Как варить тонкую нержавейку полуавтоматом

Сварка полуавтоматом нержавейки в среде углекислого газа: основные особенности технологического процесса

Нержавеющая сталь из-за содержащихся в ней химических элементов (например, хрома) слабо подвержена коррозийному воздействию окружающей среды. Однако такие свойства данного металла требуют тщательного подхода к процессу его сварки, что выражается в тонкостях подбора присадочных материалов, с помощью которых производится сварочный процесс.

Сварка нержавейки в среде углекислого газа: основные нюансы подбора проволоки

Если говорить о выборе проволоки, с помощью которой будет производиться сварка, следует обратить внимание на ее химический состав. Так, чтобы шов получился максимально прочным, с химической точки зрения проволока должна быть идентична составу самой нержавеющей стали, которая будет сварена с ее помощью. В связи с этим выделяются два вида проволоки, которую можно использовать:

• порошковая проволока, прошедшая процесс легирования хромом;
• проволока, в которой повышено содержание никеля.

Если же использовать проволоку, в которой отсутствуют указанные легирующие материалы, то высок риск скорого образования коррозии на выполненном сварном шве, что негативным образом скажется на итоговых свойствах прочности такого соединения.

Необходимое оборудование

Использование защитных газов является необходимым условием для получения максимально качественных сварных соединений с минимальным количеством пор в сварном шве, а также с минимальным количеством образуемого шлака.

Необходимость использования защитного газа накладывает определенные особенности на перечень оборудования, которое должно быть использовано в сварочном процессе. Все такое оборудование делится на две большие группы:

1. Оборудование, используемое для собственно осуществления сварочного процесса.
2. Оборудование для соблюдения техники безопасности при выполнении сварочных работ.

В первую группу входят:

• источник сварочного тока в виде полуавтоматического сварочного аппарата;
• газовый баллон или резервуар иного типа, из которого в процессе сварки подается используемый в данной технологии защитный газ;
• сварочные кабели для подачи тока на свариваемые детали;
• шланги для подачи защитного газа;
• газовая горелка;
• машинка для подачи сварочной проволоки.

В большинстве современных сварочных аппаратов, позволяющие реализовать принцип сварки с использованием защитного газа, сварочная горелка и «держак», через который подается сварочная проволока, объединены в одно устройство, что позволяет сократить объем попадающего в сварочную зону воздуха (это минимизирует количество образуемого шлака и сокращает риск возникновения микротрещин при остывании металла), а также уменьшить количество кабелей и шлангов (кабель для подачи тока и шланг для защитного газа находятся в одной оплетке, что делает их использование более удобным для сварщика).

На машинке для подачи проволоки у сварщика есть возможность установить индивидуальную для него скорость подачи проволоки с целью минимизации разбрызгивания металла в процессе сварки.

Примерная стоимость сварочных полуавтоматов с механизмом подачи проволоки

Во вторую группу входят:

• защитный костюм. Главное требование, которое предъявляется к нему – сокращение риска получения ожогов сварщиком от летящих капель расплавленного металла, а также воспламенения одежды вследствие попадания таковых на ткань (достигается за счет специальной огнезащитной пропитки ткани);
• маска. Ее использование необходимо для защиты лица и, в первую очередь, глаз сварщика от воздействия экстремально высоких температур, в результате которых может наступить ожог кожных покровов и глаз работника;
• защитные перчатки (краги). Они должны отвечать двум главным требованиям – исключение ожогов кожных покровов от воздействия экстремально высоких температур от разогретого металла в виде микрокапель, а также защита от возможного поражения электрическим током в результате касания свариваемых деталей или ввиду вероятной неисправности сварочного оборудования.

Выбор газа

Полуавтоматическая сварка без использования защитного газа возможна только в том случае, если речь идет об использовании присадочной порошковой проволоки. В этом случае защита шва создается из порошка, которым покрыта проволока, что исключает попадание воздуха в сварочный шов.

Если же сварка происходит с использованием проволоки, изготовленной без специального покрытия, то возникает необходимость выбора специального защитного газа, который также защитит сварочный шов от попадания воздуха.

Для сварки нержавейки в настоящее время могут быть использованы два газа:

• углекислый газ;
• аргон.

