Какие электроды используются для сварки нержавейки

• Главная страница
• •
• Статьи на сварочную тему
• •
• Сварка нержавейки электродом

Рассмотрим все возможные варианты сварки нержавейки и более детально поговорим о MMA способе

Сталь, легированная хромом и никелем, называется нержавеющей, поскольку успешно противостоит коррозии. За счет этого металл активно используется для емкостей и трубопроводов с жидкостями. Из нержавейки выпускают защитные дуги бамперов внедорожников и подножки, рассчитанные на влажную среду. Если требуется заварить трещину или выполнить стык, можно воспользоваться инвертором ММА, но существуют и другие варианты. Рассмотрим все возможности и более детально поговорим о РДС сварке нержавейки.

В этой статье:

Проводится при помощи источника постоянного тока (инвертор, выпрямитель, сварочный генератор). Сварщик орудует держателем с плавящимся электродом. Стержень электрода выступает присадочным материалом, а его обмазка защищает сварочную ванну от внешней среды.

Это самый бюджетный вариант, не требующий дорогого сварочного оборудования. Расходники к нему тоже доступные. Но качество швов далеко от идеала, хотя соединения могут быть и герметичными.

Ручная аргоном с вольфрамовым электродом (TIG)

Выполняется при помощи источника постоянного тока, к которому подключено два кабеля. Один — масса, а второй ведет к горелке. В сопле горелки имеется вольфрамовый электрод. Он не плавится, поэтому не укорачивается. Сварщику легче держать стабильную высоту дуги, шов получается ровнее, более узким, гладким. Присадочный металл подается дополнительно второй рукой сварщика. Сварочную ванну защищает инертный газ, выходящий из сопла горелки.

Швы при TIG сварке нержавейки более качественные, но процесс медленный. Расходники (вольфрамовые электроды, газ) дорогие. Оборудование тоже отличается по цене от ММА в большую сторону.

Полуавтоматическая сварка проволокой (MIG)

При полуавтоматической сварке используется оборудование с постоянным током и механизм подачи. Он толкает проволоку, выступающую плавящимся электродом. Но длина вылета проволоки из сопла горелки сохраняется постоянной, поэтому легче контролировать высоту дуги. Для защиты сварочной ванны используется газ, подающийся от баллона с редуктором через клапан в сварочном аппарате.

Полуавтоматическая сварка нержавейки является наиболее производительной, но уступает по качеству шва методу TIG. Расходники для такого способа сварки стоят дороже, чем для РДС.

Методика с использованием инвертора

Работа требует опыта и не каждому новичку доступна.

Преимущества сварки нержавейки обычным электродом:

• низкая стоимость оборудования;
• малый вес и размеры аппарата;
• способность заварить детали до 2 см толщиной;
• возможность работы без защитных газов и флюсов.

Недостатки способа:

• образование большого количества шлака;
• разрушение покрытия с последующим перегревом электрода;
• ограничение величины тока;
• увеличенные временные затраты.

Работа ведется тремя способами:

1. С помощью ручных методов. Стык между деталями заполняется расплавленным материалом электрода. Для работы используется только инвертор.
2. Соединение заготовок вольфрамовым электродом, применяемым для тонких листов. Шов получается в результате плавления заготовки и присадочной проволоки. Место сварки защищается слоем газа.
3. Работа на полуавтомате с подачей проволоки. Скорость увеличивается вместе с производительностью. В аргон рекомендуется добавлять углекислоту (до 2%).

Перед тем как варить нержавейку инвертором в домашних условиях, необходимо правильно подготовить аппарат и материалы.

Рекомендуем к прочтению Как варить нержавейку полуавтоматом

Необходимые расходники

Используя инвертор, нужно подготовить все необходимое для работы:

• агрегат соответствующего типа;
• растворитель;
• щетка со стальной щетиной;
• защитные индивидуальные средства;
• электроды;
• крокодилы – зажимы для заземления;
• кабели длиной от 2 до 6 м.

Соединить листы толщиной 3 или 4 мм и получить качественный шов становится сложной задачей, выполнить которую можно с помощью инвертора с осциллятором и с возможностью проведения аргонодуговой сварки (АДС).

Таким аппаратом может стать популярное устройство Aurora PRO INTER TIG 200 PULSE. АДС позволяет создавать красивые и прочные швы на тонких листах или трубах.

Настройка инвертора

Перед сваркой аппарат правильно настраивают. Делается это переключателями на панели прибора. Нужные значения можно посмотреть в таблице:

При работе в режиме полуавтоматической или аргонодуговой сварки устанавливается расход инертного защитного газа. Делается все опытным путем. Оптимальные значения – 6-12 л/мин. Движение проволоки при автоматической подаче регулируется до максимальной скорости, дающей качественный шов.

Процесс пошагово

Перед работой мастер должен выполнить следующие действия:

• с заготовки рядом с будущим швом счистить грязь стальной щеткой или наждачной шкуркой до натурального блеска;
• место сварки обработать растворителем или ацетоном для удаления следов жира;
• с заготовок, имеющих толщину от 4 мм, снять фаски для заполнения стыка расплавленным металлом;
• остальную часть металла обработать раствором мела в воде, чтобы горячие капли не прилипали;
• между деталями оставить компенсационный промежуток в 1-2 мм;
• тонкие листы соединять без зазора;
• под заготовки подкладывать пластины, отводящие тепло;
• толстые детали сначала нагревать до достижения 150-170°С.

