Сварка нержавейки с черным металлом

Достоинства и недостатки

Несомненные преимущества сварки нержавейки полуавтоматом:

Высокая производительность сочетана с качественным соединением;
незначительное выделение дыма, что сохраняет здоровье и окружающую среду;
небольшое разбрызгивание металла, вследствие автоматической подачи проволоки;
универсальность – можно сваривать различные по толщине заготовки, а также разнородные металлы.

Один существенный недостаток – громоздкий газовый баллон. Это дополнительные затраты на его приобретение и неудобное перемещение.

Распространение метода стало возможным с развитием технологий и автоматизации процессов. Применяется в основном в промышленности для крупномасштабного производства. Работа со сварочным полуавтоматом, хотя требует определенных знаний и умений, все же остается одним из популярных видов обработки металлов. Подробнее о том как работать сварочным полуавтоматом можете в нашей статье.

Особенности сварки

Варить нержавеющую сталь возможно несколькими способами, но в каждом из них необходимо учитывать специфические особенности материала. Работа с легированной сталью отличается от низкоуглеродистой тем, что свариваемый металл позволяет формировать ровные швы, требующие минимальной обработки. Благодаря шлифовке и полировке можно получить идеальный вид поверхности, которую не нужно красить.

Но в том, как сваривать нержавейку, есть и свои трудности. Они заключаются в следующем:

Линейное расширение металла проявляется сильнее, чем у других видом стали. Из-за этого изделие значительно удлиняется во время нагрева от сварки, а по окончании процесса возвращается в первоначальную форму. Это создает два распространенных дефекта при сварке нержавейки. Во-первых, изделие сильно деформируется (образовываются волны, дугообразные прогибы), что портит внешний вид и требует правки геометрических форм. Во-вторых, происходит растяжение сварочного шва, который может не выдержать такого микродвижения и дать трещины. Правильная сварка нержавеющей стали подразумевает ведение дуги на меньших токах, чтобы минимизировать прогрев изделия, и подбор качественных присадочных материалов. В изделиях, которые толще 7 мм, применяется предварительный подогрев всей поверхности током.
В расплавленном состоянии нержавейка быстро взаимодействует с кислородом, находящимся в окружающем воздухе. Если вести сварку без защитного облака, то металл будет сильно пениться и шов не получится. Слабая защита сварочной ванны позволяет выполнить работу, но дает много пор. Поэтому заварить легированную сталь качественно можно только в хорошей защитной среде. Это обеспечивает специальная обмазка электродов или инертные газы.
Хорошая теплопроводность и низкая температура плавления материала создают еще одну трудность для сварки нержавеющей стали — выгорание легирующих элементов. Так, после нескольких месяцев, на свариваемом материале можно обнаружить следы коррозии. Чтобы предупредить этот дефект, необходимо выполнять шов немного быстрее, чем на низкоуглеродистой стали. Правильно установленная сила тока тоже играет важную роль.

Зная о вышеописанных свойствах металла можно выбирать верные режимы сварки и правильные расходные материалы, что позволит получить качественный результат.

https://www.youtube.com/watch?v=csMl0-rX8N0

Как проконтролировать качество соединения

Проверку полученного шва проводят после полного его остывания. В первую очередь производят визуальный осмотр поверхности на наличие трещин или прожига деталей. Если требуется герметичность соединения, то проверку продолжают с применением керосина или аммиака. С помощью керосина проверяются микротрещины, которые могли возникнуть в процессе сваривания. Для этого с одной стороны проверяемого шва наносят меловой раствор, а с другой стороны — керосин, подкрашенный красителем. Если меловой раствор изменил цвет – герметичность шва отсутствует. В том месте, где произошло окрашивание и отсутствует герметичность. Эффект окрашивания основан на капиллярном проникновении керосина по микротрещинам. Именно керосин также выбран неслучайно, эта жидкость имеет очень большую текучесть. Проверка аммиаком не отличается от проверки с помощью керосина, только в этом случае меловой раствор заменяют специальными индикаторами, меняющими цвет.