Опытные сварщики используют для данного вида сварки специальную смесь, в которой соединены аргон и углекислый газ. Наиболее распространенным процентным соотношением таких газов является: 98% аргона, 2% углекислого газа.

Однако каждый сварщик в зависимости от своего опыта работы, предпочтений и технологических требований к качеству и внешнему виду шва подбирает параметры смеси по-своему. Главным условием при этом является обеспечение максимальной защиты сварочной зоны.

Примерная стоимость баллонов с аргоном разных объемов на Яндекс.маркет

Варианты настройки режимов сварочного аппарата

Для того чтобы качество сварного соединения было максимальным, а сам стык был предельно прочным и не мог разрушиться в скором времени после начала эксплуатации изделия, необходимо грамотно подобрать режимы сварочного аппарата.

При подборе параметров, в которых будет работать аппарат, необходимо опираться на следующие исходные данные:

• вариант исполнения соединения (угловое нижнее соединение, нижнее соединение встык либо вертикальное пространственное);
• толщина свариваемых деталей соединения (чем толще металл, тем выше параметры сварочного тока и сварочного напряжения);
• толщина проволоки (здесь также действует правило прямой зависимости сварочного тока и сварочного напряжения от толщины проволоки);
• наличие или отсутствие зазора при сварке деталей встык и величина такого зазора.

Если речь идет о сварке деталей, где толщина металла каждой детали составляет 0,8 мм, и которая осуществляется встык с нулевым зазором с использованием проволоки толщиной также 0,8 мм, то сварочный ток находится в диапазоне от 50 до 80 А, сварочное напряжение не может быть выше 16 В.

Все основные режимы сварки можно увидеть в таблице.

Особенности процесса

Нержавеющая сталь устойчива к коррозионным поражениям, в результате чего ее прочность сохраняется достаточно длительное время. Однако легирование нержавейки, из-за чего она приобретает такое свойство, негативным образом сказывается на другом аспекте – процесс сварки становится существенно затрудненным из-за наличия в химическом составе этого металла легирующих химических элементов, в первую очередь, хрома. В результате снижается теплопроводность металла, что вызывает (при несоблюдении технологии) перегрев металла с последующим его прожогом, а также выгорание хрома, из-за чего снижается устойчивость детали к коррозии в месте сварного стыка.

Детали из нержавеющей стали имеют очень большой коэффициент теплового расширения, в результате чего сварной шов и металл вокруг него может подвергнуться растрескиванию. Избежать этого можно только одним способом: оставить широкий зазор между деталями.

У нержавеющей стали есть еще одна негативная особенность – она имеет очень высокое электрическое сопротивление, что вызывает постоянный перегрев электродов и, как результат, ухудшение качества шва. По этой причине опытные сварщики обрезают электроды настолько, насколько это возможно, чтобы успеть использовать их до момента перегрева.

Технология сварки

Как и в любом другом виде сварки, технология сварки нержавейки полуавтоматом с использованием защитного газа осуществляется в три больших этапа:

• подготовительный этап, на котором происходит механическая зачистка деталей и их обезжиривание, а также их нагрев до температуры выше ста градусов с целью полного удаления из потенциальной сварочной зоны каких-либо остатков влаги;
• основной этап, на котором осуществляется весь сварочный процесс;
• этап завершающих работ, где определяется качество сварного соединения и наличие необходимости проводить такие работы повторно.

В целом для сварки нержавейки с использованием защитных газов применимы три основных способа:

• способ с использованием короткой дуги, который можно применять только при сварке изделий с небольшой толщиной свариваемых деталей;
• способ со струйным переносом, который можно использовать в случае сварки деталей с большой толщиной;
• импульсный способ, который является наиболее универсальным и может быть использован на любых видах деталей и позволяет достичь высокого уровня производительности со сравнительно небольшими (по отношению к другим способам) затратами ресурсов.