Рекомендуем к прочтению Как приварить нержавейку к чермету

При работе с постоянным током устанавливают обратную полярность.

Обработка после сварки

По окончании работы детали остужаются естественным образом. Нельзя ускорять процесс, обливая их водой. Это приведет к образованию микротрещин. Шов после очистки от шлака подвергают шлифовке с последующей полировкой.

Для облагораживания используют абразивные материалы с содержанием оксида алюминия или циркония. Корундовые изделия не годятся.

Чтобы место стыка оставалось прочным и эстетичным, его покрывают пастой с антикоррозийными свойствами. При несоблюдении этих рекомендаций качество изделия снижается из-за возникновения очагов ржавчины.

Вместо заключения: ручная сварка часто используется при небольших бытовых и производственных проблемах. Ее применяют для соединения труб, нержавеющих баков и других изделий на даче, в доме, в гараже. Отремонтированные вещи служат еще долгие годы.

Особенности сварки нержавеющей стали

При сварке нержавейки электродами есть определенные сложности, которые приводят к дефектам шва, если не выполнить процесс с нужными расходными материалами и на правильном режиме. Одна из проблем — повышенное линейное расширение легированной стали при нагреве. После остывания в шве возможны трещины. Чтобы это предотвратить, важно использовать электроды, в состав которых входят эластичные добавки, повышающие пластичность соединения и выносливость перед динамическими нагрузками.

Повышенное линейное расширение влечет деформации от нагрева, поэтому длинные швы лучше выполнять в шахматном порядке. Если это сплошные швы на большой емкости, то их накладывают последовательно, начиная с конца линии соединения. Сварку ведут сегментами по 10 см длиной. Каждый новый шов заканчивается на начале предыдущего. Тогда плоскость меньше поведет.

Другая сложность — выгорание легированных элементов. При воздействии сварочной дугой хром и никель выгорают из основного металла, поэтому швы на нержавейке начинают покрываться коричневыми точками, протекать. Для борьбы с этим в присадочном металле должно быть еще больше легирующих элементов, компенсирующих выгоревшие. Тогда швы получатся с таким же составом, что и основной металл.

Сложность представляет и взаимодействие углерода из стали с кислородом, проникшим в сварочную ванну. Их реакция вызывает бурление, трудно контролировать дугу, а в шве возможны застывшие открытые и закрытые поры. Такой стык будет не герметичным. Чтобы предотвратить реакцию между углеродом и кислородом, сварочная ванна должна быть хорошо защищена газами от плавящейся обмазки электродов или защитными газами из горелки.

Что такое нержавейка

Что такое сталь: это сплав железа с углеродом. Доля углерода может быть разной, чем она выше, тем сталь прочнее. В сталь добавляют легирующие элементы для корректировки свойств стали.

Что такое нержавеющая сталь: для устойчивости к коррозии добавляют хром. Его доля в нержавеющем сплаве составляет от 12 до 30%. Хрома и других компонентов типа молибдена, никеля и др. намного меньше, они отлично работают для антикоррозийной защиты, но совсем не облегчают процесс сварки. И это мягко сказано. Высоколегированная нержавеющая сталь – один из самых сложных металлов для сварочных работ.

Схема возникновения сварочной дуги.

Вот основные факторы, влияющие на сварочный процесс:

• У нержавейки теплопроводность ниже, чем у других видов стали. Поэтому ее приходится прогревать намного дольше, а электричества тратить намного больше.
• У нержавейки очень высокий коэффициент расширения, поэтому при соединении двух поверхностей толстых заготовок есть риск возникновения микротрещин в большом количестве. Чтобы минимизировать эту проблему, зазор между заготовками должен быть шире, чем в работе с другими видами стали.
• Высокое сопротивление нержавейки процессам плавления ведет к значительному перегреву электродов. Поэтому пользоваться можно только специальными электродами для нержавеющей стали.
• Внимание! Главный враг в сварке сталей — межкристаллитная коррозия или МКК – очень опасная деформация, которая может возникнуть при нагреве нержавейки свыше 500°С, поэтому определять режим сварки нужно самым тщательным образом, включая в него принудительное охлаждение стальных заготовок.

Можно ли варить нержавейку обычными электродами? Теоретически и даже технически можно. Но только в работе с мелкими металлическими деталями бытового пользования.

Если речь идет о промышленных конструкциях, то никаких простых расходников! О надежности и монолитности швов с их использованием говорить не приходится. Такой вариант может расцениваться лишь как экстренное решение в случаях срочной необходимости.

Область применения РДС нержавеющей стали

Поскольку РДС сварка нержавейки сильно проигрывает методам MIG, TIG по качеству шва, она подходит только для неответственных соединений. В силу дешевизны оборудования ММА для сварки нержавейки, такой метод применяют в бытовых условиях (на даче, в гараже, дома). Сварка легированной стали РДС подходит для прокладки швов в нижнем положении и вертикальном. Но ввиду повышенной текучести с последним вариантом справятся не все.