Качество соединения шва

Ответственные замкнутые конструкции можно также проверить и на герметичность, и на прочность одновременно. Для этого используется искусственно создаваемое гидравлическое давление.

Проверка качества шва позволит быть уверенным, что удалось качественно сварить детали.

Особенности сварки разнородных сталей

Черный металл и нержавейка обладают разными химическими составами, физическими свойствами. Процесс сварки деталей из разнородных материалов сопряжен со следующими трудностями:

Сварной шов является самым слабым местом металлоконструкции. Это объясняется разницей в коэффициентах линейного расширения. После затвердевания расплава сохраняется внутреннее напряжение, снижающее устойчивость соединения к нагрузкам.
Стык проплавляется неравномерно, что связано с разницей в показателях теплопроводности. Это отрицательно отражается на прочности сварного шва.
Атомы углерода мигрируют, ухудшая антикоррозионные свойства металла. Шов быстро покрывается ржавчиной и разрушается.

Способы сварки

Одним из самых простых способов соединить два эти материала является сварка нержавейки и черного металла электродом при помощи электрической сварки. Это происходит достаточно быстро и требует минимум дополнительных процедур, но здесь же возникают проблемы с качеством. Дело в том, что из-за высокой температуры сталь будет растекаться и вести себя, как вода, тогда как черный металл будет оставаться вязким. В этой же ситуации отпадают варианты сделать потолочный или вертикальный шов, так как все попросту стечет вниз. Здесь используются электроды из нержавейки с соответствующим покрытием.

Сварочный аппарат для сварки нержавейки

Вторым способом является газовая сварка, где в качестве присадки также выступает нержавеющая проволока. Текучесть материала здесь снижается, примерно, в три раза, так что этот способ более предпочтителен. В данном случае нужно дополнительно использовать флюс, который бы позволил лучше расплавить черный металл для взаимодействия. Но данный способ сложнее за счет длительной подготовки и техники безопасности использования газовых баллонов.

Сварка нержавейки и черного металла аргоном может считаться самой качественной и надежной. Здесь не используется покрытие проволоки, так как аргон выступает в роли защиты от внешнего воздействия. В то же время это сложный и дорогостоящий процесс, который не всегда рационально использовать для таких целей.

Сварка нержавейки и металла аргоном

Выбор способа

Если вам требуется сделать что-то для домашних условий или же просто проверить, можно ли сварить черный металл с нержавейкой, то лучше использовать обыкновенную электродуговую сварку с нержавеющими электродами. Как правило, ее качества оказывается вполне достаточно для тех целей, для которых все будет использоваться. Если же детали будут подвергаться сильным нагрузкам или находятся в неудобном положении, то лучше использовать газовую сварку, так как она упростит процедуру образования шва и уменьшит, тем самым, количество ошибок. Сварка нержавейки с углеродистой сталью при помощи аргона используется редко и только для самых ответственных случаев, когда это просто необходимо.

Выбор инструмента

Чтобы точно подобрать инструмент, следует точно знать конкретный состав обоих материалов. Это не всегда удается сделать, поэтому, зачастую приходится ориентироваться примерно. Для такого процесса используются следующие типы электродов:

НИАТ-5 – отлично подходит для сварки аустенитних металлов;
Э50Ф – используется для сваривания теплоустойчивых материалов;
ЦТ-28 – применяется для сплавов, в которых имеется никель;
ОЗЛ-25Б – для жаропрочных сталей.

Режимы

Толщина материалов, мм	Род используемого тока	Напряжение, В	Сила тока, А	Диаметр электрода, мм
1	постоянный	30-60	2
2	переменный	50-80	3
4	постоянный	90-130	4

Технология

Перед тем как варить нержавейку, нужно провести подготовительные процедуры. Здесь нужно тщательно очистить поверхность на обоих деталях. Это производится механическим путем с помощью щетки, наждачной бумаги и в конце нужно протереть ветошью, чтобы не оставалось пыли и мусора. Когда все оборудование будет готово, следует нанести флюс на то место, где будет проходить соединение.

