Сварка нержавейки в домашних условиях: варианты, советы, видео

Главная / Аппараты

Назад

Время на чтение: 6 мин

0

1436

Коррозионно-устойчивая сталь, в быту — нержавейка, является самым необходимым материалом в домашнем хозяйстве.

Из этой легированной стали изготовлена домашняя посуда, многие детали автомобилей так же выпускаются из нержавеющей стали.

Хорошо используемая в быту легированная сталь тяжело поддается термической обработке при сварке.

Неудобства выражаются существованием оксидной пленки на поверхности изделий, которая плавится при температуре не менее 2 000° C.

Однако существуют методики, которые позволяют ремонтировать или соединять детали из нержавейки методом сварки и даже в домашних условиях.

Лучшим способом для этой операции считается использование технологии ТІG — ручная сварка неплавящимся стержнем в среде инертной регулируемой атмосферы — аргоне.

Получаемые швы выделяются аккуратностью, надежностью, что необходимо при работе с легированным металлом.

• Общие сведения
• Аппараты для домашних работ QUАTTRО ЕLЕMЕNТІ МULТІ РRО 2100
• FUВАG ІRМІG 200 SYN
• FОХWЕLD ІNVЕRМІG 185
• SVАRОG РRО МІG 160 SYNЕRGY
• АURОRА SРЕЕDWАY 175

Факторы сложности для сварки деталей из нержавеющей стали

Сварку нержавеющей стали затрудняет то, что данный материал относится к категории высоколегированных сплавов, а значит, в его составе в достаточно большом количестве содержатся элементы, влияющие на его основные свойства. В нержавейке, в частности, таким элементом является хром. Его содержание в данном сплаве может составлять 12–30%. Хром наряду с такими элементами, как никель, титан, марганец и молибден, формирует антикоррозионные свойства нержавеющей стали, но в то же самое время наделяет ее и другими особенностями, влияющими на свариваемость.

Для тех, кто не любит читать длинные статьи и вникать в технические тонкости, предлагаем сразу посмотреть два видео с наиболее актуальными для домашнего мастера вариантами сварки нержавеющей стали — электродом с помощью инвертора и опять же инвертором, но уже в среде защитного газа (аргона).

Сварка нержавейки должна выполняться с учетом следующих специфических характеристик этого материала.

Достаточно высокий коэффициент линейного расширения
По этой причине сварку нержавеющей стали всегда сопровождает значительная деформация соединяемых деталей. В отдельных случаях, когда свариваемые детали имеют значительную толщину и между ними не предусмотрен зазор, такие деформации могут привести даже к появлению крупных трещин.

Низкая теплопроводность

Теплопроводность нержавеющей стали в 1,5–2 раза ниже, чем у низкоуглеродистых сплавов. Такая особенность материала приводит к тому, что соединяемые детали в зоне сварки проплавляются даже при меньших (на 15–20%), чем при сваривании изделий из низкоуглеродистой стали, силах тока.

Межкристаллитная коррозия

При сильном нагреве (более 500 градусов Цельсия) в нержавеющих сталях возникает так называемая межкристаллитная коррозия. Происходит это потому, что по краям зерен структуры металла начинают формироваться прослойки, состоящие из карбида хрома и железа. Избежать этого явления можно не только тщательным подбором режима сварки, но и путем принудительного охлаждения свариваемых деталей из нержавейки, для чего можно использовать обычную воду. Однако следует иметь в виду, что охлаждать водой можно лишь детали, изготовленные из хромоникелевых сталей, которые имеют аустенитную внутреннюю структуру.

Перегрев электродов с хромоникелевыми стержнями

Из-за низкой теплопроводности соединяемых материалов и их повышенного электрического сопротивления сварка деталей из нержавейки сопровождается сильным нагревом электродов, стержни которых имеют хромоникелевый состав. Чтобы избежать этого нежелательного явления, используют электроды для сварки нержавейки длинной до 35 см.