На предприятии РДС сварка подойдет для мелкосерийного производства. С ее помощью можно вести прихватку деталей, сборку конструкций. Применяется метод для накладки коротких швов 5-10 см. Если вал из нержавеющей стали изношен и появился люфт в подшипнике, под сальником, покрытыми электродами получится наплавить металл под проточку на токарном станке. Если в швах изделия есть поры, трещины, РДС метод подходит для ремонта и устранения дефектов. Электродами можно заварить герметичный кольцевой стык на трубе из нержавейки, но используют метод ММА только для небольших объемов работы.

Варим нержавейку с черным металлом

Сварка нержавейки и черного металла электродом или еще каким-нибудь способом – абсолютно неправильное сочетание с технической точки зрения, это совершенно разнородные материалы. Необходимость в такой работе нечасто, но возникает. Найти решение помогут специальные материалы расходников. Варить можно двумя способами:

• электродами с покрытием;
• вольфрамовыми электродами.

Если использовать ручную дуговую сварку с покрытыми наконечниками MMA — Manual Metal Arc, можно взять материалы для цветных металлов.

Маркировка сварочных электродов для нержавейки.
Оптимальными вариантами являются следующие:

• АНЖР-1 и АНЖР-2. С этими специальными электродами работу можно проводить во всех положениях в пространстве, исключая вертикальное.
• ЦТ-28, позволяющие выполнять жаростойкие и жаропрочные швы.
• ESAB – Внимание! Очень популярна среди мастеров! Группа шведских наконечников для работы с разнородными сплавами.

Главный принцип – выбор более легированного расходника, чем сам металл.

Метод с использованием вольфрама в данной технологии встречается намного реже: вольфрамовые электроды дорогие по стоимости.

• ОЗЛ-312 можно смело выбирать, если неизвестна марка стали.
• НИИ-48Г хороши для переходных слоев.

Очевидные плюсы и минусы метода РДС для нержавейки

ПЛЮСЫ

МИНУСЫ

• Сварочное оборудование стоит дешевле полуавтоматов и инверторов для аргонодуговой сварки;
• Нет необходимости перевозить с собой газовый баллон при переезде на новое место сварки;
• Можно сваривать нержавейку толщиной от 1 до 20 мм (если максимальная сила тока аппарата позволяет это);
• Дешевые расходные материалы;
• Не требуется регулярно возить баллон на заправку;
• Сварочные инверторы РДС есть в очень маленьком исполнении с весом 3-4 кг, что облегчает сварку на высоте и в других труднодоступных местах;
• ММА аппараты легко перенастраиваются для ручной дуговой сварки других металлов — достаточно сменить электрод и откорректировать силу тока.

• После выполнения шва требуется отбивать шлак, чтобы оценить качество сварки;
• Процесс медленный, по сравнению с МИГ;
• Нержавеющий стержень электрода перегревается при сварке на токах 200-300 А и обмазка осыпается, поэтому нужно варить с перерывами;
• Электрод укорачивается, из-за чего труднее контролировать длину дуги.

Ручная сварка в среде аргона

Самый чистый способ соединения поверхностей с великолепным внешним видом. Единственный метод, в котором используются электроды для нержавейки без покрытия. Применяется, когда шов должен соответствовать самым жестким требованиям, либо в сварке тонких листов стали.

Технология сварки вольфрамовыми наконечниками позволяет произвести очень качественные, надежные и эстетичные швы. Она возможна и в домашних условиях. Ток нужно применять постоянный или переменный с прямой полярностью.

Сварка нержавейки вольфрамовым электродом.
Особенности технологии следующие:

• Важно, чтобы вольфрам не попал в расплавленную сталь, поэтому дугу нужно поджигать без прямого огня – бесконтактным способом.
• Существует риск окисления шва. Для его минимизации сварку нужно производить очень ровно, без каких-либо колебательных движений.
• После окончания сварки не нужно отключать подачу аргона в течение 15-ти секунд. В этом случае вольфрамовый наконечник будет защищен от окисления, а это значительная экономия расходных материалов.

Сварка нержавейки электродом в бытовых условиях

Сваривание деталей из нержавеющей стали в домашних условиях вполне возможно, но качество шва сильно зависит от опытности сварщика и правильности подготовительного процесса. Для соединения заготовок толщиной более 4 мм требуется V-образная разделка кромок. Это обеспечит хорошее заполнение, чтобы шов не лег только сверху.

Грязный металл очищают от следов жира, мусора и пыли. Понадобится щетка по металлу. Жир легко удаляется растворителем. Его наносят ветошью, вытирая одновременно масляную пленку. Если этого не сделать, дуга будет гореть нестабильно, «плеваться».

Листовые заготовки с толщиной до 4 мм можно сваривать без разделки кромок. В случае пластин 3-4 мм понадобится зазор между сторонами изделия в 1-1.5 мм, чтобы жидкий металл затек внутрь и хорошо проплавил корень шва. Сварка ведется постоянным током с обратной полярностью. Для этого кабель держателя подключают к гнезду со знаком «+», а кабель массы к «-«. Это уменьшает температуру на поверхности металла, сокращая выгорание легирующих элементов. Силу тока устанавливают ниже на 20%, по сравнениею со сваркой низкоуглеродистых сталей.