Здесь очень важно поставить все в максимально удобное горизонтальное положение, чтобы материал растекался равномерно. Сварка нержавейки и черного металла инвертором требует точных движений, так как нержавеющая сталь будет плавиться быстрее и нужно как можно больше захватить сторону черного металла

Сварка нержавеющей стали инвертором

Это же происходит и при газовой сварке, только все процессы происходят несколько медленнее. Шов должен получиться максимально глубоким и широким, чтобы увеличить однородность материала в месте его прохождения. После завершения работы металлу нужно дать медленно остыть.

Контроль качества

Качество полученного соединения можно проверить при помощи следующих методов контроля:

Керосином — что основано на капиллярном проникновении этой жидкости;
Аммиаком – что использует принцип окраски индикаторов при его воздействии;
Гидравлическим давлением – что может стать одновременно и проверкой прочности.

Меры безопасности

Когда происходит сварка нержавейки и черного металла полуавтоматом, то нужно соблюдать правила электробезопасности. Также следует защищаться от возможного разбрызгивания стали, что может привести к тяжелым ожогам.

Это интересно: Сварка нержавейки — холодная, контактная, tig, mma, mig mag

Особенности сварки нержавеющей стали к обычному металлу

Сваривание нержавеющей и черной стали всегда сопряжено с нюансами. При выполнении данной работы для качественного шва необходимо применять всегда нержавеющую присадку, которая в обязательном порядке должна содержать намного больше марганца и никеля, в некоторых случаях и хрома, чем в самой свариваемой нержавейке.
Одним из самых важных моментов – это наличие минимального количества в шве основного металла. Шов должен состоять из присадки – максимально допустимое количество основного металла 40%, то есть по 20% от каждого

При полуавтоматической сварке реально добиться 20-30% смешения (доля в шве основного металла).
Примерно так же необходимо поступать и при подборе штучного электрода, но в каждом отдельном случае важно точно знать химическое содержание обеих сталей, по которому следует подбирать присадку.

Разнородные металлы и сплавы характеризуются неодинаковой свариваемостью, отличием физико-механических показателей и процессов легирования. К такой группе чаще всего относят сплавы с никелевым и железоникелевым составом. Их можно разделить на четыре категории:

высоколегированные;
легированные с повышенными и высокими показателями по прочности;
низколегированные и углеродистые;
теплоустойчивые.

Конечно же, применяемые для сваривания разнородных сталей электроды отличаются от электродов, которые используются для сваривания однородных металлов. Главной проблемой, с которой приходится сталкиваться сварщикам при сваривании разнородных сталей, заключается в том, что в сварном шве образуются трещины, и его структура приобретает неоднородность. Для получения шва с аустенитной структурой, при сваривании разнородных металлов часто применяются электроды, которые предназначаются для сваривания высоколегированных сталей и легированных сплавов с повышенными и высокими показателями по прочности.

Видео, можно ли варить нержавейку обычным электродом

Иногда, как показывает практика, допустимо варить нержавку ржавеющим электродом. Подробности здесь.

Марки электродов применяемые для сваривания обычного металла с другими сталями (для разнородных сталей, подробнее здесь) :

с теплоустойчивыми сталями применяются электроды типа Э50А-Э85;
с аустенитными высоколегированными сталями применяются электроды ЭА-395/9, а также НИАТ-5;
с жаропрочными высоколегированными сталями применяются электроды ОЗЛ-25Б;
для сплавов с никелевой основой применяются электроды ОЗЛ-25Б и ЦТ-28.

Как приварить нержавейку к черному металлу: способы и порядок действий

Существуют три способа, чем приварить нержавейку к черному металлу:

Единичными электродами с никелевым покрытием в системе мма.
Электродами из вольфрама. В этом случае необходима регулярная подточка наконечника стержня.
В аргоновой среде, где газ выполняет защитную функцию. Применение газа делает соединение более надежным, помогает избежать окисления, и, как следствие, хрупкости шва. Однако данный метод подразумевает использование специализированного сварочного аппарата, способного выполнять операции в подобном режиме.