Сварочные электроды Sabaros ME 101 3,2мм для сварки нержавеющих сталей

Наиболее распространенные способы сварки нержавеющей стали

Сварка изделий из нержавеющих сталей, характеризующихся повышенным содержанием хрома, может выполняться с использованием нескольких технологий. Сюда, в частности, относятся следующие виды сварки:

• аргонодуговую (с использованием вольфрамового электрода и режимов AC/DC TIG);
• выполняемую в режиме MMA покрытыми электродами;
• полуавтоматическая электродуговая сварка в среде аргона, проводимая в режиме MIG и с использованием проволоки из нержавеющей стали;
• так называемая холодная сварка для нержавеющей стали, выполняемая под большим давлением (название данной технологии обусловлено тем, что она не предусматривает плавления металла в процессе его соединения);
• шовную технологию и контактную точечную сварку.

Технология сварки деталей из нержавеющей стали предусматривает тщательное обезжиривание их поверхностей при помощи ацетона или авиационного бензина. Делается это для того, чтобы уменьшить пористость выполняемого шва, сделать сварочную дугу более устойчивой, тщательно зачистить кромки соединяемых деталей. Только после тщательной зачистки можно приступать к выполнению операции выбранным способом. Есть несколько основных способов сваривания деталей из нержавеющих сталей, а также технологии, которые применяются достаточно редко. В любом случае принимать решение о том, как варить нержавейку, следует исходя из конкретных условий и требований, предъявляемых к формируемому соединению.

Оборудование

При выборе оборудования сварщики не делают исключений для нержавейки, так как все работы выполняются с помощью сварочного инвертора. Существуют такие модели, которые способны вести качественные работы в бытовых условиях. Они компактны, питаются от бытовой сети (220 вольт) и надежны.

Характерной чертой работы любого инвертора служит неоднократное преобразование напряжения. При такой технологии присадка вплавляется в металл более эффективно, и шов получается качественным и ровным. Благодаря тому, что цены на такие аппараты более, чем демократические, они стали доступными не только для промышленных предприятий, но и для частных мастеров.

Как было отмечено выше, нержавейку можно сваривать в режиме MIG или MMA, это значит, что подойдет любой из имеющихся инверторов, даже самый простой. Важно, чтобы устройство позволяло точно настраивать параметры сварки, которые напрямую зависят от толщины заготовки. Перед работой следует обработать поверхность, очистить ее от грязи или маслянистых веществ.

Известно, что при сварке нержавейки следует между деталями выдерживать зазор, иначе будут образовываться трещины. При работе с листовым металлом, толщина которого не превышает 2 мм, зазор не нужен. Края деталей сводятся друг к другу вплотную. Если толщина листов превышает 4 мм, то кромки разделываются под углом 45° градусов, так увеличивается площадь зоны проплавления.

• При толщине металла 1,5 мм используются электроды диаметром 2 мм. Сила тока составляет 40 – 60 А.
• Толщина металла – 3 мм, диаметр электрода – 3 мм, сила тока – 85 А.
• Толщина металла – 4 мм, диаметр электрода – 3 мм, сила тока – 100 А.
• Толщина металла – 6 мм, диаметр – 4 мм, сила тока – 150 А.

Сварка покрытыми электродами (ММА)

Сварка деталей из нержавейки по технологии ММА, предусматривающая использование покрытых электродов, является самой распространенной технологией. Этот способ достаточно прост, его можно применять и дома, но он не позволяет получать шов самого высокого качества.

Что удобно, такую сварку нержавейки можно выполнять даже в домашних условиях, но для этого вам понадобится специальный сварочный аппарат, который называется инвертор. Чтобы сварка нержавейки инвертором позволила получить соединение, обладающее высокой надежностью, необходимо правильно подобрать электрод для определенной марки нержавейки. Все электроды, с помощью которых проводится сварка изделий из нержавеющих сталей, делятся на два основных типа:

• с рутиловым покрытием на основе двуокиси титана (сварка такими электродами, обеспечивающими небольшое разбрызгивание металла и стабильную дугу, выполняется на постоянном токе и обратной полярности);
• с покрытием на основе карбоната магния и кальция (такими электродами нержавейка сваривается на постоянном токе обратной полярности).

