Сварка нержавеющей стали

Аппараты для сварки нержавейки

• Рабочий диапазон температур. Некоторые инверторы не способны работать при отрицательных температурах. У качественного инвертора для нержавейки диапазон начинается от -10 С и ниже.
• Сила сварочного тока достаточна в пределах 30-180А;
• Наличие Hot Start, Anti-Stick и Arc Force — обязательно;
• Мощность аппарата должна обеспечивать возможность применения электродов диаметром до 4 мм.

Если ориентироваться на конкретные модели, то для сваривания нержавейки в бытовых и полупрофессиональных условиях отличными характеристиками обладают однофазные аппараты Сварог PRO ARC, ПАТОН ВДИ-200P, Сварог TECH ARC. Они не являются самыми лучшими, но их характеристики можно использовать, как ориентиры при выборе среди моделей других производителей. Для профессиональной работы вполне подойдут WM Pico 162, Lincoln Electric, KEMPPI Minarc.

Как происходит процесс сварки

Предварительно заготовки нужно подготовить: очистить от грязи и пыли, снять окалину – зачистить до металлического блеска железной щеткой или наждачкой. Затем проводят обезжиривание спиртом или растворителем, наносят на кромки флюс, он выравнивает плавление, обе заготовки прогреваются равномерно.

Сваривать заготовки желательно в нижнем положении, чтобы ванна расплава не растекалась. Движения должны быть точные. Чтобы качественно приварить нержавейку к черному металлу обычным электродом, нужен ток обратной полярности (подключают контакт «+»), держать его нужно ближе к углеродистому черному сплаву, у него ниже текучесть. Шов делают глубокой, большой ширины, остывать диффузионный слой должен медленно, чтобы кристаллизация была равномерной. Предварительный прогрев заготовок применяют только в крайних случаях, для жаропрочных сплавов.

В качестве источника тока использовать инвертор с дополнительными функциями. При газосварке швы проваривают долго, чтобы образовалась большая ванна расплава. После проверки и очистки швов рабочую зону покрывают пассивирующим слоем.

Аргоновая сварка AC/DC TIG

При сварке тонкого металла, под нержавейку можно установить медную пластину для отвода тепла. После окончания сварки необходимо оставить подачу газа на несколько секунд, так называемый режим Post flow. Это позволяет металлу остыть в достаточной степени без окисления и предотвратить подгорание электрода из вольфрама.

Аппараты для AC/DC TIG способны работать со многими металлами, например, алюминием и его сплавами. В самых современных используется технология Soft Switch, позволяющая резко уменьшить уровень тепловых потерь, настройки баланса тока, изменение частотных характеристик при сварке на переменном токе, режим пульсации.

Особенно интересный режим MIX TIG, который используется в полупрофессиональных и профессиональных аппаратах и представляет собой комбинацию поочередного применения сварки при постоянном и переменном токах. При этом переменный разбивает оксидную пленку без перегрева металла, а постоянный производит расплав и сваривание. Практически все аппараты имеют режим Spot Arc — точечную сварку, позволяющую сделать прихватку металла, точно выполнять лицевые швы.

Лучшие сварочные аппараты — TRITON ALUTIG , Aurora PRO INTER, Сварог PRO TIG, Aurora IRONMAN, Fubag INTIG. Они находятся в разных ценовых категориях, но позволяют выполнять сварку нержавейки приблизительно на одном уровне качества, отличаясь только временем непрерывной работы и ограничениями по мощности.

Другие способы сварки нержавейки

На производстве используют другие методы соединения легированных деталей. Для соединения заготовок на промышленном оборудовании не применяется наплавочный материал, нержавеющий сплав расправляется ограниченно, на большую глубину.

Холодная сварка под большим давлением

Технология основана на способности сплавов преобразовывать кинетическую энергию в тепловую. При сдавливании внутренняя структура стали изменяется с выделением энергии, нержавейка становится пластичной. Один слой вдавливается в другой с образованием диффузного слоя. Сварка нержавеющей стали производится односторонним или двухсторонним давлением. На прессы устанавливают специальные штампы. Получаются очень аккуратные точечные или линейные соединения без окалины, трещин, внутренних напряжений в рабочей зоне.

Контактная сварка нержавейки

Ток подается на два неплавящихся электрода из цветных сплавов, заготовки помещаются между ними. При подаче тока электроды с усилием сжимают. Варят нержавеющую сталь только в зоне контакта, дуга прошивает детали насквозь, расплавляет. Ручные сварочные клещи используют для сварки тонкой нержавейки до 2 мм. Заготовки потолще соединяют аппаратами с усилителями, чтобы можно было продавить зону контакта. Образуется точка размером с площадь электрода.

