «натурные испытания» с образцами. Все детали закаливают при температуре до +1100 градусов, после чего остужают.

Иногда приходится заниматься и сваркой пищевой нержавеющей стали. Для этой цели чаще всего используют электроды модели ЦЛ-11. Такое приспособление позволяет варить металл в любом пространственном положении и даже применять токи обратной полярности. Оно совместимо также с хромоникелевыми сплавами и с соединениями, наиболее устойчивыми к коррозии.

Как пищевую, так и другую сталь нередко обрабатывают переменным током. Такой метод находит применение и в бытовых условиях, и в крупной промышленности. Именно он востребован при создании металлических трубопроводов. Стоимость применяемых аппаратов может очень сильно отличаться. В целом они просты и универсальны.

В больших цехах может использоваться даже сложное оборудование для плазменной сварки. Но эта методика – TIG – давно перешагнула стены заводов и находит все более широкое применение и в домашних условиях. Для работы понадобятся стержни из вольфрама и специальный газ, который изолирует металл. Если выбрана инертная дуговая сварка, то все, что потребуется – это полуавтоматический сварочный аппарат. Расходниками выступят покрытые электроды.

Там, где нет повышенных требований к характеристикам шва, может применяться сваривание инвертором. Вновь придется воспользоваться покрытым электродом. Правильный выбор их типа оказывается критически важным.

Знатоки советуют придерживаться следующих советов:

• варить инвертором на постоянном токе;
• использовать аппараты обратной полярности;
• не завышать ампераж.

Прутки, как всегда, рекомендуется брать идентичные по составу со свариваемым металлом. Необходимую устойчивость таким изделиям придает добавка титана или покрытие хромоникелевой смесью. Сварка нержавейки аргоном по определению не может обойтись без использования присадочного материала. Для работы понадобится аппарат с прямой полярностью. Выбор постоянного либо переменного тока не имеет существенного значения.

Особенностью работы с нержавеющей сталью – что в домашних условиях, что в крупных производственных центрах – является необходимость компенсировать ее специфические качества. Такой металл создает очень жидкую сварочную ванну, и рассчитывать на получение нормального «валика» тяжело. Нержавейку, даже тонкую, можно варить покрытым электродом при обратной полярности – и именно такое решение обычно выбирают для дома. Чем меньше сечение электрода, тем лучше. Сварочный ток желательно понижать, чтобы исключить перегрев. Сварить как следует нержавеющую сталь помогает ускоренное охлаждение образующегося шва. Это достигается при помощи обдува сжатым воздухом либо применением медных подкладок. В отдельных случаях практикуется обливание водой.

Аргоновая технология – выбор тех, кто хочет получить безупречные швы и работать с очень тонким материалом (но не тоньше 1 мм). Этот метод пригоден и при сварке трубопроводов, рассчитанных под большой напор. В таком варианте допускается применение и постоянного, и переменного тока.

Сварочный режим подбирают сообразно толщине обрабатываемых деталей. Полуавтоматическим режимом называют, по сути, ту же аргоновую технологию. Единственное значимое отличие – за подачу проволоки будет отвечать механика. Рабочий процесс существенно упростится. Чем тоньше обрабатываемый металл, тем актуальнее использование короткой дуги. Более толстые изделия сваривают по методу струйного переноса.

В ситуации, где очень важна управляемость процесса, рекомендована импульсная сварка. Воздействие целой серией импульсов понизит средний уровень сварочного тока и сократит интенсивность теплового воздействия. Оттого уменьшается опасность прожечь заготовку. В некоторых случаях приходится сваривать нержавеющую сталь с черным металлом. Выполнить такую работу сумеет не каждый специалист. Необходимо учитывать, что различия в коэффициенте линейного расширения после окончания сварки останутся серьезные внутренние напряжения. Для соединения нержавеющей стали и черного металла рекомендованы такие электроды, как:

• ОЗЛ-25Б;
• НИАТ-5;
• ЦТ-28;
• Э50Ф.

Если толщина металла составляет 0,1 см, то рекомендуется использовать постоянное электричество с амперажем не более 60 А, при сечении электрода до 2 мм. Когда заготовка имеет толщину 0,2 см, то нужен переменный ток до 80 А. Наконец, при работе с деталями 0,4 см потребуется вновь подача постоянных импульсов силой до 130 А, которые приходят на электрод до 0,4 см. Подавая излишне сильный ток, есть риск повредить обрабатываемый материал.

Ввиду значительного коэффициента теплового расширения заготовки придется разводить на большое расстояние. Электродные инструменты должны быть не длиннее 35 см. Если используют длинные покрытые стержни, то они станут перегреваться. Пониженная теплопроводность нержавейки заставляет понижать силу тока на 20%. Электроды могут быть сделаны из стали высокого легирования, иногда – с покрытием никелем. Но иногда применяют еще и легированные электродные инструменты, которые позволят наплавить кромки из черной стали.

Далее сам шов вырабатывают с использованием плакированной стали. Опытные специалисты советуют выполнять следующее:

• применять расходники на основе никеля:
• до сварки прокаливать электроды (желательно 210 градусов по 60 минут);
• работать на постоянном токе;
• перед запуском процесса вычищать металлическую поверхность от грязи и ржавчины;
• применять флюс для покрытия рабочего участка;
• затачивать кончики вольфрамовых стержней;
• при любой возможности применять изолирующий газ;
• стараться захватить больше черного металла, чтобы шов на молекулярном уровне оказывался крепче.

В следующем видео вас ждет сварка нержавеющей стали инвертором.