Сама технология сварки выглядит следующим образом:

• сварочный ток подается только с обратной полярностью;
• сварочная горелка должна быть расположена таким образом, чтобы она могла обеспечить необходимую по технологии глубину провара металла и требуемую ширину шва. Угол пространственного расположения горелки составляет не более одиннадцати часов по отношению к свариваемым деталям;
• проволока должна выходить из подающего механизма не более, чем на 12 мм, в противном случае, есть риск ухудшения качества шва из-за попадания лишних элементов в сам шов с проволоки, а также из-за ее перегрева;
• с целью сохранения высокого качества шва необходимо установить грамотный расход защитного газа. Универсальные показатели находятся в диапазоне от 6 до 12 кубометров в час, однако, каждый сварщик устанавливает данные значения в зависимости от своего опыта и имеющихся требований к осуществлению технологии;
• перед началом сварочного процесса необходимо подготовить установку для удаления влаги из защитного газа. Это осуществляется путем заправки осушителя прокаленным в течение не менее двадцати минут при температуре 200 градусов медным купоросом;
• так как металл даже при полном соблюдении всей технологии может быть подвержен разбрызгиванию, прилегающую к сварному шву территорию детали необходимо обработать с помощью мела, растворенного в воде;
• при формировании сварного шва необходимо отступить от края детали на расстояние, равное примерно 5 мм, что позволит избежать трещин с содержанием водорода в их полостях;
• весь шов формируется посредством плавного движения электрода вдоль шва без допуска поперечных колебаний с целью исключения выхода расплавленного металла за пределы защитной среды.

Кроме того, есть также несколько общих правил, которые должны быть соблюдены вне зависимости от того, идет ли речь о сварке нержавейки в среде углекислого газа, смеси газов или в среде аргона:

• корпус горелки необходимо располагать под противоположным углом к направлению шва. Это позволит обеспечить максимальный обзор формируемого шва и исключить смещение сварочной ванны;
• сопло горелки, при условии, что защитный газ и проволока подаются через него одновременно, должно располагаться на высоте не более 12 мм от сварочного стыка: это позволит избежать излишней подачи проволоки и ее перегрева;
• проволока, которая была расплавлена в процессе горения электрической дуги, в шов может подаваться только каплями, что позволит избежать лишнего наплавления материала и снизит риск внутреннего разрушения шва в процессе его остывания.

Как варить нержавейку полуавтоматом в среде углекислого газа: видео, советы

Сварка нержавейки полуавтоматом может представлять достаточно высокую сложность не только для новичка, но и для опытного специалиста. Такие сложности в первую очередь связаны с особенностями самого металла, для качественной сварки которого необходимо правильно подобрать рабочие режимы сварки и соответствующие расходные материалы.

Полуавтомат для сварки металла в среде защитного газа

Виды нержавеющих сталей

Основным легирующим элементом сталей, относящихся к категории нержавеющих, является хром. Именно благодаря данному элементу, которого в нержавейке должно содержаться не менее 12%, на ее поверхности создается оксидная пленка. Несмотря на очень незначительную толщину такой пленки, иногда не превышающую размеров нескольких атомов, она обеспечивает надежную защиту металла от воздействия коррозии. Кроме того, если случайно или преднамеренно повредить эту защитную пленку методом механического воздействия, то через некоторое время она восстановит свою целостность.

В химическом составе преимущественного большинства марок нержавеющих сталей, кроме железа, углерода и хрома, могут содержаться такие химические элементы, как никель, титан, ниобий и молибден. Эти элементы, находящиеся в составе нержавейки в достаточно незначительных количествах, улучшают как антикоррозионные, так и механические характеристики сплава.

Химический состав основных марок нержавеющей стали

Это сплавы, содержащие в своем составе 17% хрома и 0,5% углерода. Нержавейка с такой структурой отличается твердостью и высокой хрупкостью и может успешно эксплуатироваться только в слабоагрессивных средах.

В химическом составе таких сталей, кроме хрома и углерода, также содержится никель, который и увеличивает аустенитную область в их структуре. Отличительными качествами таких сплавов, относящихся к категории немагнитных, являются высокая коррозионная устойчивость, прочность, оптимально сочетающаяся с хорошей пластичностью.

Сюда относятся нержавеющие стальные сплавы, содержащие в своем составе не более 0,12% углерода и до 30% хрома. Такая нержавейка, отличающаяся хорошим соотношением высокой прочности и пластичности, устойчива к термической закалке и может успешно эксплуатироваться в условиях воздействия агрессивных сред.

Сварка нержавеющей стали в защитной среде полуавтоматом обеспечивает качественное соединение изделий

Свойства и свариваемость нержавейки

Стали, относящиеся к категории нержавеющих, являются трудно свариваемым материалом, что объясняется рядом их физических и химических характеристик. Решив варить нержавейку полуавтоматом, вы должны учитывать ряд важных параметров. Только в таком случае можно рассчитывать на то, что полученное сварное соединение будет отличаться требуемым качеством и надежностью.