Лазерным лучом

Для нержавеющей стали применяют технику точечного и шовного метода. Приварить детали можно только встык. При соединении заготовок внахлест в рабочей зоне создаются остаточные напряжения. Ванна расплава ограничена за счет молниеносного воздействия луча. Нержавейка разогревается мгновенно, шов образуется прочным, мелкозернистым. Расплав полностью заполняет стык. В быту лазерная сварка используется редко из-за высокой стоимости оборудования.

Плазменная сварка

Принцип основан на ионизации газа под действием дуги в специальной камере – плазмотроне. Электрическое поле создается с использованием тугоплавкого вольфрамового электрода. Направленный поток плазмы быстро расплавляет заготовки в месте соединения до высокой температуры. Оборудование бывает двух типов:

• ручное, вторым контактом для образования дуги становится металлическая деталь;
• автоматическое, дуга создается между электродом и стенкой камеры.

Ручной плазмой сваривают тонкие заготовки до 3 мм, автоматами – толщиной до 160 мм. Кромки предварительно разделывают, но проваривается шов сразу, за одну проходку.

Технология MIG/MAG сварки

Сварка MIG/MAG осуществляется в полуавтоматическом режиме. Сварочный автомат функционирует в атмосфере инертных или активных газообразных веществ. Во время сваривания между деталью и сварочной проволокой (электродом) загорается дуга. Под воздействием теплоты дуги свариваемый материал полностью расплавляется. В результате этого процесса образуется сварочная ванна. Она защищена от воздействия кислорода газообразным веществом, подаваемым с помощью сопла горелки. С течением времени элементы, находящиеся в сварочной ванне, начинают кристаллизироваться, образуя сварной шов.

Выбирать защитный газ необходимо в соответствии с материалом изготовления свариваемой детали и его толщиной. При сварке цветных металлов в полуавтоматическом режиме применяются смеси аргона или гелия. При сваривании кобальта или медных материалов используют азот. При сварке сталей применяются оксиды углерода. Для улучшения прочности загорающейся дуги и ускорения формирования шва часто используются смеси MIG и MAG газов.

Выделяют следующие типы МИГ/МАГ сварки:

1. Крупнокапельный: осуществляется без коротких замыканий.
2. Мелкокапельный: во время сваривания от металла отделяются небольшие частицы металла. Этот вид сварки осуществляется без коротких замыканий.
3. Без коротких замыканий: производится во время сваривания материалов при низком напряжении сварочного тока.

При полуавтоматической сварке с капельным переносом происходит повышение плотности сварочного тока, что приводит к повышению напряжения дуги. В результате изменяется характер электрода. От свариваемого изделия отделяют крупные частицы. Минусом этого типа сваривания является высокие показатели разбрызгивания. По этой причине снижается качество сварки деталей в потолочном положении.

Сварка с переносом мелких капель осуществляется при высоких напряжениях и большой плотности сварочного тока. При нем свариваемый материал в расплавленном состоянии стекает в сварочную ванну. Поэтому данный метод сварки также называется струйным. При сваривании изделий с мелкокапельным переносом повышается интенсивность передачи тепла, что приводит к изменению формы сварного шва. Главным отличием этого способа полуавтоматической сварки является стабильность горящей дуги. Это значит, что напряжение сварочного тока не изменяется.

При сваривании деталей без возникновения коротких замыканий металл в расплавленном состоянии преобразуется в каплю, что приводит к увеличению напряжения и длины горящей дуги до максимальных значений. Интенсивность подачи токи остается неизменной поэтому материал в расплавленном состоянии перемещается в сварочную ванну до возникновения короткого замыкания.

Помимо полуавтоматической MIG/MAG сварки существует 2 иных вида сваривания: MMAи TIG. Расшифровки этих аббревиатур означают “manualmetalarc” и “TungstenInertGas”. Главным отличием сварки MIG/MAGот MMAи TIG является высокий потенциал при подаче электродов и газообразных веществ. Это увеличивает эффективность работы сварщика. В отличие от технологии МИГ/МАГ, сварка ТИГ или ММА не требует большого количества аппаратов и инструментов, потому что процесс сваривания отличается в ручном режиме.

В отличие от иных технологий сваривания металлов, сварка MIG/MAG обладает следующими особенностями:

1. Небольшие временные затраты на смены сварочных проволок.
2. Процесс сваривания полностью автоматизирован.
3. Металлы можно сваривать в любых пространственных положениях.

