Как приварить нержавейку к черному металлу?

Сварка нержавейки с черным металлом

Электродуговая сварка является, пожалуй, одним из самых распространённых методов соединения металлических деталей. Технологически процесс сваривания металла выглядит таким образом: под действием электрической дуги, металл в зоне варки плавится и, смешиваясь, соединяет детали. Фактически получается одна целая деталь, поэтому сварочное соединение по характеристикам равно цельнометаллической детали.

Разные сплавы имеют разную температуру плавления и текучесть, поэтому иногда появляются сложности, когда требуется сварить два разных вида металла. Например, нержавейку и чёрный металл.

Можно ли сварить чёрный металл с нержавейкой

Ещё на заре зарождения электродуговой сварки, изобретатель Николай Гаврилович Славянов представил публике небезызвестный «Стакан Славянова». Этот стакан примечателен тем, что он состоит из семи металлов, которые нельзя сплавить естественными методами. Несмотря на различные характеристики чёрного металла и нержавейки, сварить их, тем не менее можно. О том, как происходит сварка нержавейки с простым чёрным металлом, основных трудностях процесса и способах их решения будет рассказано ниже.

Схема сварки нержавейки с черным металлом

Трудности в сварке разнородных сталей

Как говорилось выше, при варке сплавов разных сортов, а также во время сваривания сталей разных марок, могут возникнуть некоторые сложности. Основные трудности, которые могут возникнуть:

  • Разная теплопроводность. Может служить причиной прожога деталей во время сварочного процесса. Чем хуже металл отводит тепло от сварочной ванны, тем выше её температура. Уменьшение сварочного тока снижает температуру, но может привести к непровару в соединении.
  • Разное линейное расширение. При нагреве все тела увеличиваются в размерах, при остывании, соответственно принимают прежние размеры. Таким образом, изменение размера в процессе остывания могут послужить причиной разрыва сварочного шва или образованием в нём трещин.
  • Разница в электрическом сопротивлении. Влияет на перегрев электрода во время сварочного процесса. Это также сказывается на прочности шва.

Разнородные слои при сварке

Перегрев некоторых видов металлов ведёт к печальным последствиям. Нержавейка, например, при температуре свыше 500 градусов теряет свои свойства. То есть из нержавейки она превращается в обычный чёрный металл. Сварка приводит к перегреву стали в месте шва, поэтому на месте сварочного шва часто выступает ржавчина. Несмотря на кажущиеся трудности, сварка нержавейки и чёрного металла возможна при соблюдении ряда определённых правил.

Технологии сварки нержавейки и чёрного металла

Перед тем как ответить на вопрос «как сварить нержавейку с обычным чёрным металлом», следует рассмотреть существующие способы получения сварного соединения. Наиболее распространены следующие способы:

  • MMA. Ручная электродуговая сварка при помощи электрода в специальной обмазке.
  • MIG. Полуавтоматическая сварка в среде защитного газа с применением специальной проволоки.
  • TIG. Сварка в среде инертного газа неплавящимся вольфрамовым электродом.

Практически все виды металлов, в том числе и нержавейку с чёрным можно сваривать электродом, однако, потребуется подобрать электрод, обладающий определёнными характеристиками. В принципе, при этом получается неплохое соединение, однако, в промышленных условиях сварка разнородных сталей нержавеющей обычной производится в среде защитного газа. Это обусловлено тем, что сварной шов, при контакте с воздухом, насыщается азотом и становится довольно хрупким. Что является недопустимым при создании ответственных или несущих конструкций, поэтому, например, способы сварки швеллеров между собой предусматривают исключение попадания воздуха к остывающему сварному шву. При сварке большинства изделий, изготовленных из нержавейки, в качестве защитного газа используется аргон. Он обладает большой инертностью и не вступает в реакцию с расплавленным металлом в зоне шва. Также аргон имеет молекулярную массу выше, чем у воздуха, поэтому полностью вытесняет его из зоны сварки.

Технология сварки нержавейки с черным металлом

В процессе сваривания, плавится больше нержавеющая сталь, а чёрный только-только становится вязким. Для равномерного распределения расплавленного металла и получения прочного и красивого шва, свариваемые детали необходимо расположить строго горизонтально. В принципе, этого требуют все методы сварки нержавейки.

Дополнительно стоит упомянуть, что во время процесса сваривания, электрод должен находиться строго перпендикулярно свариваемой поверхности.

Сварку всегда ведут только при постоянном токе, переменка при варке нержавейки и чёрной стали – недопустима. Всё это позволит достичь высокого качества и прочности сварных швов. Помимо техники, немаловажным фактором, играющим большую роль в получении прочного шва, является правильный выбор присадочной проволоки или электрода.

Применяемые электроды

Разобравшись с технологией сварки, можно переходить к вопросу какими электродами и присадочной проволокой следует воспользоваться для сварки чёрного металла и нержавейки. Проволока, применяемая в процессе сваривания двух различных сталей должна содержать не менее 30% основного материала. Степень его легирования должна быть такой же или выше, как у свариваемых металлов. В случае с нержавейкой и чёрным – основным материалом является нержавеющая сталь (как имеющая наиболее высокую степень легирования). Остальную долю в присадочном материале занимает никель и марганец.