По сравнению со сталями других категорий, нержавейка отличается достаточно низкой (в среднем в два раза) теплопроводностью. Из-за этого тепло из сварочной зоны отводится очень плохо, в результате металл подвергается значительному перегреву, что отрицательно сказывается на его коррозионной устойчивости. Чтобы избежать таких негативных последствий, сварка нержавейки с помощью полуавтомата выполняется на пониженном токе (на 15–20%), а соединяемые детали подвергают дополнительному охлаждению.

Ориентировочные режимы полуавтоматической сварки в среде защитного газа

При значительном нагреве (свыше 500°) на границах кристаллической решетки нержавеющего металла формируются карбидные соединения, которые становятся причиной возникновения такого явления, как межкристаллитная коррозия. В результате происходит расслоение внутренней структуры металла и развиваются коррозионные процессы. Чтобы избежать этого, прибегают к более интенсивному охлаждению соединяемых изделий, для чего может использоваться обычная вода.

Варить нержавейку (в том числе и в среде защитного газа) сложно еще и потому, что она имеет склонность к тепловому расширению. Значительное расширение соединяемых изделий, происходящее в процессе сварки полуавтоматом, приводит к образованию трещин как в сварном шве, так и в основном металле. Между тем можно избежать такого явления, если между свариваемыми деталями оставлять более широкий зазор.

Качественный сварной шов нержавейки может быть слегка сероватым, но не темным

Нержавеющая сталь из-за особенностей своего химического состава отличается достаточно высоким электрическим сопротивлением, что становится причиной значительного нагрева электродов, используемых для выполнения сварки полуавтоматом. В связи с этим для сварки нержавейки применяют электроды, изготовленные из проволоки с определенным химическим составом, а длина прутков, если в их состав входят хром и никель, не должна превышать 350 мм.

Расходные материалы

Хороших результатов соединения деталей из нержавейки позволяет добиться сварка, выполняемая в среде защитного газа. Чтобы варить по такой технологии, естественно, потребуется как специальное оборудование, так и соответствующие расходные материалы, в качестве которых выступают присадочная проволока и сам газ.

Назначением газа при сварке полуавтоматом является защита расплавленного металла в сварочной ванне от окисления. Газ, используемый для такой защиты, сам не должен вступать в реакцию с расплавленным металлом, чтобы не оказывать на него вредного влияния. Именно поэтому в качестве защитной среды преимущественно используют инертный аргон, смешанный с небольшим количеством углекислого газа.

Слева сварной шов, выполненный в среде углекислого газа. Справа – в аргоне (98%)

Стандартный состав газовой смеси, используемой при сварке нержавейки полуавтоматом, включает в себя 98% аргона и 2% углекислого газа. В отдельных случаях, чтобы снизить себестоимость выполнения сварки, допускается применять газовую смесь, состоящую из 70% аргона и 30% углекислого газа.

Чтобы варить нержавейку, получая при этом качественный и надежный сварной шов, очень важно правильно подобрать присадочную проволоку, которая также должна быть изготовлена из нержавеющей стали. В тех случаях, когда нет возможности воспользоваться защитным газом, сварку полуавтоматом проводят в обычной среде, но для ее выполнения используют специальную порошковую проволоку. Между тем использование последней приводит к тому, что сварные швы со временем могут покрыться слоем ржавчины.

Некоторые особенности технологии

Значительно повысить качество сварки нержавейки, а также упростить процесс ее выполнения позволяет использование специальных сварочных полуавтоматов, упомянутых выше. Использование такого оборудования позволяет решить сразу несколько технологических задач, к числу которых относятся:

• подача присадочной проволоки в зону формирования соединения;
• подача в зону сварки защитного газа;
• охлаждение сварочной горелки;
• обеспечение удобства выполнения сварных соединений в труднодоступных местах.

Оборудование для сварки полуавтоматом

В изделиях из нержавеющих сталей в процессе сварки образуются значительные внутренние напряжения, которые снимаются их дальнейшей термической обработкой – нагревом до температуры 660–760° и медленным охлаждением на открытом воздухе.

