Зварювання нержавіючої сталі – технологія і особливості

Зварювання нержавіючої сталі (нержавійки)

Зварювання нержавійки має свої відмінні риси. З нашої статті ви за кілька хвилин дізнаєтеся багато корисної інформації про цей процес. В одному місці ми зібрали основні дані про методи зварювання і важливих нюансах при проведенні робіт. Читайте і застосовуйте отримані знання на практиці. «Довідник зварника» завжди із задоволенням ділиться з вами секретами і радий допомогти слушною порадою.

Нержавіюча сталь – що це за матеріал

У всі часи, головним ворогом виробів із заліза була іржа. Вона здатна перетворити в купу непотрібного металобрухту найміцніші споруди. Через окислення на відкритому повітрі приходять в непридатність точні інструменти і руйнуються величезні конструкції.

Але трохи більше століття тому, людям вдалося знайти відмінний засіб від іржі. У 1913 році англійський дослідник Гаррі Брайрлі створив першу в світі (по офіційно визнаною версії) нержавіючу сталь. Вона містила в своєму складі 12,8% хрому і 0,24% вуглецю. Хоча перші досліди зі сплавами заліза і хрому почали проводити ще в 1820 році.

Нержавійка володіє яскраво вираженими антикорозійними властивостями. Ці характеристики нержавейка набуває при додаванні в її розплав певних металів. Найчастіше для таких цілей використовують хром, нікель, марганець і молібден.

Існує 3 основних групи нержавіючої сталі за хімічним складом:

1. Хромисті (мають підвищену міцність) Це – найдешевші види нержавіючої сталі. Вони гірше піддаються обробці через низьку пластичності.
2. Хромонікелеві (відрізняються більшою пластичністю). Найбільш затребувана і широка група нержавійки. Додавання нікелю стабілізує структуру сплаву і надає стали слабкі магнітні властивості.
3. Хромомарганцевонікелевие. Додавання марганцю в сплав збільшує міцність, зберігаючи пластичність стали.

 

Кожна з цих груп містить в собі десятки і навіть сотні марок нержавіючих сталей, які можуть значно відрізнятися за своїми властивостями. Наприклад, хромисті стали з мінімально допустимим (12-14%) вмістом хрому масово використовуються при виготовленні клапанів в агрегатах і виробництві звичайної кухонного начиння. У той же час хромисті сталі з вмістом хрому 25-33% мають чудову жароміцністю. Тому вони застосовуються в металургії при створенні обладнання для виплавки металу.

Крім того, нержавіючі сталі розрізняють по фізичній структурі. Серед безлічі видів, найбільш відомі ферритні, аустенітні та мартенситні стали.

Де використовуються різні види нержавіючої сталі

Сфера застосування нержавіючої сталі зачіпає буквально всі сторони життя людини. Найбільш популярні хромонікелеєві аутенсітние стали масово йдуть на виготовлення кріпильних деталей (болтів і гайок). З цих сплавів часто роблять монети, наприклад, українські 1,2 і 5 копійок. Аутенсіти досить легко піддаються термічній обробці, в тому числі і зварюванні.

Феритні сплави знайшли широке застосування в хімічній промисловості. Висока стійкість до впливу багатьох видів кислот і великої температури дозволяє використовувати такі види стали для виготовлення величезних резервуарів на хімічних підприємствах. Але зварювати вироби з феритної сталі набагато складніше. Значна стійкість до високих температур робить ці сплави незручними для зварювання найбільш поширеними методами (MMA, MIG / MAG, TIG). Але в домашніх умовах ферити зустрічаються дуже рідко.

Мартенситні стали набули широкого поширення у виробництві інструментів. Саме з мартенситних марок сталі виготовляють кухонні ножі. Як і аутенсітние аналоги, їх зварювати можна без особливих проблем.

Якими методами зварюють нержавійку

Зварювання нержавіючої сталі може проводитися різними способами. Але найбільш часто для зварювання нержавійки використовують три методи:

1. MMA – дугове ручне зварювання штучним електродом. Цей метод найбільш поширений в домашніх умовах, тому що інвертори для РДС за ціною доступні кожному зварнику. Відрізняється низькою якістю, тому в промислових масштабах практично не використовується.
2. MIG / MAG – напівавтоматичне зварювання в газовому захисному середовищі, для цього відмінно підійдуть зварювальні напівавтомати . Найбільш ефективний спосіб: швидкий, який утворює рівний шов. Краще підходить для більш товстих деталей.
3. TIG – аргонодугове зварювання нержавійки найчастіше використовують інвертори для аргонодугового зварювання . Переважніший при зварюванні тонких заготовок. Рекомендується при зварюванні труб високого тиску ..

Крім того, зварювання нержавіючої сталі може проводитися і менш поширеними способами. До них відносяться:

1. Точкове і роликовий зварювання.
2. Плазмове зварювання.
3. Лазерне зварювання.

Але, використання цих технологій обмежується високою вартістю і складністю процесу. Тому їх застосовують виключно при необхідності зварювання деталей, що вимагає високої точності або при обробці важкозварювальних матеріалів.