Электроды для сварки

В принципе, хорошее сварное соединение для не сильно ответственных конструкций, можно получить и без применения специальных расходных материалов. Чаще всего применяются для соединения нержавеющей и обычной стали нержавеющий электрод или нержавеющая присадочная проволока. Такие электроды содержат повышенное количество легирующих компонентов, позволяющих компенсировать их выгорание в процессе нагрева.

Если необходимо сварить какую-либо ответственную конструкцию, следует обратить внимание на специальные переходные электроды для варки разнородных или трудно свариваемых сталей. При их использовании наплавляется специальный промежуточный (или буферный) слой, который и позволяет соединить детали. Наиболее часто используются электроды ОЗЛ-312 (в случае, когда химический состав сталей вообще неизвестен) и НИИ-48Г.

Как проконтролировать качество соединения

Проверку полученного шва проводят после полного его остывания. В первую очередь производят визуальный осмотр поверхности на наличие трещин или прожига деталей. Если требуется герметичность соединения, то проверку продолжают с применением керосина или аммиака. С помощью керосина проверяются микротрещины, которые могли возникнуть в процессе сваривания. Для этого с одной стороны проверяемого шва наносят меловой раствор, а с другой стороны — керосин, подкрашенный красителем. Если меловой раствор изменил цвет – герметичность шва отсутствует. В том месте, где произошло окрашивание и отсутствует герметичность. Эффект окрашивания основан на капиллярном проникновении керосина по микротрещинам. Именно керосин также выбран неслучайно, эта жидкость имеет очень большую текучесть. Проверка аммиаком не отличается от проверки с помощью керосина, только в этом случае меловой раствор заменяют специальными индикаторами, меняющими цвет.

Качество соединения шва

Ответственные замкнутые конструкции можно также проверить и на герметичность, и на прочность одновременно. Для этого используется искусственно создаваемое гидравлическое давление.

Важно помнить, что если есть подозрение в заведомо слабом сварном шве, то применять этот способ категорически запрещено.

Проверка качества шва позволит быть уверенным, что удалось качественно сварить детали.

Правила безопасности

При проведении любых сварочных работ всегда необходимо соблюдать правила техники безопасности. Особенно это касается процесса сваривания нержавейки и чёрной стали.

Нержавейка очень текуча в расплавленном состоянии и может сильно разбрызгиваться, поэтому всегда необходимо надевать защитный костюм сварщика и рукавицы.

Сварочную маску также желательно выбирать закрытого типа.

Как приварить нержавейку к черному металлу

Во время ремонта, монтажных работ иногда необходимо соединить разнородные сплавы. Сварку нержавейки с черным металлом производят с использованием наплавочного материала. При его выборе важно знать марку или хотя бы категорию нержавеющего сплава. Образующийся слой по химическому составу должен быть максимально приближен к нержавейке, содержать легирующие металлы. Только в этом случае получится прочное соединение.

Можно ли сварить нержавейку с черным металлом

Нержавеющие сплавы значительно отличаются от углеродистых. При сварке нержавейки и черного металла учитывают разницу нескольких физических параметров:

  • теплопроводность у нержавейки ниже, чем у черных металлов, она сильнее нагревается, медленнее остывает;
  • у нержавеющих сплавов выше сопротивление, электрод над нержавейкой нагревается сильнее, чем над черным металлом, ванну расплава формируют в большей степени за счет черного металла;
  • нержавейка сильнее расширяется при нагреве, между заготовками нужно оставлять небольшой зазор, чтобы не возникало внутренних напряжений;
  • в нержавейке при нагреве до 500°С образуются карбиды, от них возникают трещины, внутренние дефекты, варить заготовки нужно при низкой температуре;
  • при нагреве углеродистая черная сталь становится вязкой, а легированная – жидкой, как вода, варить заготовки лучше в горизонтальном положении.

Сварку черного металла и легированного сплава можно проводить несколькими способами, учитывая особенности нержавейки.

По какой технологии выполняется сварка

Способ сварки зависит от вида сплава и необходимой прочности швов. В домашних условиях чаще используют традиционную электродуговую постоянным током. Шов, который должно выдерживать давление, большую динамическую нагрузку, варят под облаком защитного газа. Аргон использовать необязательно, достаточно углекислого газа, подаваемого полуавтоматом. Аргоновая сварка экономически нецелесообразна.

Как сваривают нержавейку с черным металлом:

  1. Способ электродуговой сварки MMA самый распространенный, выбирают электроды, которые применяют для работы с нержавейкой. Легирующие компоненты должны совпадать, только в этом случае образуется надежное соединение.
  2. Сварка полуавтоматом MIG используется в промышленных условиях. Прочность соединения зависит от марки присадочной проволоки, она должна быть из нержавейки. Марку выбирают под заготовку по химическому составу.
  3. Способ TIG с использованием тугоплавких электродов применяется для ответственных соединений. При газосварке образуются прочные плотные швы.

Применение нержавеющих присадочных материалов снижает текучесть легированных сплавов почти в три раза, делает жидкий металл вязким.