Чтобы понять, какими электродами варить нержавейку, достаточно заглянуть в ГОСТ 10052-75, в котором представлены все типы таких расходных материалов, а также оговаривается, какой из них следует использовать для работы с металлом конкретного химического состава. Для того чтобы выбрать электроды по нержавейке, соответствующие требованиям данного ГОСТа, достаточно знать марку металла, детали из которого необходимо соединить.

Со всеми требованиями к электродам для сварки нержавейки можно ознакомиться, бесплатно скачав ГОСТ 10052-75 в формате pdf по ссылке ниже.

ГОСТ 10052-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами

Как сваривать нержавейку электродом в домашних условиях

В домашних условиях варить нержавейку чаще всего приходится дешевым инвертором и обычным электродом для этих сталей. В этом разделе мы остановимся на особенностях и техники сварки электродом, это будет Вам полезно если Вы начинающий сварщик.

Теперь кратко разберём порядок сварки.

Деталь, которую нужно заварить, подготавливаем под сварку зачищаем кромки до металлического блеска, желательно обезжирить поверхность.

Сами кромки детали нужно разделывать согласно ГОСТу если толщина детали 3 и более миллиметра. Разделка кромок чаще всего выполняется шлифмашинкой.

Подключаем аппарат. Очень важный момент — это полярность при сварке. В нашем случае используем обратную полярность (плюс аппарата соединяем с держаком, а к минусу подключим кабель массы).

Если у Вас нет аппарата или нужно узнать какие типы сварочных аппаратов бывают, то переходите по ссылке.

Теперь нужно выполнить прихватки чтобы кромки не разошлись процессе сварки. Прихватки расставляют на расстоянии 100–160 мм друг от друга. Длина прихваток как правило от 10 до 50 мм. Прихватки в процессе сварки нужно переплавить или вы пилить. Практика показывает если требование к шву высокие (шов пойдет под неразрушающий контроль), то прихватки нужно выпиливать иначе получаются поры.

Теперь можно приступать к сварке.

Сделаем оговорку если варить нужно, но температура воздуха ниже минус 10 градусов, тогда изделия нужно подогреть газовой горелкой или индуктором градусов до 100 – 120.

Для начала сварки нужно зажечь дугу. Делается это следующим образом: сварочный электрод закреплённые в держаке подносит детали и несколько раз касаются концом электрода поверхность.

Есть 2 типа движений: клевок – постукивание кончиком электрода по поверхности и чирканье – движение такой же как при зажигании спички. В данном случае нет особых рекомендаций какое использовать, тут кто как привык, так и делает.

Варить нержавейку нужно на минимальным током чтобы не перегревать металл, для этого нужно использовать электроды небольшого диаметра 1,6-2,5 мм (3 мм в крайнем случае). Если использовать электроды большего диаметра процесс будет сильно осложняться из-за перегрева.

Сам процесс нужно стараться вести короткая другой, длина дуги не должна быть больше одного диаметра электрода. Это условие больше рекомендация, но его соблюдение обеспечивает более качественную защиту.

У нержавейки высокий коэффициент литейного расширение, это значит то, что материал сильно увеличивается в размерах при нагреве в процессе сварки. Из-за этого он деформируется (деталь гнёт). Чтобы избежать этого эффекта нельзя перегревать металл, нужно следить за температурой основную детали рядом с зоной сварки и не допускать повышение температуры выше 150-180 градусов Цельсия.

Если длинна шва большая и приходится менять электроды, место в котором обрывали дугу необходимо зачистить шлифмашинкой, продолжить сварку новым электродом. Если место обрыва не зачищать кто в нём и получаются поры.

Если сварка многопроходная, то после выполнения одного прохода необходимо подождать пока металл остынет до температуры около 100 градусов. Это условие также необходимо для снижения межкристаллитной коррозии, риск образования которой возрастает если металл сильно перегреть.

Также для многопроходной сварки очень важно чтобы замки сварочных швов не совпадали. Они должны быть смещены друг относительно друга.

После того как сварка завершена сварочный шов и основной металл рядом с ним необходимо зачистить от шлака и брызг. Зачистку можно выполнять металлической корд щеткой “ведьмой” для шлифмашинки или ручной щёткой. в домашних условиях можно зачищать и с помощью абразивного диска, а вот на производстве этого стараются избегать потому как металл шва нельзя подвергать механической обработке.