Главным недостатком этой технологии является большие потери при разбрызгивании расплавленного материала, что связано с мощным излучением горящей дуги и ограничений по подаче сварочного тока. При МИГ/МАГ сварке изделий также необходимо приобретать специальные сварочные аппараты (полуавтоматы), выступающие в качестве источника электроэнергии и газораспределительного механизма.

Формирование шва

При MIG/MAG сварке образование сварного шва производится при помощи расплавления электродной проволоки. В результате этого процесса основные сварочные материалы кристаллизируются. Полученный шов надежно защищен от воздействия атмосферного воздуха газовой пленкой. Его размеры и форма зависят от особенностей переноса материала в сварочную ванну. При увеличении теплопередачи в сварочной ванне образуется небольшое углубление, что оказывает влияние на процедуру формирования шва.

Как варить нержавейку в домашних условиях?

Сварка нержавейки в домашних условиях доступна любому сварщику. Для этого требуется подготовить инверторный аппарат. Он подойдёт для соединения труб из алюминия, тонких листов, деталей сложной формы. Рекомендации для проведения работ:

1. Внимательно наблюдать за швом, чтобы не образовывалось место проплавки.
2. Небольшой зазор в сварном стыке помогает создать оптимальный показатель усадки.
3. Для соединения металлических листов большой толщины, нужно использовать электроды большего диаметра.
4. Выбрать величину сварочного тока проще с помощью специальных таблиц, которые можно найти в интернете.
5. Для охлаждения швов желательно использовать медные пластинки.

Новичку необходимо потренироваться настраивать, работать со сварочным аппаратом на черновых деталях.

Сварка нержавеющей стали электродом

Как варить нержавейку инвертором?

Сварка нержавейки инвертором выполняется в определённой последовательности:

1. Очистить рабочие поверхности от налёта, грязи, декоративных покрытий, масла, ржавчины.
2. Обработать кромки деталей если их толщина превышает 4 мм. Они срезаются под углами 45 градусов. Если нужно сваривать тонкую нержавейку, скосы не нужны.
3. Чтобы создать высокопрочное соединение, на которое будут воздействовать высокие нагрузки, необходимо прокалить электроды для инвертора заранее. Их нужно разогреть до 170 градусов.
4. Если нужно соединить детали толщиной более 7 мм, нужно прогреть их заранее до 150 градусов.
5. Для начала ручной сварки нержавейки инвертором, необходимо наложить прихватки. Вести шов нужно с наклоном, удерживая угол от 45 до 60 градусов. Движения выполнять или на себя, или в сторону.

После выполнения работ металл должен остыть при комнатной температуре.

Сварка тонкой нержавейки

Технология сваривания тонких листов нержавеющей стали отличается от классического метода работы с плавящимися электродами. Пошаговая инструкция:

Подготовить соединяемые поверхности. Очистить их от грязи, налёта, мусора.
Выложить флюс на обработанные листы.
Нагреть их до 250 градусов. Поверхность должна поменять цвет.
Электрод медленно подаётся на заготовки

Важно быстро выполнять работу, чтобы не проплавить тонкие листы.

После выполнения работ нужно быстро остудить заготовки, чтобы готовый шов не покрылся ржавчиной.

Сварка нержавеющей стали может выполняться как в домашних условиях, так и на производстве. Для этого применяются разные способы, оборудование, расходные материалы

Важно учитывать определённые особенности, правильно выбирать сварочный режим

Технология и правила работы

Правильный выбор метода сварки черного металла с нержавейкой помогает получить прочное долговечное соединение.

Подходящие режимы

Для соединения деталей из разнородных материалов чаще всего применяют следующие технологии:

• электродуговую сварку с плавкими электродами;
• работу в аргоновой среде с неплавкими вольфрамовыми стержнями и присадочной проволокой или без таковой.

Для получения качественного шва электродуговым способом применяют электроды для сварки нержавейки.

Аргонодуговой метод подразумевает использование проволоки из стали с легирующими добавками: никелем, хромом, марганцем. Шовный материал должен содержать больше нержавейки, рекомендуемая концентрация этого металла – 40-60%.

Электроды для сварки нержавейки и их классификация

От правильности выбора стержней зависит стабильность сварочной дуги, качество получаемого шва. Для работы с черметом и нержавейкой применяют переходные электроды следующих марок:

• ОЗЛ-25Б, используемые для сварки деталей из жаропрочных сталей;
• НИАТ-5, применяемые для работы с аустенитными материалами;
• ЦТ-28, предназначенные для сварки содержащих никель сплавов;
• Э50Ф, применяемые для работы с термостойкими металлами.