Чтобы уменьшить вероятность образования трещин, после наложения шва нужно удалить лишнюю температуру. Это достигается подкладывание медных пластин, выполняющих роль радиатора (забирают часть тепла). Для аустенитной стали допускается охлаждение водой.

Какой сварочный аппарат выбрать

Сварочные аппараты некоторые умельцы берут напрокат. Для работы с легированным металлом надо выбирать современное оборудование для сварки, генерирующее постоянный ток, с таким аппаратом легче поддерживать короткую дугу, получаются ровные стежки шва. Можно сварить металл трансформатором, но в этом случае возможно образование наплывов, снижающих прочность реставрированного элемента. Лучше выбирать сварочники с дополнительными функциями. Риск залипания электрода, прожога заготовки снизится. Хороший вариант – универсальный генератор, вырабатывающий постоянный и переменный ток. Допустимо использование инвертора, выдающего переменный импульсный ток высокой частоты.

Виды металлов, свариваемые электродом с нержавейкой

РДС сварка легированной стали возможна с сечением металла от 2 до 20 мм. По группам нержавейка и аустенитные стали, которые можно сваривать ММА аппаратами, бывают:

• жаропрочные (Х25Н38ВТ, ХН75МБТЮ, 20Х20Х14С2, 20Х25Р20С2);
• коррозионно-стойкие (08Х18Н10, 12Х18Н10Т, 08Х22Р6Т, 08Х21Р6М2Т, 10Х17НИМ2Т);
• жаростойкие (ХН75МБТЮ, Х25Н38ВТ, 30Х18Н25С2, 20Х25Н20С2).

Сварка тонкой нержавейки

Нержавейка с черным металлом

Сварка тонкой нержавейки сечением 1 мм ведется покрытыми электродами сложно, поскольку высокая сила тока прожигает основной металл, а при низкой силе тока трудно держать электрическую дугу (электрод постоянно прилипает). Начиная с толщины 1.5 мм сваривать нержавеющую сталь РДС методом вполне реально в домашних условиях, но потребуется инвертор с определенными функциями, о чем мы расскажем чуть ниже.

Нержавейку можно сваривать с черным металлом, но такой стык будет не герметичным. Трещины образуются при разной скорости остывания малоуглеродистой и легированной стали. Причем сразу после провара стык держит воду, а потом образуются трещины на границе шва и нержавейки. Ржавеют такие соединения очень быстро. Когда герметичность не требуется, прихватить легированную сталь к «чернухе» электродом вполне реально, но для высоких нагрузок такое соединение не рассчитано.

Технология сварки обычным электродом

Для соединения нержавейки нужно выполнять простые правила:

1. Не допускать перегрева заготовки до температуры выше 150°С;
2. Вести сварку при токе малой величины, исключая лишние движения электродом. Скорость подачи проволоки довести до максимальной.
3. Обеспечить отвод тепла с помощью медных пластин, подложенных под соединяемые детали.
4. Для толстых листов нержавейки применять сварку многопроходную.
5. Использовать специальные электроды. Простые дают шов низкого качества.

При работе место соединения обезжиривается. Метод позволяет сохранять устойчивое горение дуги. Величина тока – от 80 А. Под заготовки подкладываются теплоотводящие пластины из меди. Для надежности горения дуги расстояние между металлом и электродом составляет 2-3 мм.

Необходимые расходники и аксессуары для сварки нержавейки

Чтобы сварить нержавейку в бытовых условиях, понадобятся:

• сварочный аппарат с постоянным током;
• покрытые электроды с нержавеющим стержнем;
• защитная маска, краги, одежда и обувь;
• щетка по металлу для очистки кромок и растворитель;
• болгара для разделки кромок, если сечение металла более 5 мм.

У инвертора должен быть кабель массы с зажимом, чтобы присоединить его к изделию. Второй кабель оснащается держателем, куда вставляется электрод.

Почему важно использовать специальные электроды для сварки нержавейки

Нержавейка, с момента ее появления на рынке металлов широко используется для производства деталей и сборочных единиц, которые применяют в различных отраслях. Популярность нержавейки обусловлена не только ее стойкостью к воздействию коррозии, но и рядом других свойств. К ним можно отнести, высокие прочностные параметры, внешний вид, длительность эксплуатации. Но сплавы этого класса обладают одним существенным недостатком – плохая свариваемость. Надо сказать, что такой недостаток существенно осложняет работу с нержавейкой. Она обусловлена рядом причин, в частности:

1. Нержавеющие сплавы имеют низкую теплопроводность. Этот показатель в два раза меньше, чем у традиционных углеродистых сталей. Именно поэтому, во время выполнения сварочных работ этот материал хуже отводит излишнее тепло, возникающее в процессе работы. Такое явление привело к тому, что для уменьшения тепла, используют сварочный ток на 15-20% меньший, чем тот, который необходим для сварки черных сплавов.
2. Во время соединения изделий из нержавеющей стали с большой массой между заготовками необходимо оставлять довольно большой зазор. Если это требование проигнорировать, то в металле, который расположен рядом со швом будут появляться трещины микроскопического размера. Их наличие приведет к тому, что будет снижено качество соединения, в том числе и его надежность.
3. При сварке нержавеющей стали, в зоне шва образуется зона высокого электрического соединения. Соответственно это приводит к сильному нагреву инструмента. Именно это и определило то, что для выполнения сварочных работ необходимо использовать специальные расходные материалы по нержавейке, предназначенные для работы с такими сталями. Их выбирают на основании маркировки нанесенной на коробку или на сами расходники.