Выбор электродов

Наплавочный материал для присоединения нержавейки к черному металлу выбирают под марку сталей. Только в этом случае не будет трещин в области шва. В присадке должны быть основные легирующие элементы, ведь в диффузном сварочном слое содержится до 40% присадочного сплава. Электроды выбирают в зависимости от вида нержавеющей стали:

  • для аустенитной (кислотоустойчивой) нержавейки подойдут электроды НИАТ-5, ЭФ400/10У с основным покрытием, стержнем, легированным хромом, никелем, молибденом (четвертый вид свариваемости);
  • для хромоникелевых нержавеющих сталей – ЦТ-28, ЦЛ-11 с основным видом обмазки, легирующие добавки: молибден, хром, вольфрам, марганец; ОЗЛ-22, ОЗЛ-14А, ОЗЛ-7, ОЗЛ-36 со специальным флюсовым покрытием, стержнями с высоким содержанием хрома, никеля, марганца;
  • для стали с никелем – ESAB OK 67.70, OK 67.75 с рутиловой обмазкой, содержащей оксид титана (ограниченная свариваемость);
  • для теплоустойчивой нержавейки – Э50А (УОНИ 13/55) с основным видом покрытия из карбонатов и фторидов, с повышенным содержанием марганца;
  • для жаропрочных нержавеющих сталей – ОЗЛ-25Б, ЗИО-8 с основной обмазкой, стержнем с высоким содержанием хрома, марганца, молибдена.
Читайте также  Как резать металл сварочным инвертором?

Перед работой электроды прокаливают в течение часа, нагревают их до + 180–200°С. Берут только нужно количество с запасом 2–3 штуки. После прокалки присадочные стержни долго не хранятся, обмазка начнет осыпаться. Для ответственных швов выбирают электроды по справочной таблице.

Как происходит процесс сварки

Предварительно заготовки нужно подготовить: очистить от грязи и пыли, снять окалину – зачистить до металлического блеска железной щеткой или наждачкой. Затем проводят обезжиривание спиртом или растворителем, наносят на кромки флюс, он выравнивает плавление, обе заготовки прогреваются равномерно.

Сваривать заготовки желательно в нижнем положении, чтобы ванна расплава не растекалась. Движения должны быть точные. Чтобы качественно приварить нержавейку к черному металлу обычным электродом, нужен ток обратной полярности (подключают контакт «+»), держать его нужно ближе к углеродистому черному сплаву, у него ниже текучесть. Шов делают глубокой, большой ширины, остывать диффузионный слой должен медленно, чтобы кристаллизация была равномерной. Предварительный прогрев заготовок применяют только в крайних случаях, для жаропрочных сплавов.

В качестве источника тока использовать инвертор с дополнительными функциями. При газосварке швы проваривают долго, чтобы образовалась большая ванна расплава. После проверки и очистки швов рабочую зону покрывают пассивирующим слоем.

Как проверить качество шва

До очистки и финишной шлифовки соединения, шов проверяют на герметичность. Существует несколько способов:

  • на диффузионный слой наносят керосин, он будет просачиваться даже в самое мелкое отверстие – если с обратной стороны нет масляного пятна, все в порядке;
  • если применяют ацетон или другой растворитель, его подкрашивают пастой из пишущего стержня, чтобы была заметна протечка;
  • еще один способ – гидравлический, его применяют для трубопроводов и соединений, на которые будет оказываться динамическая нагрузка.

Проверяют на прочность сварки нержавейки и черного сплава только те швы, к которым предъявляются повышенные требования по прочности. Швы, рассчитанные на низкую нагрузку, гидравликой не испытывают, чтобы не было разрушений.

Соединение черной стали и нержавейки можно проводить самостоятельно, если есть опыт сварных работ.

Как сварить нержавейку и чермет

Никогда не возникает вопросов, когда производится сварка идентичных по составу металлов. Проблемы возникают, когда свариваются две разные заготовки. И, скорее всего, не проблемы, а трудности, касающиеся правильного подбора технологий и режимов сварки, а также расходных к ним материалов. К примеру, сварка нержавейки и черного металла. Вроде бы две стали, но с разными техническими свойствами. Поэтому правильно варить два этих сплава – это значит, точно подобрать параметры сварочного процесса. Ведь сваренный шов будет держать обе заготовки прочно лишь в том случае, если он состоит из того же металла, что и свариваемые детали.

С черным металлом все более или менее понятно. Это самый распространенный материал, который легко поддается свариванию любыми видами сварки. С нержавеющей сталью все намного сложнее.

Особенности сварки нержавейки

Есть четыре технические характеристики нержавеющей стали, которые делают ее сварку особенной.