Подготовка к сварочным работам

Прежде чем варить с помощью полуавтомата изделия, изготовленные из нержавейки, их необходимо правильно подготовить, чтобы получить качественное и надежное соединение. Процесс такой подготовки заключается в следующем.

• Поверхность соединяемых деталей тщательно зачищается с применением металлической щетки, а затем обезжиривается, для чего можно использовать наиболее распространенные растворители.
• Чтобы удалить с поверхности изделия остатки влаги, его нагревают до температуры 100°.

Подготовка нержавейки для сварки коллектора

Правила и методы сварки

Как уже говорилось выше, чтобы качественно варить нержавейку с помощью полуавтомата, необходимо правильно подобрать присадочную проволоку, из которой и будет формироваться сварной шов. Оптимально, если степень легирования проволоки превышает аналогичный параметр основного металла. Объясняется это тем, что легирующие элементы, содержащиеся в химическом составе проволоки, будут выгорать из металла в процессе его плавления, поэтому их содержание и должно быть учтено с запасом.

Для полуавтоматической сварки нержавейки используется проволока со сверхнизким содержанием углерода и высоким содержанием кремния, устойчивая к окисляющим средам

Для сварки изделий, изготовленных из нержавейки, используются три основные метода:

• метод короткой дуги (применяется в тех случаях, когда свариваются изделия небольшой толщины);
• метод струйного переноса (позволяет выполнять сварку деталей даже очень значительной толщины);
• импульсный (наиболее универсальная технология, позволяющая выполнять сварочные работы с высокой производительностью и при этом экономить затрачиваемые ресурсы).

Каждый из перечисленных методов отличается определенными особенностями, но есть и общие правила, которых следует придерживаться, используя каждый из них. Рассмотрим эти правила.

• Корпус горелки располагается под противоположным углом к ходу шва, чтобы обеспечить качественный обзор последнего.
• Сопло горелки, через которое подаются защитный газ и сварочная проволока, располагают на расстоянии приблизительно 12 мм от поверхности изделий.
• Присадочная проволока, расплавленная в результате горения электрической дуги, подается в зону формируемого сварного шва небольшими каплями.

Положение горелки – примерно на 11 часов

Кроме того, существуют общие рекомендации по выполнению сварочных работ, для осуществления которых используется защитный газ.

• Варить нержавейку следует только на обратной полярности.
• Угол, под которым располагается сопло сварочного аппарата, должен обеспечивать хороший провар места соединения и небольшую ширину формируемого шва.
• Вылет проволоки из сопла сварочного аппарата не должен превышать 12 мм.
• Расход газа, который формирует защитную среду, должен находиться в интервале 6–12 м 3 /мин.
• Газ, который подается в зону сварки, должен предварительно пропускаться через осушитель, в качестве которого используется медный купорос.
• Чтобы минимизировать разбрызгивание расплавленного металла из зоны выполнения сварки, поверхность соединяемых изделий обрабатывают водным раствором мела.
• Чтобы получить красивый и качественный сварной шов, его не следует начинать и заканчивать на самом краю соединяемых деталей. Лучше отступить на некоторое расстояние. Сама сварка, что важно, выполняется без колебательных движений в стороны от формируемого шва.

Устранение деформаций

В процессе сварки изделия из нержавейки могут деформироваться, что связано с их значительным нагревом в процессе выполнения этой процедуры. Для того чтобы исправить такие дефекты, можно воспользоваться одним из двух способов.

Технология сварки нержавейки полуавтоматом

Сегодня, кроме полуавтоматов промышленного класса, появились полуавтоматические сварочные аппараты т.н. хобби-класса, позволяющие варить нержавейку полуавтоматом едва ли не в домашних условиях. К таким сварочным аппаратам хобби-класса относится, например, серия МДТ. Но, тем не менее, сварка нержавейки современным полуавтоматом по-прежнему остается сложным и ответственным процессом даже для опытного сварщика.

И эта сложность связана, во-первых, с различным химическим составом нержавеющих сплавов стали, а во-вторых, рядом характерных свойств нержавейки, которые ещё более усложняют сварочные работы.