Оборудование

Варить нержавеющую сталь можно любым электрическим аппаратом. Подходят типы MIG, MMA, DC TIG, AC TIG. Однако в любом случае критическим моментом будет необходимость широко регулировать работу устройства. Важную роль играет возможность полноценно работать на более слабом, чем обычно, токе. В противном случае велик риск пережечь или даже прожечь материал.

Еще актуальны:

• пригодность для работы в прямой и обратной поляризации;
• опция перехода на переменный ток;
• возможность импульсных сварочных работ.

Лишь сравнительно немногие профессиональные сварочные аппараты обладают всем этим функционалом. О бытовом сегменте и говорить не приходится. Потому подобрать, действительно, подходящее устройство трудно.

В сварке нержавеющей стали по системе MMA используют «основные» либо «рутиловые» электроды. Их диаметр определяется толщиной соединяемого металла и его маркой. Отличным выбором окажется «Сварог PRO ARC». Альтернативами будут «ПАТОН ВДИ-200Р», «Сварог Tech ARC». Все подобные устройства могут:

• действовать при отрицательной температуре;
• варьировать ток от 30 до 180 А;
• взаимодействовать с электродами сечением до 4 мм;
• использовать функции горячего пуска, Arc Force, Anti-Stick.

Если говорить не про бытовую, а про профессиональную технику, то можно рекомендовать:

• Lincoln Electric;
• Kemppi Minarc;
• WM Pico 162.

Аргоновую сварку нержавейки в профессиональном и частично профессиональном режимах выполняют очень тщательно. Обычно для этой цели применяют устройства с функционалом SoftSwitch, которая уменьшает интенсивность тепловых потерь. А также полезны:

• подстройка баланса тока;
• пульсирующий режим;
• корректировка частот переменного тока.

Фундаментальную роль имеет опция MIX TIG. Такой параметр характерен для профессиональной и полупрофессиональной техники. Суть в том, что переменный ток сменяется постоянным и обратно. Первый ломает пленку оксидов, избавляя от перекала металла, а второй — отвечает за расплавление и сваривание.

Хорошими образцами такой техники являются:

• Aurora Ironman;
• Triton Alutig;
• Fubag Intig;
• Aurora Pro Inter;
• «Сварог PRO TIG».

Эти устройства из разных ценовых категорий. Однако качество работы у них примерно одинаково. Разница, если не считать мелких нюансов, касается времени беспрерывной работы и мощностных ограничений. Еще стоит учесть полуавтоматическую сварку нержавеющей стали электродами. Даже не слишком опытные специалисты могут взяться за такую работу и успешно довести ее до конца.

Однако в руках продвинутых исполнителей сварочные устройства MIG способны на истинные чудеса. Они справятся и с очень тонким листом, и с крупногабаритными конструкциями. Для работы с тонкими материалами полезна опция задания короткой дуги. Важны также режимы струйного переноса и импульсных включений. Часто применяется комбинация газа и монолитной проволоки из нержавеющего сплава.

Постепенно швы будут покрываться ржавым налетом. Рекомендуется выбирать устройства, которые рассчитаны на работу в аргоновой или аргоно-гелиевой атмосфере. Хорошим вариантом можно считать:

• «Сварог Easy Mig»;
• Brima;
• Kemppi Minarc Vig Evo 170;
• Lincoln Electric;
• Triton Mig 300;
• EWM Picomig;
• «Феб Норма».

Расшифровка аббревиатур

ММА (РДС)

MMA (Manual Metal Arc)-ручная дуговая сварка штучными (покрытыми) электродами с помощью инвертора или трансформатора. Техническая литература советских времен оперировала обозначением РДС.
Процесс сварки происходит за счет плавления металлического стержня – электрода, покрытого специальной обмазкой, которые имеют свою классификацию. Основное ее предназначение заключается в защите сварочной ванны от воздуха, предотвращая окисление металла. Расплавленный стержень образует сварочный шов, а использованное покрытие остается в виде шлака.

Сварка покрытым электродом

РДС возможна как на постоянном, так и на переменном токе. При постоянном токе возможны два варианта подключения зажима массы и держателя электрода, поэтому существует сварка на прямой и обратной полярности. Переменный ток такой особенностью не обладает – как подключать электрод в данном случае не имеет значения. Приведенный рейтинг надежности сварочных инверторов поможет подобрать аппарат, который прослужит долгие годы.

Поскольку метод ММА самый популярный ввиду его простоты и относительно недорого применяемого оборудования, с вопросом как научиться варить электросваркой самостоятельно стоит ознакомиться непременно.