У нас есть полезная статья для начинающих, вы узнаете что такое сварка электродом, основные способы и упражнения чтобы быстро научиться. Переходите по ссылке.

Подготовительные работы

Давайте здесь рассмотрим подробнее какие необходимы подготовительные работы при сварке нержавеющей стали электродами. Самое первое что необходимо проверить исправность оборудования. Нельзя использовать неисправное оборудование, не заизолированный кабели и нежелательно использовать самодельные держаки. От этого зависит не только качество выполненные работы, но и ваша безопасность. На то есть немало печальных примеров.

Второе что немаловажно это проверка исправности сварочные маски хамелеон (если у вас конечно такая). Маска должна быстро и в достаточной степени темнеть. Проверить ее можно и без сварки, просто включаем маску, направляем стекло со светофильтрами на свет (на прожектор в цехе, на окно и т.д.) и делаем взмах рукой перед стеклом. Если маска потемнела, то все хорошо она в рабочем состоянии.

Третье – просушка (прокалка) сварочных электродов в печи, согласно режиму, указанному на пачке электродов. Крайне нежелательно выполнять работы особенно по высоколегированной стали без просушки. Это чревато большим количеством пор в шве.

Четвертое – подготовка деталей под сварку: зачистка до блеска кромок заготовки на расстоянии не менее 20 мм. Если к детали высокие требования по качеству, кромки необходимо обезжирить растворителем или водо-спиртовым раствором.

Какими электродами варить нержавейку с черным металлом

Нержавейку с чёрным металлом лучше всего сваривать специализированными электродами марки ОЗЛ-6. Это марка недорогая, соединение получается высокого качества. В настоящее время представлено большое количество марок так называемых переходных электродов – тех которые применяют для соединения черного металл с легированным.

Подробно читайте в нашей статье – Электроды по нержавейке для сварки нержавеющей стали инвертором.

Сварка тонкой нержавейки

Тонкая нержавейка очень легко прожигается, поэтому её достаточно затруднительно варить. При возможности, конечно, лучше использовать полуавтоматическую сварку или в аргоне неплавящимся электродом.

Подробно о том что такое полуавтоматическая mig сварка читайте в статье по ссылке.

Эти способы обеспечивают меньше прогрев металла и более качественную защиту. Если толщины менее 1 мм то тут нужно использовать микроплазменную, контактную или лазерную технологию.

Если всё-таки приходится варить штучными электродами, то сварку тонкой нержавейки инвертором лучше всего проводить с отрывом или обеспечить теплоотвод в виде медный водо или воздухоохлаждающейся подкладки с обратной стороны.

Сварка с отрывом выполняется так: зажигается дуга проваривается коротенький участок размером не более 20-25 мм и дуга обрывается. После снова процесс возобновляется, также проваривая 20-25 мм. Суть заключается в том, что в момент обрыва металл остывает и риск прожога снижается.

Ручная и полуавтоматическая сварка нержавейки в среде аргона (AC/DC TIG, MIG)

Для выполнения ручной сварки нержавейки в среде аргона применяются электроды из вольфрама. Эта технология даже в условиях дома позволяет получать качественные и надежные соединения изделий, отличающихся небольшой толщиной. Сварку такими электродами по нержавейке используют преимущественно для монтажа коммуникаций из труб, по которым под давлением будут транспортироваться газы или различные жидкости.

Аустенитную нержавеющую сталь следует сваривать особенно тщательно и с осторожностью

У данной технологии есть определенные особенности.

• Для того чтобы вольфрам, из которого изготовлены электроды по нержавейке, не попал в расплавленный металл в зоне сварки, дугу поджигают бесконтактным способом. Если выполнить это непосредственно на детали не представляется возможным, то дугу зажигают на специальной угольной плите и аккуратно перемещают ее на соединяемые заготовки.
• Сварку нержавеющей стали данным способом можно выполнять как на постоянном, так и на переменном токе.
• Режимы подбираются в зависимости от толщины соединяемых деталей. К таким режимам, в частности, относятся параметры сечения вольфрамового электрода, диаметр проволоки, используемой в качестве присадки, параметры тока (сила и полярность), расход защитного газа, скорость выполнения сварки.
• Очень важно, чтобы уровень легирования присадочной проволоки был выше, чем у соединяемых деталей.
• В процессе выполнения сварки электроды по нержавейке не должны совершать колебательных движений. Если пренебречь этим требованием, это может привести к нарушению сварочной зоны и окислению металла в ее области.