Электроды для нержавейки

• С основным покрытием
  — чаще всего содержат магний и кальций, насыщая ими металл сварочной ванны. Одними из лучших электродов с основным покрытием являются ESAB OK 61.85, БАРСВЕЛД E308-16, ЦТ-28.
• С рутиловым покрытием
  — легируют шов двуокисью титана, обеспечивают стабильное горение сварочной дуги даже на переменном токе, сокращают количество брызг. Лучшими электродами для сварки нержавейки выступают Castinox E310-17, Lincoln Electric Linox 308L, EutecTrode E308L-17, ESAB OK 61.30.

Если использовать обычные электроды (предназначенные для соединения мало- и высокоуглеродистых сталей) при сварке нержавейки, то швы быстро покроются коррозией. Недостаток пластичности наплавленного металла влечет образование трещин, соединение будет не герметичным и не прочным.

Какие электроды выбрать для нержавейки

Риск образования трещин снизится, если выбирать присадку со стержнем, по химическому составу схожим с заготовками. Для сварки нержавеющей стали выпускают несколько видов стержней:

• ЦЛ-11 создан для сварки хромоникелевого сплава, у них фтористо-карбонатная обмазка, сварку можно производить при температуре до +450°С. Работать электродом можно в любом положении.
• ОЗЛ-6 предназначен для жаропрочных сталей, если варить им другие заготовки, электрод будет расправляться медленнее, шов получится непрочный;
• НЖ-13 – для пищевой нержавейки. Можно использовать для хромоникелевой стали, легированной молибденом. Обмазка образует небольшой слой шлака, защищающего ванну расплава от окисления.
• ЗИО-8 – для жаростойких сплавов, с ним возникнут проблемы при сварке бытовой нержавейки.
• НИИ-48Г – универсальная присадка с основным видом покрытия.
• ЭФ400/10У, ОЛЗ-17У – профессиональные электроды, предназначенные для аустенитных сплавов. В быту такие стержни использовать нежелательно, обмазка содержит вредные компоненты.

Модели сварочных инверторов для сварки нержавейки электродом

Существует ряд параметров, которым должны соответствовать сварочные аппараты для РДС сварки нержавейки:

• Это должен быть инвертор, вырабатывающий постоянный ток. С трансформатором заварить стык будет сложнее, больше брызг, хуже держать дугу;
• Максимальная сила тока для бытовых нужд составляет 140-180 А. Для профессиональной деятельности выбирайте модели на 250 А;
• Для дома и гаража нужны инверторы с входным напряжением 220 V. На предприятие лучше взять модель, работающую от 380 V, при условии, что ее есть куда подключить;
• Немаловажна способность инвертора работать при просадках входящего напряжения до 140-160 V. Тогда ничего не помещает запланированному процессу;
• Если гараж или мастерская неотапливаемые, ищите сварочные аппараты, рассчитанные на работу при -10º С;
• Чтобы электрод легко поджигался и не прилипал, покупайте инверторы с функциями «Антиприлипание», «Форсаж дуги», «Горячий старт».

Источник видео: Территория сварки R

Вот примеры проверенного оборудования для дачи, гаража, дома, которые хорошо зарекомендовали себя при сварке нержавейки: РЕСАНТА САИ-160 ПН, Сварог REAL ARC 200 (Z238), ESAB BUDDY ARC 145.

Эти модели подойдут для профессиональной деятельности: ESAB LHN 250i Plus, Lincoln Electric Invertec 270SX, РЕСАНТА САИ-250.

Настройка сварочного аппарата

Чтобы получилось сварить легированную сталь обычным инвертором и покрытыми электродами, требуется установить силу тока на 20% ниже, чем при сварке углеродистых сплавов. Вот рекомендуемые значения.

Выполните подключение кабелей к аппарату так, чтобы получилась обратная полярность. Включите инвертор, наденьте защитную маску (лучше хамелеон) и приступайте к сварке. Для начала коснитесь кончиком электрода о поверхность изделия, чтобы зажечь дугу. Удерживайте расстояние 3-5 мм, чтобы дуга горела стабильно. Наклоните электрод на себя или вправо на 40-60 градусов и ведите шов на себя или вправо.

Выбор подходящего аппарата

Нержавейка – это высоколегированная сталь, содержащая в себе много хрома, титана, никеля и молибдена. Металлы предохраняют от коррозии и улучшают общие характеристики изделий. Сваривать материал сложно по причине низкой теплопроводности. Нужно применять пониженное напряжение и ток обратной полярности.

Для домашнего пользования годится любая марка инвертора. Умельцы часто собирают модели, не уступающие заводским аналогам.