Вне зависимости от типа проводящихся сварочных работ для получения наилучшего результата стержень располагается строго перпендикулярно относительно поверхности и все движения производятся максимально плавно.

Перед сваркой нержавейки с черным металлом необходимо сделать следующее:

Приготовить расходные материалы, произведенные на основе из никеля;
Электроды должны быть прокалены. Самая подходящая температура должна быть в диапазоне от 200 до 205 градусов в течение 60 минут;
Постоянный ток должен быть подключен;
Поверхность нержавеющей стали и черного металла должна быть очищена от пыли, пятен, грязи, ржавчины.

Как варить электродом

Для соединения заготовок из нержавеющей стали и черного металла в бытовых условиях используют инверторы. Аппараты питают от сети 220 В, компактные размеры позволяют легко перемещать их. Процесс сварки ведут так:

Очищают обрабатываемые поверхности от ржавчины, жира, пыли. Зачищают металл до блеска.
Кромки толстых заготовок разделывают болгаркой или напильником. Это обеспечивает высокую степень проплавления, заполнение сварочной ванны.
Тонкостенные детали сопоставляют, приваривают их в нескольких местах. Изделия толщиной более 5 мм прогревают до 150 °С. В бытовых условиях для этого используют паяльную лампу.
Возбуждают электрическую дугу. Для этого подводят электрод к поверхности, несколько раз касаются ее. Сварку ведут с короткой дугой.
Завершают сварку, формируя замок, исключающий появление трещин и прожогов.
Дожидаются естественного остывания шва. Принудительные методы применять нельзя.
Очищают соединение от шлака, используя молоток. Полируют и шлифуют шов.

Рекомендуем к прочтению Как варить нержавейку полуавтоматом

Полуавтоматический автомат

При использовании такой технологии соединяемые элементы требуют подготовки. Перед сваркой выполняют следующие действия:

примыкающие к будущему шву участки зачищают железной щеткой до металлического блеска;
с кромок толстых заготовок снимают фаски;
обезжиривают поверхности ацетоном, спиртом или бензином;
просушивают кромки, прогревая их горелкой;
для устранения внутреннего напряжения детали нагревают до 200 °С.

Для ведения сварки в домашних условиях достаточно полуавтоматического аппарата мощностью до 10 кВт. Такие приборы предназначены для соединения заготовок толщиной до 3 мм. При настройке агрегата выставляют напряжение в 19-25 В. Рекомендованная скорость подачи расходного материала – 300-400 м/ч. Силу тока подбирают в зависимости от толщины металла. Увеличением или уменьшением этого параметра регулируют степень провара, длину электрической дуги, форму шва.

При работе соблюдают следующие правила:

Процесс ведут с током обратной полярности.
Горелку устанавливают под наклоном, обеспечивающим нужную глубину проплавления и ширину сварочной ванны. Проволока должна выступать не более, чем на 12 мм.
Расход газа должен составлять 6-12 м³/час. Для устранения лишней влаги вещество пропускают через осушитель.
Электрод перед применением прокаливают при +200 °С.
Для защиты прилегающих участков от брызг расплава их обрабатывают водным раствором мела.
Сварку начинают, отступая 5 мм от кромок деталей. Это препятствует появлению холодных трещин.
Электрод ведут вдоль соединения плавно. Совершение поперечных движений недопустимо. Расплав не должен покидать пределы защитной среды.

В газовой среде

Процесс ведется с использованием неплавких электродов из вольфрама. Из-за высокой стоимости работ метод редко применяется в домашних мастерских. Однако он помогает получить наиболее качественное, в сравнении с другими технологиями, сварное соединение. Аргонный метод применяют для устранения повреждений в газо- и водопроводах. Сварка черного металла с нержавейкой ведется с постоянным током.

Газ начинают подавать за 5-10 секунд до появления электрической дуги. Попадание воздуха в сварочную ванну приводит к окислению, ухудшению антикоррозионных свойств стали. При работе недопустимы зигзагообразные движения электрода. Они способны нарушать газовое пространство.