TIG(WIG)  или РАДС

TIG (Tungsten Inert Gas) – технология дуговой сварки в среде инертного газа неплавящимся электродом. Вольфрам – (англ.Tungsten) очень тугоплавкий металл с температурой плавления около 3500 С, поэтому он является основой для производства подобного рода электродов. Иногда можно встретить иные вариации этого способа:

• WIG(Wolfram Inert Gas) – название образовано от немецкого написания;
• GTA (Gas Tungsten Arc) – в данной аббревиатуре опущено химическое взаимодействие защитного газа.

Т.к. электрод является неплавящимся, процесс аргонной сварки происходит по другому сценарию:

• электрическая дуга возбуждается между концом электрода и свариваемым металлом;
• заполнение сварочного шва происходит путем подачи в сварочную зону специального присадочного материала – прутка;
• сварочная ванна защищается газовым облаком.

Процесс сварки по методу TIG

Защитным инертным газом, т.е. газом, молекулы которого химически не взаимодействуют в процессе сварки с основным и присадочным материалом, в данном случае выступает аргон. Именно поэтому за ним закрепилось название “ручная аргонно-дуговая сварка” или РАДС.

Аргон может использоваться при сварке плавящимся электродов – MIG метод, речь о котором пойдет ниже.

В технических характеристиках сварочного оборудования помимо обозначения TIG всегда дополняется упоминанием рода сварочного тока DC (Direct Current) – постоянный ток или AC/DC (Alternating Current/Direct Current) – переменный/постоянный ток

В данном случае это очень важно. К примеру, сварка алюминия аргоном производится на переменном токе

MIG / MAG

MIG/MAG (Metal Inert/Active Gas) – метод дуговой сварки в защитной среде инертного/активного газа с помощью плавящегося электрода в виде стальной или иной проволоки в зависимости от типа соединяемого металла.

Схематичное изображение mig/mag-метода

Под МИГ или МАГ сваркой обычно подразумевают полуавтоматическую. Основной задачей данного способа была идея создания “бесконечного электрода”, чтобы тем самым добиться значительной производительности сварочных работ. Ведь при РДС методе приходится часто менять электрод по мере его расходования, что в некоторых случаях является крайне не удобным. Как и при ТИГ сварке здесь применяются защитные газы.

В роли инертного обычно выступает аргон и его смеси, который подходит, к примеру, для сварки алюминия и его сплавов полуавтоматом. Активным газом, т. е. взаимодействующим в процессе со свариваемым металлом, как правило является углекислый газ( углекислота). Вы можете услышать от сварщика словосочетание “сварка полуавтоматом в среде углекислого газа“, подразумевающий способ MAG(МАГ).

Данный способ наиболее распространен ввиду повышенной производительности по сравнению с MMA, и дающий лучший результат в качестве сварного шва.Определиться с выбором сварочного аппарата поможет рейтинг бытовых полуавтоматов на основе отзывов опытных сварщиков.

Надеемся, что данная статья поможет разобраться в классификации основных методов сварки, а также будет полезной при выборе оборудования и материалов с английскими аббревиатурами.

Итог: что нужно учитывать при сварке нержавейки и черного металла

Таким образом, отвечая на вопрос: можно ли приварить нержавейку к черному металлу, стоит отметить, что несмотря на сложность процесса, он вполне осуществим. Но требуется неукоснительно придерживаться основных правил:

• Верное определение всех примесей и типа металла;
• Грамотный подбор электродов;
• Выбор оптимального необходимого режима сварки, в зависимости от толщины заготовки и типа стали.
• Все сварочные работы проводятся только при подаче постоянного тока;
• Для получения качественного соединения, поверхности принято закреплять горизонтально;
• Необходимо учитывать разницу в температурах плавления и текучести металлов. Так, нержавейка обладает более скоростной плавкостью, нежели черные металлы;
• Разные показатели линейного расширения, меняющиеся в процессе остывания требуют пристального внимания. В противном случае изменившийся после охлаждения размер двух соединяемых частей, способен привести к порче соединения;
• Не допускать перегрева электрода.

Учитывая все перечисленные нюансы и подробно изучив свойства и состав обрабатываемых поверхностей, можно добиться надежного, высококачественного соединения, сохраняющего все основные положительные свойства сталей.

Основой работы в случае сваривания разнородных металлов, является установление четкой границы допустимости и оптимизации. Единственным, что можно добавить ко всему перечисленному выше – необходимость соблюдения мер безопасности и всех технологических критериев.