Особые для сварщика свойства нержавеющей стали

Нержавеющая сталь обладает следующими свойствами, влияющие на процесс выполнения сварочных работ:

Низкая теплопроводность

Теплопроводность нержавеющей стали в 2 раза ниже, чем у низкоуглеродистых сплавов. Из-за этого происходит перегревание сварочной ванны и проплавление стали, что, в свою очередь, приводит к ухудшению антикоррозийных свойств нержавейки. Для предотвращение указанных негативных процессов рекомендуется уменьшать на 20% силу тока и применять средства принудительного охлаждения сварочной ванны.

Небольшая температура плавления

Небольшая температура плавления в сумме с низкой теплопроводностью приводит к образованию в сварочной ванне жидкого расплава с температурой свыше 500 градусов. В этих условиях начинает происходит межкристаллитная коррозия – образование карбидов железа и хрома. В дальнейшем в местах концентрации карбидов образуются микротрещины, в которые проникает вода, провоцируя коррозийные процессы.

Рецепт предотвращения межкристаллитной коррозии – это принудительное охлаждение сварочной ванны (водяное, струёй инертного газа и пр.).

Высокий показатель теплового расширения

В условиях низкой теплопроводимости данный фактор приводит к линейной усадке и термической деформации кристаллической структуру нержавеющей стали. Для предотвращения усадки между свариваемыми деталями оставляется достаточно широкий зазор, в который и будет расширяться перегретая нержавейка.

Низкая электропроводность

По сравнению с другими сплавами железа нержавейку можно назвать изоляционными материалом, настолько слабо нержавеющая сталь проводит электрический ток. Из-за этого свойства происходит перегревание электродов в процессе сварочных работ, особенно, если они относятся к высоколегированным разновидностям, т.е., содержат большое количество никеля и хрома.

Особенности сварки нержавейки полуавтоматом в потоке аргона

Существуют несколько технологий проведения сварочных работ с нержавеющей сталью, например, с использованием специальной порошковой проволоки. Но у всех них существуют определённые недостатки. Так, сварочные швы, созданные с помощью порошковой проволоки, со временем растрескиваются.

Полуавтоматическая сварка нержавейки аргоном является наиболее эффективным и качественным способом термического соединения двух деталей из нержавеющей стали. Для охлаждения сварочной ванны чаще всего применяется поток инертного газа аргона с добавлением углекислого газа.

Обратите внимание, соотношение аргона и углекислого газа изменяется в зависимости от характера нержавеющих сплавов, с которыми производятся сварочные работы. Это соотношение регулируется при помощи двух баллонов с аргоном и с углекислым газом, у которых по-разному откручиваются вентили, добиваясь, тем самым, разного соотношения охлаждающей газовой смеси.

Для повышения качества и улучшения внешнего вида получаемого сварочного шва используется нержавеющая проволока из никелевого сплава, которая подаётся в зону сварки механическим способом.

Как и соотношение охлаждающей смеси, химический состав проволоки зависит от химического состава нержавеющих сплавов и особенностей выполнения сварочных работ.

Технология сварки нержавейки полуавтоматом

Итак, как варить нержавейку современным полуавтоматом? Данная процедура выполняется несколькими методами:

1. Короткая дуга. Применяется для соединения тонколистных деталей.
2. Струйный перенос. Применяется для соединения толстостенных деталей.
3. Технология импульсной сварки. Широко применяется в промышленном производстве, поскольку отличается высокой скоростью выполнения сварочных работ при низком уровне энергопотребления.

Так, перед началом сварочных работ:

• Устанавливается обратная полярность;
• Устанавливается наклон электрона и угол подачи проволоки в зону сварочных работ. Так, например, при наклоне проволоки вперёд уменьшается глубина провара и увеличивается ширина сварочного шва. Такая комбинация применяется для варки тонколистных деталей;
• Устанавливается допустимый вылет проволоки. Обычно этот показатель ограничивается расстоянием в 12 мм;
• Устанавливается сила охлаждающего газового потока в диапазоне от 6 до 12 м3/мин. Если сила охлаждающего газового потока не будет установлена в указанных пределах, то в результате значительно ухудшится качество сварки;
• Определяется порядок работы осушителя, задача которого удалять из газовой смеси пары воды. Дело в том, что молекулы воды, попадая в сварочную ванну, вступает в реакцию с углекислотой и металлами, в результате чего последовательно образуется сначала углекислая кислота, а затем углекислые соли металлов. В качестве осушителя обычно применяется медный купорос, который за 20 минут до начала сварки нагревается до 200 градусов. Средний расход медного купороса – 100 грамма на 4 баллона газовой смеси;
• За защиты от брызг расплавленного металла к полуавтомату подключается ёмкость с водно-меловым раствором;
• Выставляются скорость и траектория движения. Полуавтоматическую сварку необходимо начинать хотя бы в 5 см от края детали, иначе существует риск образования т.н. водородных трещин.