  1. Низкая теплопроводность металла. Если сравнить данный показатель с черной сталью, то она у нержавейки в два раза ниже. Это говорит о том, что в процессе нагревания металла он не отводит тепловую энергию, а накапливает в себе. А это чревато повышением температуры на определенном участке, что при сварке обязательно приведет к прожогам. Эту проблему можно решить просто – нужно уменьшить силу тока на 20-30%.
  2. Линейное расширение у нержавейки выше, чем у черного металла. Почему так важно данное значение. Все дело в том, что после большого расширения при нагреве будет происходить обратный процесс – усадка на туже величину, что и расширение. То есть, две заготовки могут порвать сварочный шов, или в нем появятся трещины в большом количестве. Выход из положения – большой зазор между свариваемыми деталями.
  3. Электрическое сопротивление. Этот показатель у нержавейки тоже большой. Он влияет на электрод, а точнее на его перегрев в процессе сварки нержавейки и стали. Поэтому необходимо длину расходника уменьшить до предела 35 см, не больше.
  4. Нержавеющая сталь под действием высоких температур меняет свои качества. То есть, из нержавейки она превращается в обычную сталь. Поэтому очень важно ее не перегревать. При +500С на зернах металла образуется карбидное соединение, которое и снижает антикоррозионные свойства нержавейки. По сути, коррозия начинает происходить на межкристаллических связях. Решается данная проблема по-разному, например, свариваемые детали охлаждаются водой.

Сварка нержавейки с черным металлом

Можно ли, и как сварить нержавейку с черным металлом? Вопрос, который требует особого подхода. Главное – правильно выбрать технология сваривания. Чтобы ее провести, можно использовать:

  • Ручную дуговую сварку плавящимся электродом.
  • Неплавящимся вольфрамовым электродом в среде защитных газов с присадкой или без таковой.

Кстати, в качестве присадочного материала нужно использовать нержавеющую проволоку.

Сказать, что первый способ сварки лучше, а второй нет, или наоборот, нельзя. В каждой технологии есть свои особенности и нюансы. К примеру, чтобы сварной шов при ручной электродуговой сварки был качественным, нужно использовать электроды, с помощью которой можно варить саму нержавейку. Вторая технология предопределяет использование присадки только из нержавейки. Причем в ее состав обязательно должны входить легированные добавки: никель и марганец, редко хром. Но в сварочном шве все же должно быть больше нержавеющей стали. Идеальный шов, если в составе его металла входит 40% чистой нержавейки.

Что касается плавящихся электродов, то они подбираются с учетом состава обоих свариваемых металлов: нержавейки и обычной стали. Все дело в том, что две заготовки могут отличаться не только техническими и механическими параметрами, но и разной степенью свариваемости, наличием или отсутствием легированных материалов, их процентным содержанием.

К тому же присутствие никеля в двух сплавах делит их на несколько категорий: легированные, низко- или высоколегированные, углеродистые или теплоустойчивые. Поэтому, выбирая электрод, придется все это учитывать. Хотя существует определенное правило сварки нержавейки и черной стали. Если хотите получить качественный шов без внутренних трещин – используйте расходник, который используется для сварки высоколегированных сталей. Стержень таких электродов обладает высокими прочностными характеристиками.

Марки каких электродов подойдут для сварки черной стали и стали нержавеющей:

  • НИАТ-5 – прекрасно варит аустенитных металлов.
  • ЦТ-28 – для нержавейки.
  • Э50А – для сплавов с высоким показателем теплоустойчивости.
  • ОЗЛ-25Б – для жаропрочных металлов.

Особенности сварки черного металла с нержавейкой

Особенность соединения двух разноплановых видов сталей заключается в том, что в процессе их нагрева происходит расплав. Металлы становятся мягкими, но нержавейка в этом плане становится текучей, как вода, а черная сталь приобретает вязкую консистенцию. Это и есть большая проблема. Решить ее можно только одним способом – использовать для соединения электрод для сварки нержавейки. К примеру, ОК61.30 – это универсальная марка, или ОК67.45 – этот электрод обычно используется в самых сложных ситуациях, к которым относится сварка нержавеющей стали и стали из черного металла.

Кстати, ручная электродуговая сварка плавящимся электродом в данной ситуации является самой простой по сравнению с другими технологиями. Но использование газосварки считается более качественным вариантом в плане получения шва высокого качества. Все дело в том, что присадочная проволока из нержавеющей стали снижает текучесть основного металла почти в три раза. Из этого можно сделать вывод:

  • Если вам необходимо соединить детали из нержавейки и черного металла в домашних условиях, то выбирайте электродуговую сварку.
  • Если нужно, чтобы соединение смогло выдержать приличные нагрузки, тогда лучше воспользоваться сваркой в среде защитного газа.

Кстати, аргоновую сварку часто для этих целей лучше не использовать, слишком дорого обойдется такое соединение. Можно ее заменить обычной газосваркой, используя в качестве присадки нержавеющую проволоку. Идеально будет, если зону сварки защитить флюсом. Но и его также придется выбирать из расчета сваривания двух разных сплавов.

Режимы для сварки

Толщина соединяемых заготовок, мм Диаметр электрода, мм Род тока Сила сварочного тока, А
1 2 постоянный 30-60
2 3 постоянный 50-80
4 4 постоянный 90-130

Технология сварки

Как и во всех сварочных процессах, свариваемые заготовки необходимо подготовить: очистить кромки или торцы металлической щеткой до блеска, обезжирить, если есть такая необходимость. Для обезжиривания можно использовать растворитель или спирт. Если буде производится газосварка, то в стык укладывается флюс.