Главное – агрегат должен обладать режимом ручной сварки и возможностью регулирования тока от 20 до 200 А.

Для сварки нержавеющей стали необходимо устройство с функциями:

• «Форсаж», снижающий напряжение дуги и увеличивающий ток;
• ПВ – длительность работы в непрерывном режиме.

Кабель выбирают длиной до 6 м. Электропроводка больших размеров сильно нагревается. При внезапных скачках в сети работоспособность устройства должна сохраняться. Лучше взять инвертор, который работает при пониженных температурах.

Общие принципы выбора электродов

Если просто перечислить марки электродов, пригодных для сварки нержавейки, то такая информация будет полезной лишь разово. Специалист должен разбираться в особенностях выбора, впрочем, как и начинающий мастер. Ранее было определено, что обычные электроды не подходят для работ с нержавеющей сталью. Сразу после остывания шва можно услышать характерные щелчки. Это образуются трещины.

Специальные электроды должны состоять из такого материала, который имеет показатели теплового расширения, близкие к показателям для выбранного материала. В этом случае основной и присадочный материал будут хорошо взаимодействовать, не вызывая дефектов шва.

По причине доступности устройств ММА многие предпочитают работать плавящимися штучными электродами. Для них можно определить ряд основных требований.

• Металл электрода должен обладать устойчивостью к температурным деформациям (ползучести).
• Температурное расширение соответствует показателям для нержавейки.
• Стержни электродов должны быть упругими.
• Они обладают высокой теплопроводностью, а также устойчивы к механическим воздействиям.

Все перечисленные параметры имеют вполне определенное измерение и указываются при маркировке изделий. Нельзя забывать, что процессы сварки постоянным током и переменным током отличаются друг от друга, поэтому данное условие влияет на выбор электродов. При выполнении работ постоянным током существенно сказывается экономия расходных материалов, которая достигается, благодаря практическому отсутствию разбрызгивания.

Мнение эксперта

Багров Виктор Сергеевич

Сварщик высшего 6-го разряда. Считается мастером своего дела, знает тонкости и нюансы профессии.

Начинающие мастера отмечают легкость и комфортность наложения шва, причем последний обладает достаточно высоким качеством. К сожалению, оборудование для сварки постоянным током доступно не для всех, в связи с его высокой стоимостью.

Недостатки одного метода подчеркивают достоинства другого. Сварочное оборудование переменного тока доступно по цене. Здесь также можно получить качественный шов, однако стабильность дуги хуже, нежели в первом случае. В процессе сварки образуются брызги расплавленного металла. При подобном способе ведения сварки электроды расходуются значительно быстрее.

В зависимости от сварочного инвертора различают два способа сварки коррозионностойкой стали.

1. Первый заключается в ведении сварки штучными электродами. Это ручная дуговая сварка, в которой применяются электроды со специальным покрытием.
2. Второй способ связан с применением защитного газа. Там основным элементом служит вольфрамовый электрод.

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

Неплавящиеся электроды

Сварка нержавеющей стали электродами может выполняться и неплавящимся стержнем. Часто применяют вольфрам и его смеси. Электрическая дуга расплавляет кромки металла, используя их для формирования шва. Если между пластинами имеется зазор, или требуется соединение повышенной прочности, то дополнительно использую присадочную проволоку из материала, того же состава, что и основной.

Работа ведется в среде инертного газа, что требует дорогостоящего оборудования и повышенных расходов на сварку. Метод применяется там, где необходимо качественное соединение, способное работать под давлением.

Проверка качества сварки тонкой нержавейки

Непосредственно перед проверкой всего металлоизделия на соответствие действующим стандартам обязательно проверяется качество сварных швов для выявления возможных их недостатков как снаружи, так и изнутри. По возможности обнаруженные недостатки устраняются.

Перед вводом в эксплуатацию каждого изделия из тонкой нержавейки, обработанного сваркой, проводится его тщательный и многоуровневый контроль. Первый уровень проверки качества представляет собой визуальный осмотр изделия, позволяющий выявить наиболее заметные и грубые дефекты швов — непровары, крупные трещины и т. п.

Большая часть видимых деформаций в швах сваренного изделия из тонкой нержавейки выявляется именно на стадии визуального осмотра невооруженным взглядом. Но иногда применяются и специальные приспособления. Контрольные мероприятия по выявлению недостатков делятся на два вида: разрушающие и неразрушающие. К первому типу относят только визуальный осмотр, более сложные методы проверок причисляют ко второй категории.

В свою очередь, неразрушающий тип контроля бывает капиллярным, магнитным, ультразвуковым, радиационным и проверяющим на проницаемость.

Неразрушающий контроль отличается от разрушающего также сохранением внешнего вида изделия из тонкой нержавейки без его деформирования. Поэтому данный вид проверки является более востребованным.

Разрушающий контроль выполняется лишь после процесса сваривания изделия в постоянных условиях с применением одного типа сварки.

Сварка постоянным и переменным током

Правильный выбор электродов является залогом успешной работы. Сварка ведется на обратной полярности. Нижеперечисленные марки отличаются наличием обмазки стержня. Марка ЦЛ-11 стала популярной среди сварщиков. Такие электроды используются при сварке сталей, содержащих хром или никель. Полученный шов отличается прочностью, пластичностью и аккуратностью. Именно пластичность дает высокий уровень ударной вязкости. Отметим, что при работе с ЦЛ-11 практически отсутствует разбрызгивание.