Завершение сварочных работ

Сварка нержавейки полуавтоматом не гарантирует получение идеального результата. По окончанию сварочных работ по поверхности сваренных деталей возможно появление пузырей, которые следует сгладить молотком. Для этого необходимо нагреть горелкой пузырь и, аккуратно постукивая молотком, выпрямить его.

Сварка нержавейки полуавтоматом

Трудности, возникающие при сварке нержавеющей стали

Если рассматривать сам процесс сварки, отличии сварки нержавейки от сварки углеродистой стали в том, что здесь процесс сварки сопровождается высокой температурой, при помощи которой идет расплавление кромок деталей, которые предстоит соединить. Одновременно происходит также расплавления (обычно) и сварочного электрода или проволоки, при помощи которой происходит формирование шва.

Если варить нержавейку обычным способом, различные добавки, придающие особые свойства нержавейке, такие как антикоррозийные, жаропрочные, при нагревании попросту выгорают.

Это такие добавки, как хрома, который делает сталь более прочной и устойчивой к температурам, а также свойства невосприимчивости к различного вида коррозии и никель в количестве не ниже 8% делает сталь более пластичной и немагнитной, кремний в составе помогает оставаться с теми же характеристиками при нагревании. Добавка марганца позволяет стали оставаться прочной при изгибе и пружинить.

Конечно, обработка стали тем или другим способом после плавки также влияет на ее свойства. Но более всего влияет сварочный процесс на содержание легирующих металлов, а значит на свойства сварочного шва, который в идеале должен стремиться по качеству к основному металлу. Задача технолога сварочного производства или специалиста – сварщика – подобрать такую технологию сварки, которая наиболее сохранила бы состав стали в сварочном шве и обеспечила кристаллизацию его без без образования трещин в районе сварочного шва.

Нужно помнить, что электрод или проволока, которую применяют при ручной сварке или сварке полуавтоматом для нержавейки, например, стали, содержащей никель и хром одновременно, нагревается гораздо быстрее, чем электрод из обыкновенной низкоуглеродистой стали, поэтому это нужно учитывать при работе. При этом стыки материалов проплавляются быстрее и на большую глубину.

Если это сталь хромистая, без добавления никеля, по температуре и глубине проплавления она будет схожа на малоуглеродистую сталь. От этого и выбираем величину сварочного тока и остальные режимы сварки нержавейки полуавтоматом. Естественно, сила тока в первом случае должна быть минимальной, примерно на 20% ниже, чем для хромистой стали или малоуглеродистую.

Также сварку необходимо проводить в один проход, чем короче время нагрева, тем лучше качество шва получаем.

Разработана и технология охлаждения шва после каждого прохода, если необходимо варить несколькими валиками.

Необходимо учитывать, что нержавейка должна будет расширяться, для этого нужно оставлять зазор до 15% больше, чем для других материалов.

При разогреве хромистой стали от 450 до 850 градусов происходит «выгорание» карбидов хрома, что приводит к тому, что сварочный шов и зона вокруг него теряют свойства противодействия коррозии. Кроме того, возникают вдоль шва микротрещины, в которые попадает влага, из –за чего возникает коррозия различных видов: точечная, щелевая, под напряжением.

Технология сварки нержавейки полуавтоматом

Сварка нержавейки должна происходить под прикрытием газовой среды. Это может быть и сварка под флюсом или покрытым электродом, когда флюс, сгорая, образует покрытие из окислов специального состава. В настоящее время применяется сварка нержавейки полуавтоматом в среде аргона или углекислого газа. Защитная среда защищает сварочную ванну от окисления кислородом воздуха и азота. Конечно, аргон является лучшим материалом, он инертный, не вступает в реакцию ни с одним из элементом сварочной ванны, но для работ типа хобби он не очень применяется из – за его дороговизны.

Аргон хорош для сварки ответственных деталей, а также деталей, имеющих небольшую толщину. Но, если требования не столь высокие, применение углекислого газа для защиты сварочного шва очень оправдано.