Читайте также  Выбор настольного токарного станка по металлу

Сваривать черный металл и нержавеющую сталь лучше в нижнем положении. Таким образом, предотвращается растекание металла. Сваривание плавящим электродом должна производиться с соблюдением точных движений рук сварщика. В основном электрод должен располагаться ближе к черному металлу, потому что он меньше, чем нержавейка, становиться текучим.

При газосварке все эти же процесс происходят точно также, только медленнее. Шов надо формировать глубоким и широким. Чем больше однородного металла между заготовками, тем лучше. Самое главное никаких быстрых способов охлаждения, металл сварочного шва должен остывать медленно.

Конечно, чтобы добиться качества конечного результат, надо иметь опыт сваривания разнородных металлов. Поэтому после завершения сварочной процедуре рекомендуется провести контроль качества шва. Это можно сделать несколькими способами.

  1. С помощью обычного керосина. Его наносят на поверхность шва, а с другой стороны проверяют, не прошел ли он сквозь соединение заготовок. Если керосина с обратной стороны нет, то сварка прошла на высоком уровне.
  2. То же самое можно сделать, используя ацетон. Можно его подкрасить пигментом для лучшего проявления с обратной стороны сварного шва.
  3. Существует так называемый гидравлический способ контроля. Обычно с его помощью проверяется шов на прочность. Если чисто визуально были обнаружены дефекты стыка, то этот вариант проверки качества лучше не использовать.

Становится понятным, что приварить нержавейку к обычной стали, это достаточно ответственный процесс. Не зная тонкостей сварочной технологии, не зная правил выбора расходных материалов, сделать стальной стык качественным не получится. Самое главное, как показывает практика, это поймать ту середину, когда расплавленная нержавейка не стала сильной текучей. А при этом черный металл не остался твердым.

Сварка нержавейки полуавтоматом: всё что нужно знать в одном месте

Для того, чтобы сварить нержавеющую сталь применяют несколько методов: ручную сварку, аргоновую и сварку полуавтоматом. В настоящее время метод полуавтоматической сварки является наиболее надежным и долговечным, в основе чего лежит высокое качество получаемого сварного шва.

Можно ли варить нержавейку полуавтоматом и что это такое?

Сварка нержавейки полуавтоматом представляет собой соединение заготовок между собой в среде защитного газа. Выделяют две технологии: MIG (сварка металла инертным газом) и MAG (сварка активным газом). Для проведения данного типа сварки необходимы защитный газ и сварочная проволока, которая автоматически непрерывно подается в зону сварки. Таким образом, присадочный материал плавится вместе со сталью заготовок, образуя сварной шов. Защитный газ, поступающий из баллона, нужен для того, чтобы кислород не смог проникнуть в зону сварки и окислить металл.

Достоинства и недостатки сварки полуавтоматом

Достоинства:

  • высокая производительность без потери качества сварного шва;
  • отсутствие сильной задымленности, что облегчает сварку в помещении;
  • небольшое количество брызг металла (благодаря постепенной подаче сварочной проволоки);
  • возможность сваривать тонкие и толстые заготовки;
  • уменьшенное количество расхода сварочного материала.

Недостатки:

  • необходимость использования газового баллона

В этом недостатке кроется сложность транспортировки баллона к месту сварки. Но если учесть все перечисленные достоинства, то на этот недостаток с легкостью можно закрыть глаза.

Видео о сварке нержавейки полуавтоматом

Особенности сварки нержавеющей стали полуавтоматом

Как и любой другой способ, сварка полуавтоматом имеет свои особенности. Рассмотрим самые важные из них:

  • газовая смесь для сварки должна включать в себя 70% углекислого газа и 30% аргона
  • угол сварки должен составлять от 5 до 10 градусов по отношению к детали для лучшего проплавления шва. Это особенно актуально для сваривания толстых деталей
  • обратная полярность
  • видимая длина присадочного материала должна составлять от 6 до 12 мм. При формировании шва расстояние от сопла до металла должно быть минимальным

Обычно выделяют 3 способа соединения заготовок методом сварки полуавтоматом:

1. Струйным переносом

Его используют при необходимости сварить толстостенные детали между собой. Для этого применяют порошковую проволоку и специальные головки.

2. Короткой дугой сваривают тонкую нержавейку для исключения прожига металла

3. В среде защитного газа

Наиболее традиционный метод сварки, где в качестве защитного газа используется аргон, углекислота или их смесь. Более подробно поговорим об этом ниже.

Использование газа в сварке нержавеющей стали

Когда мы используем полуавтомат для сварки нержавейки, возникает следующий вопрос: “Какой газ использовать?”

Существует 3 варианта газа, которые можно использовать:

Аргон

Сварка нержавейки полуавтоматом в среде аргона широко используется из-за эстетичности получаемых швов, но имеет недостатки в виде обилия брызг, нестабильности дуги и высокой стоимости.

Углекислый газ

Сварка полуавтоматом нержавейки в среде углекислого газа — самый дешевый вариант, но из-за ещё большего количества брызг, чем при аргоне, швы получаются очень грубыми.

Cмесь аргона и углекислого газа

В основном эти смеси содержат 98% аргона и 2% углекислого газа, либо 95% и 5% соответственно. Это самый оптимальный вариант, т.к. он объединяет в себе и доступную стоимость, и хорошее качество шва. При отсутствии высоких требований к виду шва процент углекислого газа возможно увеличить до 30.