Як зварювати нержавійку щоб уникнути появи дефектів на шві

Зварювання нержавійки має свої нюанси, які визначаються властивостями цього матеріалу:

1. Присутність у складі стали хрому. Цей метал під впливом високої температури реагує з вуглецем, утворюючи карбід хрому, тим самим знижується міцність зварного з’єднання. Тому місце зварювання швидко охолоджують (іноді навіть звичайною водою).
2. Знижена теплопровідність. У зв’язку з чим, силу струму зварювання необхідно знизити на 15-20% в порівнянні з процесом обробки звичайної сталі.
3. Підвищений коефіцієнт розширення металу. Тому необхідно постійно стежити за величиною зазору між зварюються деталями.
4. Велике електричний опір. З цієї причини електроди з хромонікелеві стрижнями мають обмежену (до 350 мм) довжину.

Ці чотири основні особливості зварювання нержавійки необхідно завжди враховувати, приступаючи до роботи. Тільки виконуючи зазначені вище умови, можна домогтися якісних результатів. В іншому випадку – утворення дефектів вам гарантовано.

Якими повинні бути якісне обладнання та матеріали для зварювання нержавіючої сталі

Вибір обладнання для зварювання нержавійки потрібно робити, орієнтуючись на особливості цього матеріалу.

Найкраще використовувати електроди для зварювання, виготовлені з тієї ж марки нержавіючої сталі, що і зварюються вироби. Тоді процес розплавлення металу відбувається рівномірно, забезпечуючи якісний результат.

При зварюванні дротом також необхідно підбирати його, виходячи з матеріалу, заготовок які зварюються. Головна складність полягає в тому, що визначити «на око» конкретну марку нержавіючої сталі неможливо. Для цього потрібно провести складний спектральний аналіз у спеціалізованій лабораторії. Якщо ви зіткнулися з такою проблемою, найкраще пошукати інформацію на сайті виробника нержавійки.

Підготовка виробів перед зварюванням – що і як треба робити

Підготовка виробів з нержавіючої сталі перед зварюванням виконується в наступному порядку:

1. Очищається поверхню виробу від бруду. Для цього зазвичай використовують сталеву щітку.
2. Проводиться обробка розчинником (уайт-спіритом, спеціальною рідиною або ацетоном). Відсутність жиру на поверхні деталі збільшує стійкість дуги.
3. Зварювана поверхня обробляється засобом від налипання бризок. В результаті після зварювання необхідність механічної обробки поверхні просто відпадає.

Єдина істотна відмінність підготовки виробів з нержавіючої сталі полягає в необхідності наявності зазору між кромками деталей. Він забезпечує вільну усадку.

Як обробляють вироби з нержавійки після зварювання

Нержавіюча сталь після зварювання підлягає обов’язковій додаткової обробці. Ігнорування цього правила може дуже швидко привести до негативних наслідків: появі корозії і зменшення міцності виробу.

Попередня обробка після зварювання може виконуватися такими методами:

1. Механічна зачистка зварного шва. Ця операція, головним чином, призначена для поліпшення зовнішнього вигляду виробу. Проводиться жорсткими сталевими щітками.
2. Піскоструйна обробка. Має таку ж мету. Після її проведення шов виглядає ще гарніше.
3. Шліфування. Дозволяє домогтися ідеально рівній поверхні шва.

Але всі ці способи попередньої обробки впливають лише на зовнішній вигляд виробу. Щоб якісно захистити місце зварювання від руйнування, потрібні більш дієві методи – пассивация і травлення.

Травлення – це обробка місця зварювання хімічно активними речовинами (кислотами або спеціальними рідинами). Кислоти роз’їдають окалину, яка може викликати появу іржі.

Пассивация – це нанесення на місце зварювання спецзасоби, під дією якого на поверхні металу утворюється захисна плівка з оксиду хрому.

Тільки після проведення хімічної обробки місце зварювання здатне надійно протистояти корозії.

Особливості зварювання нержавійки з іншими матеріалами

Головна небезпека, яка є при зварюванні нержавіючої сталі з іншими матеріалами, таїться в їх змішуванні. В результаті, властивості різнорідного зварного шва можуть різко погіршитися. Шов стає твердим і крихким, в ньому утворюються тріщини.

Щоб уникнути такого розвитку подій, необхідно:

1. Використовувати в якості присадки високолеговані або створені на основі нікелю сплави.
2. Обов’язково прожарювати електроди перед зварюванням і ретельно очищати поверхні виробів.
3. Чи не підігрівати місце зварювання перед початком робіт.
4. Застосовувати електроди, призначені для зварювання високолегованої сталі.

У зварному шві бажано домогтися якомога меншої наявності основного металу (розплавленим при зварюванні частинкам вихідних виробів). Його складова не повинна перевищувати 40% від загальної маси. Решта – електроди або присадний дріт, в залежності від типу зварювання.

Висновки

Зварювання нержавіючої сталі хоч і представляє собою досить складний процес, але може здійснюватися якісно навіть в домашніх умовах.

Для позитивного результату необхідно:

1. Правильно враховувати особливості зварювання нержавійки.
2. Вибрати найбільш відповідний (доступний) метод зварювання.
3. Ретельно обробити місце зварювання до початку і після закінчення робіт.
4. Використовувати якісне зварювальне обладнання та витратні матеріали.

Всі ці пункти легко реалізуються при наявності бажання. А фахівці магазину Тіберіс завжди готові запропонувати свою допомогу по вибору найбільш підходящого зварювального устаткування. Звертайтеся – з нами зварювальні роботи проводити набагато легше і ефективніше.