Итак, что бы начать работы, на сварочном оборудовании нужна настройка полуавтомата для сварки нержавейки. Для этого процесса производим такие действия:

• самое первое, нужно установить обратную полярность;
• так как у нас задача, минимально уменьшить нагрев и проплавление кромок, устанавливаем наклон электрода или проволоки немного вперёд;
• чем меньше длина дуги, тем лучше защита сварочной ванны, поэтому вылет проволоки устанавливаем на длину 12 мм;
• для защиты сварочной ванны и её хорошего охлаждения выбираем расход газа в пределах от 6 до 12 кубических дециметров за минуту, например металл толщиной 1,5 мм, проволока 1 мм, расход 6 -7 литров за минуту;
• для очищения от паров воды, которая, вступая в реакцию во время сварки, выделяет углекислые соли металлов, применяют предварительно нагретый до 200 градусов порошок медного купороса в расчете 25 грамм на баллон газа или его смеси;
• далее на настройках устанавливаем скорость сварки и её траекторию, лучше начинать не с края, а отступив 5 см от края;
• выставляем необходимую силу тока, примерно 20% ниже, чем для обычных сварочных работ.

Проволоку выбираем от 0,8 до 2 мм, газ можно выбрать в такой смеси, 80% аргона и 20% углекислого газа, можно использовать полностью углекислый газ. В принципе, смесь можно составлять самому. Если проволока будет толщиной 1 мм, максимальный ток для неё будет 150 Ампер, рабочий ток выбираем от 100 до 125 Ампер, напряжение в дуге выставляем 20 В.

Место сварки предварительно очищаем от грязи, снимаем жировую пленку и поверхностную оксидную пленку, которая более тугоплавкая. Поверхностную пленку можно снять при помощи ошкуривания или при помощи травления кислотой.

Затем нагреваем до температуры 200 градусов, что бы подготовить металл и осушить его и начинаем сварку.

Процесс сварки электродом

Какой лучше купить сварочный полуавтомат для сварки нержавейки

Выбирая оборудование, нужно учитывать то, что таких аппаратов выпускается не очень много. Во первых, на аппарате должна быть:

• возможность переключать полярность,
• должна быть регулировка для работы током небольшого значения,
• иметь переключение на переменный ток, возможность работы в импульсном режиме.

По типу аппарата это могут быть как инверторные аппараты, так и трансформаторного типа.

Сварочный инвертор EWM PICO 162

Если рассматривать, как критерий оценки – отзывы сварщиков, одним из самых работающих инверторов считают EWM PICO 162. По сравнению с другими, работает стабильно, причем независимо от условий работы, можно считать профессиональным аппаратом, производитель Германия – Чехия. Единственный недостаток – высокая цена, от 44000 тысяч, для хобби можно выбрать модель подешевле, например, инвертор производства Россия – Китай Сварог ARC160 стоит от 12000 рублей, хотя по отзывам им также очень довольны. Неплохими профессиональными аппаратами могут быть и Lincoln Electric, PPI Minarc.

Есть аппараты, работающие в режиме MIX TIG, который состоит в том, что аппарат работает, применяя попеременно применяя постоянный и переменный токи, при этом происходит разрушение тугоплавкой оксидной пленки на поверхности нержавейки. Кроме того, у них есть режим прихватки шва в режиме точечной сварки. Это такие аппараты, как TRITON ALUTIG, Aurora PRO Inter, Сварог PRO TIG, Aurora IRONMAN, Fubag intig. По цене они отличаются, как и по мощности, но это выбирают индивидуально.

Аппарат аргонно-дуговой сварки Aurora Inter TIG 200 AC /DC Pu

Что касается выбора проволоки для сварки нержавейки полуавтоматом, лучше для этой цели открыть ГОСТ 10052-75

Там указано достаточно точно, для какого материала и для какой толщины выбирать проволоку.

Точность при выборе сварочной проволоки действительно очень важна, так как в составе стали находится хром, никель или оба этих элемента. Процесс плавления и кристаллизации, который происходит в сварочной ванне, непосредственно влияет на качество шва. Существуют электроды двух типов, это основные, такие как СЭЗ ЗИО -8 и рутиловые, покрытые Ti O 2 (двуокись титана). Последний вид более надёжный и практичный, даёт меньше брызг металла при работе.