Но всегда ли необходим защитный газ?

Ответ — нет. Защитную среду можно обеспечить и без использования газа. В этом случае применяют аналог сплошной проволоке — порошковую проволоку. Она представляет собой тонкостенную трубку, которая внутри заполняется флюсом и газом. Сверху покрывается металлическим защитным слоем, который при плавлении высвобождает флюс, который в свою очередь перекрывает доступ кислорода к месту сварки.

При этом порошковую проволоку применяют не так часто в силу неспособности обеспечить нужную защиту зоны сварки. Это в свою очередь занижает качество шва — он становится менее долговечным и прочным.

Сварка нержавейки с использованием присадочного материала и защитного газа (в сравнении с MMA и TIG)
Достоинства:

Материалы и оборудование, необходимые для сварки

  1. Сварочный полуавтомат в качестве источника тока
  2. Редуктор

Необходим при сварке полуавтоматом для регулирования давления газа, поступающего из баллона. Для каждого вида газа предусмотрен свой редуктор.

  • Сплошная или порошковая проволока (идентичного со свариваемыми деталями материала для повышения качества шва)
  • Баллон с защитным газом

    Для исключения п. 4 необходимо выбрать порошковую проволоку, при этом необходимо помнить про снижение качества шва.

    Средства защиты:

      Cварочная маска — обязательное средство защиты глаз и лица во время проведения сварочных работ

    Сварочные маски выпускают нескольких типов: с небольшой площадью покрытия лица и головы, с большим защитным покрытием включая шею и волосы, а также с поднимающимся светофильтром.

    Краги — необходимый атрибут для защиты рук сварщика

    Их изготавливают из спилка или брезента. Помимо этого, они различаются по количеству отделений под пальцы.

    Выбор сварочной проволоки

    Cплошная проволока

    Дает хорошее качество шва, несмотря на то, что имеет невысокую стоимость.

    Порошковая проволока

    Дает более низкое качество шва, зато позволяет проводить сварочные работы без использования газовых баллонов.

    Применяется по большей части при сварке в среде углекислого газа и его смесей. Использование этого типа проволоки ведет к увеличению устойчивости горения дуги.

    Присадочная проволока производится от 0,13 до 6 мм в диаметре.

    Предварительные работы до начала сварки

    Непосредственно до начала процесса сварки необходимо выполнить следующие действия:

    1. Зачистить до блеска абразивным материалом поверхность, по которой будет проходить сварка
    2. Снять фаски, если толщина стенок свариваемых заготовок более 4 мм
    3. Произвести обезжиривание поверхности спиртом, ацетоном, бензином или растворителем
    4. Удалить влагу путем прогревания кромок горелкой до 100⁰C
    5. Чтобы устранить внутреннее напряжение перед сваркой металл нагревают до 200⁰

    Предварительные работы до начала сварки

    В независимости от типа газа, обеспечивающего защитную среду (аргон или углекислый газ) правила проведения сварки полуавтоматом одни и те же:

    1. Ток должен быть обратной полярности
    2. Наклонять горелку нужно так, чтобы обеспечить провар достаточной глубины и правильную ширину шва
    3. Вылет проволоки достаточно сделать до 12 мм
    4. Расход газа настраивают от 6 до 12 мᶾ/час
    5. Защитный газ пропускают через осушитель (чаще всего на основе медного купороса) для удаления влаги. Перед применением его необходимо прокалить при 200 ⁰С при длительности около 20 мин
    6. Для защиты от раскаленных брызг поверхности, прилегающие к стыку, необходимо обработать растворенным в воде мелом
    7. Во избежание образования водородных трещин сварку нужно начинать, отступив примерно 5 мм от края заготовки
    8. Сварку нужно выполнять плавным движением полуавтоматической горелки вдоль шва. Если производить поперечные движения, то расплавленный металл может выйти за пределы защитной среды

    Сварка нержавейки полуавтоматом с другими типами металлов

    Сегодняшние технологии сварки полуавтоматом позволяют соединять нержавеющий металл с алюминием, металлы высокой и низкой легированности, а также и другие сплавы.

    Отличительные черты сварки полуавтоматом нержавейки с другими металлами:

    • во время сварки черного металла с нержавейкой понижается предел текучести металла, образуется защита поверхности от действия окружающей среды
    • когда мы привариваем Ст40 к нержавейке, то применяем проволоку 08Г2С, которая помогает избежать разрыва шва в месте соединения двух типов металла после остывания
    • чтобы сварить нержавейку с медью необходимо использовать легкоплавкие припои и флюс
    • импульсный режим применяется для сварки нержавейки с алюминием и другими металлам, за счет чего появляется повышенная устойчивость к коррозии и улучшается качество провара
    • аргон используют для сварки алюминия с нержавейкой с включением импульсного режима. При этом рекомендована медно-порошковая проволока