Сварка нержавейки с черным металлом — технология сварочных работ

Сварка нержавейки с черным металлом — технология работ

Сварить нержавейку с черным металлом может далеко не каждый сварщик. Связано это, прежде всего, с разнородным составом нержавейки и черного металла, и особой технологией сварки электродом.

И хотя нержавеющая сталь практически наполовину состоит из черного металла, в ней присутствуют и цветные металлы, которые требуют особого подхода при сваривании. Тем не менее, сварку нержавейки с черным металлом осуществить можно, нужно только придерживаться правильной технологии.

Что потребуется для сварки нержавейки и черного металла

Если есть необходимость сварить нержавеющую сталь и черный металл в домашних условиях, то, для этих целей, необходимо будет использовать:

Сварочный инвертор постоянного тока;
Электроды (о том, какими электродами варить нержавейку и черный металл, будет рассказано ниже, в этой статье сайта про сварку mmasvarka.ru);
Проволоку из нержавеющей стали (она будет использоваться в качестве присадочного материала).

Отдельного внимания заслуживают электроды для сварки нержавейки и черного металла.

Какими электродами варить нержавеющую сталь

Для сварки нержавеющей стали с черным металлом нужны электроды, которые применяются для сварки жаропрочных сталей и сплавов на основе никеля.

Данным нормам и требованиям отвечают следующие марки электродов:

Электроды ОЗЛ-25Б — используются в тех случаях, когда нужно варить жаростойкие стали;
Электроды НИАТ-5 — самые популярные электроды для сварки аустенитных сталей;
Электроды ЦТ-28 — применяются для сварки разнообразных сплавов, в том числе и на основе никеля.

Сварка нержавейки с черным металлом

Технология сварки нержавейки с черным металлом должна соблюдаться согласно следующих требований:

Нержавеющей стали присущ большой коэффициент расширения, поэтому нужно выдерживать достаточные зазоры между свариваемыми заготовками;
При сварке нержавеющей стали и черного металла, заготовки нужно быстро охлаждать. Это позволит не потерять их коррозийную устойчивость;
Для сварки лучше будет использовать короткие электроды, не более 35 см. Таким образом, можно не допустить чрезмерно большого перегрева металла;
Рекомендуется понижать сварочный ток, не менее чем на 20%, учитывая низкую теплопроводность нержавеющей стали.

Кстати о силе тока, поскольку данный показатель весьма важен при сварке нержавейки и черного металла. Во многом здесь все зависит от толщины материалов и используемых электродов для сваривания.

Так, при сварке нержавейки и металла, рекомендуется придерживаться следующих параметров в настройках инвертора:

Тонкую нержавейки, толщиной до 1 мм, варят электродами не более 2 мм в диаметре, выставляя при этом силу тока на сварочном инверторе в 60 Ампер;
Металл от 2 до 3 мм, рекомендуется варить электродами 3,0 мм, а силу тока на инверторе выставлять в районе 80 А;
Толстые заготовки, толщина которых 4 и более миллиметров, варят электродом 4 мм, а сила тока на инверторе колеблется от 100 до 130 А, в зависимости от пространственного положения сварки.

Следует обязательно учитывать силу тока при сварке нержавейки с черным металлом, поскольку если она будет слишком большой, то это приведёт к образованию прожога сварного шва.

Технология выполнения сварочных работ

Сам процесс сварки нержавейки и черного металла выглядит таким образом:

Для сварки можно использовать электроды с никелевым покрытием и электроды, стержень которых будет выполнен из высоколегированной стали. Данными электродами сначала наплавляются кромки черного металла, после чего создаётся сварочный шов с использование плакированной стали. Получить качественное соединение возможно с использованием никелевых электродов;
Перед началом сварочных работ, рекомендуется прокалить электроды в духовом шкафу, при температуре не менее 200 градусов. Время прокалки электродов — 1 час;
Для сварки нержавейки с черным металлом применим только постоянный ток;
Как и требуется, перед тем, как варить нержавеющую сталь и черный металл, их поверхность обязательно нужно отчистить от ржавчины, грязи и налёта.
При сварке, рекомендуется, как можно больше захватывать черного металла, что даст возможность получения качественного и надёжного сварочного шва.

