Сварка нержавеющей стали

Сварка нержавейки

Содержание:

 

Что такое нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь представляет собой разновидность легированной стали, не подверженной коррозии за счет наличия в ее структуре стабилизирующих элементов: хрома, молибдена, никеля, марганца. В структуре качественной нержавейки должно быть не менее 10,5% хрома, обеспечивающего сплаву свойства прочности, свариваемости, устойчивости к коррозии, простоты обработки, повышенный срок эксплуатации, эстетическую привлекательность.

В отличие от углеродистой, хромированная сталь защищена от неблагоприятного воздействия воздуха и влаги. Коррозионная стойкость сплава обусловлена наличием слоя нерастворимых окислов, что имеет значение в процессе взаимодействия изделия с агрессивной средой.

Химический состав стали и ее характеристика:

  • Хромо-марганцево-никелевая: благодаря присутствию марганца металл имеет безупречную прочность при сохранении пластичности. Может использоваться в составе заклепок конструкций, изготовления высокопрочных деталей, полученных в результате электросварки;
  • Хромоникелевая: одна из популярных марок с улучшенной пластичностью. За счет никеля сталь характеризуется заметными магнитными свойствами, что обеспечивает стабильность структуры металла. Применяется как в сфере промышленности (печестроение, трубы, медицинские приборы, фольга, листы в химическом производстве), так и в быту;
  • Хромистая: при невысокой пластичности металл нелегок в обработке, но отличается повышенной прочностью. Используется в неагрессивных средах при высокой температуре.

Благодаря обширному разнообразию марок нержавейки можно выбирать подходящие материалы для осуществления технологических функций различного характера.

Способы сварки нержавейки

В целях сварки деталей из нержавейки известны три ее основных способа:

  • MMA — дуговая, ручного типа, которая осуществляется с помощью искусственного электрода, и чаще всего востребована в бытовых целях. Ее результатом является удовлетворительное качество шва. Конструкция не отличается сверхпрочностью, выдерживает ограниченные нагрузки, характеризуется относительно слабой структурой.
  • TIG — аргонодуговая сварка. В результате ее применения швы отличаются высоким качеством. Используется для соединения тонколистовых материалов, для конструирования систем трубопроводов высокого давления.
  • MIG/MAG — полуавтоматического типа, реализуемая в газовой среде, что позволяет достичь качественного соединения и отличного проплавления. Рекомендуется для соединения толстостенных элементов.

Нержавеющие сплавы проходят обработку различными способами, которые могут иметь ограниченный спрос по причине сложности процедуры и ее стоимости: лазерная, точечная, плазменная.

Упомянутые выше режимы сварки для сплавов из нержавейки используют в целях получения швов высокой прочности, а также для соединения не поддающихся облегченной обработке материалов.

Нюансы при сварке заготовок из нержавейки

Сварка деталей из нержавеющей стали предполагает следующие условия и особенности процесса:

  • Повышенное электрическое сопротивление. Учитывая эту особенность, электроды из хромоникелевых сплавов должны быть ограничены в длину (до 350 мм).
  • Высокий показатель расширения металла. Необходимо точное соблюдение зазора между свариваемыми деталями.
  • Низкая теплопроводность. При обработке нержавейки напряжение тока понижают на 20%, в отличие от показателя при стандартной сварке.
  • Хром как составляющая сплава. Хром в результате реакции с углеродом при высокой температуре обработки преобразуется в карбид хрома. Последствием является пониженная прочность шва. Необходимо позаботиться о возможности быстрого охлаждения места сварки, чтобы исключить подобное явление.

Профессионалы своего дела в обязательном порядке учитывают все описанные условия обработки нержавейки. Только принимая в расчет заявленные характеристики стали можно достичь высокого качества швов без дефектов.

Импульсная сварка нержавеющей стали

Плюс импульсной сварки — это абсолютный контроль выполняемой работы и теплоизлучения в целях создания прочного шва. Импульс предназначается для формирования сварочной взвеси, переходящей в сварочную ванну. При этом зона термического воздействия ограничивается и накал детали происходит с точным расчетом объема тепла на единицу материала.