    Таблицы с настройками полуавтомата для сварки

    Встык нижнее положение

    Толщина заготовки, мм Зазор, мм Диаметр проволоки, мм Сварочный ток, а Сварочное напряжение, в
    0,8 0,8 50-80 16
    1,2 0,8 70-80 17
    2,0 0,5 0,8 70-80 17,5
    3,0 1 0,8 80-90 18
    4,0 1,5-2,5 0,8 100-110 20
    5,0 2,5 1,0 135-145 21
    6,0 2,5 1,0 140-150 22

    Вертикальное пространственное положение

    Толщина заготовки, мм Диаметр проволоки, мм Направление движения горелки Сварочный ток, а Сварочное напряжение, в
    0,8 0,8 вниз 50-80 16
    1,2 0,8 вниз 70-80 17
    2,0 0,8 вниз 70-80 17,5
    3,0 0,8 вверх 80-90 18
    4,0 1,0 вверх 100-110 20
    5,0 1,0 вверх 135-145 21
    6,0 1,0 вверх 140-150 22

    Угловое соединение нижнее положение

    Толщина заготовки, мм Диаметр проволоки, мм Сварочный ток, а Сварочное напряжение, в
    0,8 0,8 60-70 15
    1,2 0,8 70-80 16
    2,0 0,8 80-90 17
    3,0 0,8 90-100 19
    4,0 1,0 130-140 22
    5,0 1,0 155-165 24
    6,0 1,0 175-180 26

    Заключительные работы по окончании сварки

    1. Механическая обработка — удаление пузырей путем простукивания их тяжелым предметом через гладилку и брызг, полученных при плавке металла
    2. Травление — удаление специальным составом со швов окалины, вызывающей коррозию
    3. Пассивация — нанесение на сварной шов средств для образования на нем оксидной пленки хрома, что защищает от появления коррозии

    Полезные советы

    В конце статьи хотелось бы поделиться несколькими полезными советами по сварке нержавейки, которые помогут повысить качество итогового шва:

    • в процессе сварки в защитной среде (смеси аргона и углекислого газа) устанавливают обратную полярность, а с использованием флюса — прямую
    • для расстояния между проволокой и стыком рекомендуется принимать значение, не превышающее 12 мм
    • двигать горелкой нужно слева направо с наклоном от себя, чтобы она не закрывала от нас шов
    • соединение толстостенных деталей выполняют под углом 5 — 10⁰, чтобы обеспечить глубокий проплав, а также прочный и надежный шов
    • при сварке тонкой нержавейки горелку наклоняют вперед, уменьшая таким образом глубину провара и снижая к минимуму риск прожога

    Как сваривать детали из нержавейки

    При организации и проведении технологических операций, классифицируемых, как сварка нержавеющей стали, следует учитывать не только физические свойства сплава железа и углерода, но и его внутреннюю структуру.

    Только при соблюдении этого требования сварщик вправе рассчитывать на то, что соединение окажется достаточно качественным и надежным.

    Специфика работы

    Специфика сварочных работ по нержавейке связана со структурой этого материала. Нержавейка относится к разряду высоколегированных соединений, в состав которых входят компоненты, определяющие основные свойства сплава.

    Таким основополагающим элементом является хром, содержание которого в нержавеющем изделии может варьироваться от 12 до 30%. Именно он (наряду с небольшими добавками титана, марганца, никеля и молибдена) образует антикоррозионную основу нержавейки, создавая вместе с тем определённые трудности для сварки.

    Для преодоления этих сложностей согласно ГОСТ следует подбирать наиболее подходящие режимы плавления заготовок (холодная сварка для нержавейки, например). И, во-вторых – принимать во внимание такие особенности сплава, как высокий показатель линейного расширения и сравнительно низкая теплопроводность. Помимо этого при работе с нержавейкой должна учитываться возможность внутренней (межкристаллитной коррозии).

    Способы сваривания

    Среди известных видов сварки изделий из нержавейки особо выделяются следующие:

    • с использованием полуавтомата (включая «тиг» сварку в среде аргона или в углекислом газе);
    • с помощью электронного инвертора;
    • холодное сваривание.

    Обработка нержавейки каждым из этих способов имеет свои особенности, которые нуждаются в отдельном рассмотрении. Начнём с наиболее распространённого способа, предполагающего использование для сварки полуавтомата с одновременным созданием специальных газовых сред.

    Полуавтоматом в защитной среде

    Способ сваривания нержавейки полуавтоматом регламентирован действующими нормативами, которые определяют следующий состав оборудования и расходных материалов:

    • сам сварочный полуавтомат, обеспечивающий требуемый режим обработки;
    • специальная присадочная проволока (порошкового типа или сплошного сечения);
    • инертный газ.

    Проволока для полуавтоматического сваривания нержавейки должна соответствовать категории расходного материала, прошедшего термическую обработку или быть холоднотянутой. Она может выпускаться в виде изделий, имеющих повышенный (П) или обычный класс точности. Класс (П) традиционно применяется с целью улучшения качества «чернового» шва.

    Поскольку известные сплавы нержавейки различаются по своему химическому составу, то и проволока для сварки должна выбираться с учётом этих отличий. В данном случае вполне подойдёт расходный материал, рассчитанный на выбранное оборудование (полуавтомат).