При использовании данной технологии можно сократить расход вольфрамового электрода. Для этого нужно некоторое время (10–15 секунд) не отключать подачу аргона после окончания сварочного процесса. Подобная процедура способствует защите раскаленного вольфрамового электрода от активного окисления.

У полуавтоматической сварки нержавейки в среде аргона, по сути, мало отличий от обычного ручного способа. Основное ее отличие заключается в том, что подача проволоки в зону сварки осуществляется при помощи специального оборудования. Благодаря механизации процесс протекает значительно точнее и с большей скоростью.

Благодаря использованию полуавтоматического оборудования могут быть реализованы следующие техники сварки деталей из нержавеющей стали:

1. метод струйного переноса, который позволяет эффективно сваривать детали большой толщины;
2. сварка короткой дугой – для выполнения соединения деталей небольшой толщины;
3. импульсная сварка – универсальная технология, которая позволяет получать качественные и надежные соединения и является самым выгодным вариантом в финансовом плане.

Аргонодуговая сварка нержавеющей стали

Сварка тонкой нержавейки

Сварка любого тонкого металла, в том числе и корозионностойких сталей, требует от сварщика наличия опыта и знаний. Следует выбрать одни из представленных методов для соединения тонкой нержавейки:

1. Самым простым вариантом является использование сварочного аппарата и специальных электродов для нержавейки. Важно устанавливать силу тока меньшую, чем при сваривании обыкновенной стали (примерно на 20%). Преимущество данного способа – отсутствие необходимости в дополнительных инструментах и подготовительных процедурах. Главный недостаток – невысокое качество соединения. Особенности сварочного процесса тонкой нержавейки с помощью электродов представлены здесь.

2. Сваривание тонкой нержавейки также может проводиться в среде аргона. Данный способ является более безопасным. Газ защищает формирующееся соединение от воздействия кислорода, помогает избежать дефектов и брака, обеспечивает оптимальный подогрев рабочей области для снятия напряжения. Высокая себестоимость затрудняет применение этого метода в домашних условиях.

Другие технологии сварки нержавеющей стали

Существует еще несколько способов сварки нержавейки, которые лучше демонстрируют себя в определенных ситуациях, то есть не отличаются универсальностью. Сюда относятся следующие способы, предполагающие использование специального оборудования.

Сварка нержавеющей стали с использованием лазерного луча

Такой способ сварки, который даже на видео выглядит очень впечатляюще, обладает целым рядом весомых преимуществ: металл в зоне сварки не теряет свою прочность из-за чрезмерного температурного воздействия, быстро остывает, на нем не появляются трещины, а в его структуре формируются зерна минимального размера. Оборудование для лазерной сварки и сама технология находят широкое применение в различных отраслях промышленности (автомобиле- и тракторостроение, монтаж коммуникаций из труб и др.).

Холодная сварка под большим давлением

Данная технология не предусматривает плавления материала в зоне сварки, а металлические детали соединяются на уровне их кристаллических решеток. В зависимости от получаемого соединения и конфигурации деталей давление может оказываться на одну или сразу на обе металлические заготовки. Очень интересно посмотреть на видео такого процесса: две детали, находясь в холодном состоянии, как будто вдавливаются друг в друга.

Контактная сварка изделий из нержавейки

Такая сварка может выполняться по точечной или роликовой технологии. В результате могут быть соединены тонкие листы нержавейки с толщиной не более 2 мм. При этом используется то же самое оборудование, что и для других металлов.

На видео ниже подробно объясняются и наглядно демонстрируются нюансы подачи присадочного прутка при сварке нержавейки неплавким электродом в среде аргона и прочие нюансы работы.