При импульсной сварке сплавов из нержавейки почти не генерируются сварочные брызги. Эта особенность позволяет экономично расходовать проволоку, улучшать продуктивность, а также снижать временные затраты на выполнение работ.

Сварка нержавейки с другими металлами

При условии сочетания металла и сплава нержавейки качество шва способно утратить свое идеальное качество. В месте соединения могут появляться трещины, данный участок может ослабевать под воздействием внешних факторов, изделие утрачивает пластичность.

Во избежание недочетов при сварке заготовок из нержавейки и другого металла необходимо использовать электроды, предназначенные для высоколегированной стали. Поверхность заготовки должна быть тщательно обработана, а также выполнена прокалка электродов. Помимо этого, вспомогательный нагрев зоны сварки до самой процедуры не рекомендуется. Лучше применить высоклегированный сплав, провести операцию на базе никеля как присадки.

В сварочном шве должен присутствовать меньший процент основного вещества: до 40% от общей массы. Остальные 60% должны приходиться на присадочный материал, что зависит от способа сварки.

Расходники для сварки нержавеющей стали

Чтобы осуществить качественную сварку деталей из нержавейки, нужно выбирать электроды или материалы присадки в соответствии с составом основного металла. Это условие позволяет добиться равномерного плавления металлов, и на выходе получается сплав лучшего качества и плотности.

Веб-ресурсы, посвященные выпуску марок нержавеющей стали, предоставляют массу информации о составе и свойствах конкретной марки стали. Иногда непросто определить отличия детали из нержавейки без сложной процедуры лабораторного тестирования.

Как подготовить нержавейку для сварки

Подготовка деталей до процедуры сварки подразделяется на несколько этапов:

  • Очищение поверхности заготовки при помощи стальной щетины;
  • В целях получения максимально устойчивой дуги при сварке: обработка поверхности ацетоном;
  • Обработка специальным средством от наслоения брызг (чтобы не пришлось заниматься обработкой по завершении процедуры).

Между образовавшимися кромками деталей должен присутствовать зазор, обеспечивающий свободную усадку соединения. Это условие — в ряде основных, и оно касается подготовки нержавейки к сварочным операциям.

Обработка нержавеющей стали после сварки

Во избежание прогрессирующей коррозии изделия и снижения его прочности не обойтись без специфической обработки после проведения сварки.

Корректная обработка нержавейки предполагает:

  • Механическую обработку шва щетками с целью придания изделию более привлекательной поверхности;
  • Улучшение качества и эстетики соединения пескоструйным способом;
  • Шлифование — в целях получения гладкой поверхности соединения.

Чтобы защитить сварочный шов от разрушительного воздействия, рекомендуется травление (обработка жидкостью и кислотой для удаления окалины, как предпосылки ржавления) и пассивация (обработка детали оксидом хрома с целью образования предохраняющего от коррозии слоя).

Сферы применения нержавеющей стали

Определенная марка стали имеет свое особое предназначение и используется в таких областях, как металлургия, химическая промышленность, автомобилестроение. Наиболее востребованные марки нержавейки: ферритные, аустенитные, мартенситные.

Области использования нержавеющих сплавов:

  • Трубопроводы различного диаметра и предназначения;
  • Сферы химической и пищевой промышленности (ферритная сталь);
  • Металлургия (мартенситная сталь);
  • Крепежи, уголки, опоры в строительстве;
  • Опорные элементы в архитектуре;
  • Отделочные материалы оборудования и техники.

Подведение итогов

Процесс сварки сплавов из нержавейки требует ответственного подхода. В работе с металлами из нержавеющей стали нужно учитывать их свойства и условия их эксплуатации, обеспечивать подготовительную и завершающую обработку в процессе сварки, использовать соответствующий присадочный материал и способ сварки.

Соблюдая рекомендации и правила работы с металлом, есть возможность выполнить качественную сварку нержавеющих сплавов.