Аналогом представленной марки электродов является модель ОЗЛ-8. Расходные материалы с данными индексами обладают такими же высокими показателями, однако дополнительно адаптированы для применения в конструкциях, эксплуатируемых в условиях высоких значений температур (температура может достигать 1000°C градусов). ОЗЛ-8 и ЦЛ-11 применяются в пищевой промышленности.

Пищевая сталь безопасна для продуктов питания. Следовательно, наложенные швы также должны быть безопасными. Для сталей, содержащих молибден, никель и хром применяются электроды марки НЖ-13. При формировании шва может образовываться тонкая корка из шлака, однако она самопроизвольно отпадает.

Пополнить перечень расходников для сварки нержавейки под постоянным током можно такими марками, как:

• ЗИО-8. Электроды для нержавеющей стали и жаропрочных материалов.
• НИИ-48Г.
• ОЗЛ-17У. Применяются в том случае, если конструкция будет эксплуатироваться в агрессивной среде серной или фосфорной кислоты.

При отсутствии оборудования приходятся варить нержавеющую сталь переменным током. Данный факт и стал причиной возникновения ряда вопросов, связанных с технологией сварки. Сразу укажем, что существуют такие электроды, которые маркируются, как ОЗЛ-14, ЦТ-50, ЛЭЗ-8, ОЗЛ-14А, АНВ-38, Н-48. Вольфрамовые электроды также подходят для сварки переменным током. Их применяют при ремонте тонкостенных изделий, при необходимости получения качественного и аккуратного шва.

Подготовка к сварке

Технология сваривания зависит от специалиста, который выполняет подобные работы. Подобрав верный электрод, нужно дополнительно подготовить будущий материал для сваривания. В первую очередь, это обезжиривание материала.

Сам процесс сваривания нержавейки в домашних и специальных условиях различается методами. При его выборе, стоит опираться на основные характеристики материала, его толщину и прочность. Сварка в атмосфере газов считается стандартной и применима практически в любом случае. Она может выполняться в автоматическим, полуавтоматическим и ручном режиме. Но есть одна особенность, при которой используется только электродуговая – толщина листа нержавеющей стали более, чем три миллиметра.

Стоит обратить внимание, на такую особенность сваривания нержавейки – не нужно делать резких движений. Чаще всего это применимо при стандартном сваривании, но с нержавеющим материалом так поступать не стоит. Это становится причиной разрушения созданного шва и окислению. Подобные процессы полностью убивают защитную среду самого материала и пагубно влияют на эксплуатацию материала. Дополнительно стоит учитывать:

• Нельзя, чтобы вольфрам проникал в сварочную ванную с электродом. В таком случае, говорить о надежности шва не имеет смысла. Чтобы избежать его проникновения, следует зажигать дугу отдельно, на других графитовых или угольных пластиках;
• Аргоновой струей лучше всего защитить шов с обратной стороны. Это требования стало достаточно популярно в последнее время.

Основной вопрос о том, каким же электродом варить нержавейку остается ещё открытым. Чтобы создать действительно качественный, шов нужно использовать:

• Электрод с высокими показателями ползучести;
• Малыми показателями температурного расширения;
• Высокой износоустойчивостью и теплопроводностью;
• Повышенными значениями упругости

При выборе электрода решающее значение имеет именно марка нержавеющей стали. В зависимости от её типа, используются популярные марки, указанные выше.

Этапы сваривания

Работать с таким материалом должен только профессионал. Это трудоемкая работа, которая помогает добиться результата, при котором соединение должно быть похоже на основной металл. Для этого тщательно зачищают места сварки с помощью обезжиривателя (может выступать ацетон или растворитель).

В качестве сварочного аппарата может использоваться инвектор. Такой аппарат удобен для транспортировки и питается прямо от сети. Под действием электрики, образуется сварочная дуга для сваривания металла.

Стоит учитывать, что применимые температуры не должны быть выше нормы. Если не придерживаться стандартных правил, электрод может попросту сгореть или шов будет недостаточно плотным.

При сварке, самая основная проблемы в том, что он обладает достаточно высоким сопротивлением.

Особенность электродов – низкая проводимость тепла.

Это считается одной из проблем, являющаяся причиной их разрушения. Происходит это из-за того, что используется ток слишком большого напряжения. Для максимальной прочности шва используется холодный метод. Если в состав входит никель или хром, то охлаждать можно с помощью воды. В других случаях, отлично подойдет – обдув воздуха или прокладка из меди.

Перед тем, как приступить к работе, следует подобрать электроды по нержавейке, а также правильно настроить ток. Чтобы не произошло залипание – очень аккуратно подносят к металлу электрод. Клемму массы подключают к материалу, после чего к работе приступает дуга. Электрод подносят под углом и держат несколько секунд. Окалину следует убрать с помощью молотка и зашлифовать поверхность кругами. Готовое изделие помещают в ванну с раствором кислоты. Только она способна полностью удалить слой оксида.