    Проволока бывает порошковой или в сплошном исполнении; причём последний вариант применяется при работе в газовой защитной среде. Благодаря подаче газа в зону сварки воздух в неё практически не попадает, что повышает качество полученного шва.

    При порошковом способе организации сварки присадочный материал уже содержит флюс и газ, необходимые для нормального протекания процесса.

    Обратите внимание: в рядовых условиях, как правило, используется проволока диаметром 0,6 и 0,8 мм.

    В процессе сварки с использованием аргона необходимо внимательно отслеживать текущую температуру свариваемого металла и припоя, силу тока и его полярность, а также зазор между заготовками.

    ТИГ технология

    Дуговая сварка по TIG технологии также проводится с применением полуавтомата. Для нее применяют неплавящиеся вольфрамовые электроды, на которые может подаваться как постоянный, так и переменный ток.

    Основной инструментальной составляющей при сварке аргоном является газовая горелка, на которой фиксируется вольфрамовый стержень и подающее газ сопло. Используемый вместо проволоки припой подносится к зоне формирования дуги вручную; при этом как его подачу, так и перемещение газовой горелки контролирует только сварщик-оператор.

    В отличие от других видов сварки нержавейки порядок формирования шва этим методом исключает какие-либо поперечные движения. То есть припой вместе с горелкой перемещаются только вдоль осевой линии шва.

    Инвертором

    Сваривание нержавейки в бытовых условиях может быть организовано путём использования электронного инвертора, обеспечивающего поддержание качественной сварочной дуги.

    Перед началом работ стыки изделий из нержавейки тщательно зачищаются с помощью металлической щётки. В случае необходимости производится подготовительная разделка фасок, проводимая в соответствии с типом соединения и толщиной самих изделий. С порядком выбора указанных параметров можно ознакомиться в специальной таблице.

    При сварке инвертором в домашних условиях необходимо контролировать температуру заготовок в месте образования шва, которая не должна превышать 150-ти градусов. Во-вторых, нужно выбрать режим формирования соединения с использованием малых токов и высокой скоростью, исключающей какие-либо колебания небольшой по размеру дуги.

    Ещё одно условие качественной сварки – обязательное использование подложек, обеспечивающих эффективный отвод тепла от свариваемых заготовок. Изделия из нержавейки, имеющие достаточно большую толщину, перед сваркой должны предварительно разделываться.

    Для проведения мероприятий этого класса потребуются электроды, предназначенные специально для нержавейки. Сама сварка выполняется «на короткой дуге» в отсутствии ненужных поперечных колебаний. Также отметим, что для электродов диаметром 3 миллиметра ток на инверторе выставляется в пределах 80-ти Ампер.

    По завершении сварочных работ швы окончательно зачищают металлической щёткой, а затем обрабатывают особой антикоррозийной пастой. По истечении некоторого времени, остатки этого состава смывают чистой проточной водой.

    Холодный метод

    Технология холодной сварки нержавейки не предусматривает плавления материала в рабочей зоне, поскольку процесс спайки отдельных частей в этом случае происходит на молекулярном уровне. В отличие от рассмотренных ранее методов, эта технология не нуждается в сложном оборудовании, а реализуется с помощью двухкомпонентного клеевого состава с присадками.

    Клеевой состав выпускают в виде специальных трубочек, от которых непосредственно перед применением отрезают небольшой фрагмент, а затем разогревают и тщательно разминают прямо в руках. После этого ремонтную «заплату» наносят на очищенное от различных загрязнений и обезжиренное место повреждения (отверстие, трещину) или на участок склейки.

    Холодная сварка в домашних условиях применяется обычно при необходимости ремонта различных емкостей или труб из нержавеющей стали и имеет определённые недостатки.

    Прежде всего – это временность её применения, поскольку холодная сварка используется лишь как средство экстренного устранения неисправности или дефекта. Кроме того, она не может применяться при работе с разнородными металлами и не подходит для качественного и долгосрочного соединения двух заготовок из нержавейки.

    С другими металлами

    При необходимости сопряжения нержавейки с различными инородными структурами обязательно учитываются особенности каждого из этих материалов, а также подбираются соответствующие режимы и тип электродов.

    Сварка разнородных сталей (нержавейки с алюминием или чёрными металлами, например) приводит к эффекту, в результате которого в зоне плавления присутствуют сразу два металла. Причём свойства этих компонентов передаются сварному шву неравномерно, так что в случае выгорания одного из них соединение получается недостаточно надёжным.

    При сварке алюминия и нержавейки, как правило, применяют известный метод, предусматривающий использование неплавящихся электродов в среде аргона. Такое сваривание реализуется с помощью специальной горелки с закреплённым на ней рабочим стержнем из вольфрама и с подаваемым в зону горения защитным газом.

    Этот вид сварочных операций относится к категории наиболее сложных и ответственных мероприятий и нуждается в самом современном оборудовании и высоком профессионализме сварщика.

    При необходимости приваривания нержавейки к чёрному металлу (стали и её сплавам) также следует воспользоваться вольфрамовыми неплавящимися электродами и работать в защитной газовой среде (аргоне).

    Ко всему сказанному следует добавить, что к перечню способов соединения нержавейки при желании можно добавить холодное сплавление под большим давлением и контактную сварку.