Сварка нержавеющей стали. Способы, особенности процесса, оборудование

Сварка нержавеющей стали — технические достаточно специфичный процесс. Он требует учитывать характеристики материала и применять специальные методы, оборудование и электроды. В этом материале разберем, что нужно, чтобы получить прочный и качественный сварной шов при работе с нержавейкой.

Особенности сварки нержавеющей стали

Особенности сварки нержавеющей стали указаны в ГОСТ (Р ИСО 4063-2010, 19521-74 и др.). Чтобы получить качественное изделие, важно учитывать ряд особенностей:

1. Низкая прочность сварного шва из-за имеющегося в сплаве хрома. В процессе сварки при высокой температуре он реагирует с углеродом до образования карбида. Это снижает прочность шва. Поэтому необходимо охлаждать место сварки.
2. Высокий коэффициент расширения металла. В процессе сварки необходимо выдерживать зазор между соединяемыми деталями.
3. Высокое электрическое сопротивление. Это ограничивает длину используемых хромникелевых электродов до 350 мм.
4. Низкая проводимость тепла. Температура в месте обработки получается в 2-3 раза выше, чем у других сталей. Поэтому силу тока необходимо снижать на 15-20 %.

Для того, чтобы в сварном шве не появились изъяны — поры, трещины или неравномерная сварка — важно учитывать эти особенности при выборе сварочных компонентов и технологии сварки.

Для получения прочного шва при сварке нержавейки нужно учитывать особенности материала.

Виды сварки нержавейки

Существует несколько видов сварки нержавеющей стали:

• Ручная дуговая сварка (MMA) — один из самых распространенных способов сваривания нержавейки, в котором электрическая дуга создается между металлом электрода и соединяемыми деталями. Сварка производится со специальными электродами для нержавеющей стали. При работе важно соблюдать полярность для предотвращения дефектов. Чаще всего используют прямую полярность, при которой электрод отрицательный.

• Сварка нержавеющей стали полуавтоматом (MIG/MAG) — используется преимущественно для соединения толстостенных элементов. В полуавтоматическом процессе используется проволока для нержавеющей стали с добавками хрома, никеля и молибдена.

• Автоматическая дуговая сварка под флюсом (SAW) — применяют для сварки больших и тяжелых деталей из нержавеющей стали, например, труб или контейнеров. Для сварки требуется специальный флюс — вещество в виде гранул или порошка, которое подается в зону сварки. Это обеспечивает защиту зоны сварки от воздействия воздуха и улучшает качество шва.
• Аргонодуговой метод (TIG) — сварка нержавеющей стали аргоном применяется для соединения тонких деталей и разнородных элементов. В этом процессе дуга возникает между вольфрамовым стержнем и деталями в защитной среде аргона.

• Лазерная сварка нержавеющей стали является одним из самых эффективных способов сварки. Она позволяет получать высококачественные прочные сварные швы, устойчивые к внешним воздействиям. Этот метод увеличивает скорость сварки и точность шва.

Тип сварки выбирается в зависимости от толщины металла, предъявляемых к шву требований и доступности оборудования.

Сварка нержавеющей стали с электродами

При работе с нержавейкой используются электроды определенного вида. Они имеют специальное покрытие, которое обеспечивает защиту от коррозии и окисления. Электроды ЭА-395/9 3, представленные в ассортименте ООО СПК «Регион», применяются для сварки деталей, находящихся в сложных средовых условиях.

Электроды имеют высокую температуру плавления, что позволяет получить прочный и надежный сварной шов. Электроды моделей ОЗЛ-6 4 и ОЗЛ-9А 5 обладают рабочим диапазоном до +1000 °C.

Для ручной дуговой сварки деталей из сталей аустенитного класса подходят электроды модели НИАТ-1 5. Также они подходят для сварки тонких сечений.

Также для сварки нержавейки хорошо подходят вольфрамовые электроды, используемые в аргоновой среде. Такая техника позволяет минимизировать воздействие на поверхность и снижает вероятность возникновения дефектов.

Сварка нержавеющей стали с другими металлами

Детали из нержавейки можно сваривать не только друг с другом, но и с изделиями из углеродистой стали, чугуна, алюминия и меди. Для сварки используются электроды для нержавеющей стали с добавлением никеля и хрома. Улучшение качества шва обеспечит предварительная подготовка — прокаливание электродов. Саму зону сварки прогревать не рекомендуется.

Дополнительные присадочные материалы обеспечат хорошую адгезию, прочность и устойчивость к коррозии, помогут избежать появление дефектов из-за перегрева. От общего состава шва рекомендуется отдавать 60 % присадкам. Выбор материала зависит от типа металла, с которым сваривается нержавейка. При сварке нержавейки с углеродистой сталью используются аустенитные электроды с добавлением никеля. Медь и никель подходят для сварки с алюминием. Хорошую свариваемость нержавейки с медью обеспечит никель и бронза.

Подготовка нержавеющей стали к сварке. Обработка поверхности

Чистое и прочное сварное соединение получается только при качественной предварительной подготовке краев свариваемых деталей. Подготовка нержавейки к сварке включает в себя несколько основных этапов:

• Очистка поверхности: поверхность металла не должна содержать следы грязи, масла, жира, краски и других загрязнений, а также ржавчины.
• Разметка и резка: если необходимо, металл нужно разрезать по заданным в чертеже параметрам.
• Зачистка краев металла: обеспечит хорошее соединение и предотвратит появление дефектов в сварном шве.
• Протирка растворителем: обеспечит лучшую устойчивость дуги.

Очищенные и подготовленные детали соединяются между собой с помощью крепежных элементов или прихваток. Важно помнить, что между краями должен оставаться зазор.

Перед сваркой важна качественная подготовка деталей.

Завершение сварки. Обработка, контроль качества

После завершения сварки следует обработать сварной шов. Этот процесс включает очистку шва от шлаков, проверку на предмет дефектов и, при необходимости, их устранение. После этого нужно проконтролировать качество сварного соединения. Для этого осматривают изделие визуально, применяют рентгенографию, ультразвуковую дефектоскопию и прочие методы контроля. Защиту от разрушений и коррозии обеспечат травление и пассивация. Кислоты удалят окалину, а оксид хрома создаст защитную пленку.

Заключение

При соединении деталей из нержавейки с помощью сварки важно соблюдать ряд правил, основанных на особенностях материала. Для сварки используются хромоникелевые электроды ограниченной длины. Она проводится со строгим контролем величины зазора между деталями, со снижением величины тока при сварке и быстром охлаждении места сварного соединения для предотвращения разрушений, одним из разрешенных для этого материала методом. Поверхность материалов должна быть зачищена и обработана растворителем.