Рейтинг производителей и марок по популярности

Наибольшим спросом пользуются те электроды, которые произведены компаниями, специализирующимися на выпуске и продаже сварочного оборудования. Это именитые бренды, известные на российском и европейском рынке. Качество продукции всегда остается под контролем, вплоть до момента ее реализации. Кроме этого, официальные представители всегда готовы предоставить выгодные условия для постоянных клиентов.

Шведская компания Esab поставляет на российский рынок большое количество марок электродов, среди которых встречаются электроды для сварки нержавейки. Компания представляет целую серию данного типа расходных материалов. Электроды ОК 61.35 обычно используются при сварке трубопроводов и прочих конструкций, где нужна герметичность. Для сварки деталей из нержавейки с деталями из другого материала подходит марка ОК 67.72. В перечне продукции есть и универсальные электроды – ОК 67.45.

Описанные выше электроды ЦЛ-11 выпускаются российской . Для них характерны такие качества, как стабильность дуги, шлаковая корка, которая впоследствии сама отделяется, малое разбрызгивание.

Замыкает тройку лидеров бренд «Уони». Электроды УОНИ-13/НЖ, УОНИ-13/НЖ-2 и УОНИ-13/ЭП-56 расфасованы в пачки от 3,5 до 6 кг. К сведению потенциальных покупателей, бренд «Уонии», несмотря на видимую схожесть, принадлежит компании Esab.

Способы

Сварка нержавейки может выполняться несколькими способами. При этом используется разное оборудования, появляются определённые нюансы.

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами

Распространённый способ соединения деталей из нержавеющей стали. Для выполнения работ используют инверторный сварочный аппарат, специальные электроды. Они могут быть двух типов:

1. Стержень покрыт рутиловым слоем, который состоит из двуокиси титана.
2. Стержни, покрытые смесью кальция, карбоната магния.

Применяется этот способ для создания соединений, которые не будут подвергаться критическим нагрузкам.

Вольфрамовыми электродами

Сварка нержавейки вольфрамовыми электродами применяется совместно с инертными газами, которые подаются в нагреваемое место, защищая шов от образования оксидной плёнки.

Этот метод подходит для сваривания тонкого металла, изготовления труб для разных жидкостей.

Полуавтоматическая в аргоне

Этим способом можно более качественно сваривать нержавейку. С помощью полуавтомата появляется возможность добиться высокой производительности. Чтобы создать прочное соединение используется несколько видов проволоки:

1. Порошковая.
2. Алюминиевая.
3. С медным покрытием.
4. Изготовленная из легированной стали.
5. С флюсом.

Проведение работ полуавтоматом представляет собой поэтапный процесс:

1. Мастер подготавливает детали. Зачищает их от ржавчины, налёта, грязи.
2. Выставляется режим сваривания на сварочном аппарате. Оптимальный показатель силы тока для нержавеющей стали толщиной до 3 мм не должен превышать 145 А.
3. В рабочую зону подаётся проволока, зажигается дуга.

Сопло горелки должно передвигаться только в одном направлении без поперечных движений.

Полуавтоматическая сварка нержавеющей стали

Холодная под большим давлением

Процесс соединения заготовок из нержавеющей стали без плавления. Зависимо от того, какими характеристиками должна обладать цельная деталь, давление может воздействовать как на одну, так и на две заготовки. Соединение образуется благодаря взаимодействию кристаллических решёток металла.

Лазерная

Такой способ соединения нержавеющей стали выполняется на промышленных предприятиях. Для его выполнения необходимо использовать специальное оборудование. При работе с лазером выполняется два метода сварки заготовок — шовный, точечный.

Преимущества лазерного оборудования:

1. Не появляются трещины от сильного нагревания.
2. Прочность металла в зоне отпуска не снижается.
3. Не появляется оксидной плёнки, благодаря высокой скорости лазерной обработки.

Плазменная

Существует два способа плазменной сварки нержавеющей стали:

1. Ручная — подразумевает под собой обработку металла плазменной дугой, которая образуется между рабочей поверхностью, электродом.
2. Автоматическая — плазменный поток вырабатывается плазмотроном.

Применяется на промышленных предприятиях.

Применяемые электроды

Чтобы хорошо понимать, какими электродами варить нержавейку, стоит помнить о тепловом коэффициенте металла. Для этого подбираются стержни электродов, имеющие тот же состав, что и свариваемый элемент. Это обеспечивает взаимодействие основного и присадочного материалов, предупреждая появление дефектов.

Возможный вариант используемых электродов:

• «ЦЛ-11». Это довольно дорогие расходные материалы, покрытые специальной обмазкой, и хорошо изолирующие сварочную ванну от внешних факторов воздействия. Металл стержня хорошо вплавляется в основной материал и создает прочное соединение.
• «НЖ-13» являются еще одним подходящим расходным материалом. Они создают надежный шов с ударной вязкостью в 120 Дж/см, и предотвращают явление межкристаллитной коррозии. Отличие электродов состоит в образовании тонкого слоя шлака, который после остывания поверхности и сжатия материала до первоначального размера, отпадает самопроизвольно. Это ускоряет процесс обработки сварного соединения, когда требуется выполнить много швов.