Осуществить проверку сварочного шва можно посредством керосина. Достаточно будет нанести керосин кисточкой с одной стороны сварного соединения, подождать некоторое время, после чего перевернуть деталь. Если с другой её стороны проступил керосин, то это будет означать только одно — сварочный шов низкого качества.

Особенности сварки

В большинстве случаев соединения разнородных сплавов ММА сварка выполняется на пониженных токах, при этом – с увеличенной скоростью. Это необходимо для того, чтобы ширина переходного интерметаллического шва была минимальной. Таким образом предотвращается появление трещин, которые могут образоваться у линии сплавления в металле шва.

При сварке перлитных (углеродистых) и аустенитных (высоколегированных) сталей используются стержни из более тугоплавких аустенитных сталей

Это необходимо для того, чтобы обеспечить наплавленному металлу необходимую аустенитную структуру, что важно для конструкций из теплостойких, жаростойких и жаропрочных сталей. Одна из технологий такой сварки:

наплавление тонкого слоя аустенитной стали на деталь из углеродистой стали;
подогрев кромок;
сварка деталей в режиме, используемом для аустенитных сталей.

При соединении углеродистых и хромистых сталей, напротив, используются электроды из сталей перлитного класса. В этом случае в зоне переходных участков со стороны хромистой стали обеспечивается необходимая высокая пластичность и ударная вязкость.

Как правило, сварка выполняется постоянным током обратной полярности. Инверторный аппарат позволяет максимально точно задать все сварочные параметры для получения металла шва необходимых характеристик.

Сварка разнородных сталей

Соединение материалов с различным химическим строением подразумевает предварительный учет их свойств. Таковыми являются:

разная теплопроводность коррозионно-стойких и черных сталей, что сказывается на неудовлетворительном расплавлении одной из сочленяемых деталей;
коэффициенты теплового расширения разнятся размерностью обратной температуры, вследствие чего в соединенных участках остаются напряжения, влияющие на прочность шва;
различные механические характеристики;
степень легирования;
миграция углерода из хромосодержащей стали приводит к образованию трещин, подверженности коррозийным процессам.

Специалисты не могут дать конкретных сведений для сварки материалов различных химических составов, в связи с большим их разнообразием. Рекомендуется придерживаться нескольких общих правил термической обработки черных и легированных металлов.

Условия проведения операции следующие:

использовать технологию сварки высокопрочных сталей;
работы проводятся квалифицированным сварщиком.

Однако в любом случае нужно знать химическую структуру обоих обрабатываемых элементов для подбора необходимых расходных материалов.

Способы сварки

Одним из самых простых способов соединить два эти материала является сварка нержавейки и черного металла электродом при помощи электрической сварки. Это происходит достаточно быстро и требует минимум дополнительных процедур, но здесь же возникают проблемы с качеством. Дело в том, что из-за высокой температуры сталь будет растекаться и вести себя, как вода, тогда как черный металл будет оставаться вязким. В этой же ситуации отпадают варианты сделать потолочный или вертикальный шов, так как все попросту стечет вниз. Здесь используются электроды из нержавейки с соответствующим покрытием.

Сварочный аппарат для сварки нержавейки

Вторым способом является газовая сварка, где в качестве присадки также выступает нержавеющая проволока. Текучесть материала здесь снижается, примерно, в три раза, так что этот способ более предпочтителен. В данном случае нужно дополнительно использовать флюс, который бы позволил лучше расплавить черный металл для взаимодействия. Но данный способ сложнее за счет длительной подготовки и техники безопасности использования газовых баллонов.

Сварка нержавейки и черного металла аргоном может считаться самой качественной и надежной. Здесь не используется покрытие проволоки, так как аргон выступает в роли защиты от внешнего воздействия. В то же время это сложный и дорогостоящий процесс, который не всегда рационально использовать для таких целей.

Сварка нержавейки и металла аргоном