Содержание

Сварка нержавейки полуавтоматом в среде углекислого газа

Сварка полуавтоматом нержавейки в среде углекислого газа: основные особенности технологического процесса

Нержавеющая сталь из-за содержащихся в ней химических элементов (например, хрома) слабо подвержена коррозийному воздействию окружающей среды. Однако такие свойства данного металла требуют тщательного подхода к процессу его сварки, что выражается в тонкостях подбора присадочных материалов, с помощью которых производится сварочный процесс.

Сварка нержавейки в среде углекислого газа: основные нюансы подбора проволоки

Если говорить о выборе проволоки, с помощью которой будет производиться сварка, следует обратить внимание на ее химический состав. Так, чтобы шов получился максимально прочным, с химической точки зрения проволока должна быть идентична составу самой нержавеющей стали, которая будет сварена с ее помощью. В связи с этим выделяются два вида проволоки, которую можно использовать:

порошковая проволока, прошедшая процесс легирования хромом;
проволока, в которой повышено содержание никеля.

Если же использовать проволоку, в которой отсутствуют указанные легирующие материалы, то высок риск скорого образования коррозии на выполненном сварном шве, что негативным образом скажется на итоговых свойствах прочности такого соединения.

Необходимое оборудование

Использование защитных газов является необходимым условием для получения максимально качественных сварных соединений с минимальным количеством пор в сварном шве, а также с минимальным количеством образуемого шлака.

Необходимость использования защитного газа накладывает определенные особенности на перечень оборудования, которое должно быть использовано в сварочном процессе. Все такое оборудование делится на две большие группы:

Оборудование, используемое для собственно осуществления сварочного процесса.
Оборудование для соблюдения техники безопасности при выполнении сварочных работ.

В первую группу входят:

источник сварочного тока в виде полуавтоматического сварочного аппарата;
газовый баллон или резервуар иного типа, из которого в процессе сварки подается используемый в данной технологии защитный газ;
сварочные кабели для подачи тока на свариваемые детали;
шланги для подачи защитного газа;
газовая горелка;
машинка для подачи сварочной проволоки.

В большинстве современных сварочных аппаратов, позволяющие реализовать принцип сварки с использованием защитного газа, сварочная горелка и «держак», через который подается сварочная проволока, объединены в одно устройство, что позволяет сократить объем попадающего в сварочную зону воздуха (это минимизирует количество образуемого шлака и сокращает риск возникновения микротрещин при остывании металла), а также уменьшить количество кабелей и шлангов (кабель для подачи тока и шланг для защитного газа находятся в одной оплетке, что делает их использование более удобным для сварщика).

На машинке для подачи проволоки у сварщика есть возможность установить индивидуальную для него скорость подачи проволоки с целью минимизации разбрызгивания металла в процессе сварки.

Примерная стоимость сварочных полуавтоматов с механизмом подачи проволоки

Во вторую группу входят:

защитный костюм. Главное требование, которое предъявляется к нему – сокращение риска получения ожогов сварщиком от летящих капель расплавленного металла, а также воспламенения одежды вследствие попадания таковых на ткань (достигается за счет специальной огнезащитной пропитки ткани);
маска. Ее использование необходимо для защиты лица и, в первую очередь, глаз сварщика от воздействия экстремально высоких температур, в результате которых может наступить ожог кожных покровов и глаз работника;
защитные перчатки (краги). Они должны отвечать двум главным требованиям – исключение ожогов кожных покровов от воздействия экстремально высоких температур от разогретого металла в виде микрокапель, а также защита от возможного поражения электрическим током в результате касания свариваемых деталей или ввиду вероятной неисправности сварочного оборудования.

Выбор газа

Полуавтоматическая сварка без использования защитного газа возможна только в том случае, если речь идет об использовании присадочной порошковой проволоки. В этом случае защита шва создается из порошка, которым покрыта проволока, что исключает попадание воздуха в сварочный шов.

Если же сварка происходит с использованием проволоки, изготовленной без специального покрытия, то возникает необходимость выбора специального защитного газа, который также защитит сварочный шов от попадания воздуха.

Для сварки нержавейки в настоящее время могут быть использованы два газа:

углекислый газ;
аргон.

Опытные сварщики используют для данного вида сварки специальную смесь, в которой соединены аргон и углекислый газ. Наиболее распространенным процентным соотношением таких газов является: 98% аргона, 2% углекислого газа.

Однако каждый сварщик в зависимости от своего опыта работы, предпочтений и технологических требований к качеству и внешнему виду шва подбирает параметры смеси по-своему. Главным условием при этом является обеспечение максимальной защиты сварочной зоны.

Примерная стоимость баллонов с аргоном разных объемов на Яндекс.маркет

Варианты настройки режимов сварочного аппарата

Для того чтобы качество сварного соединения было максимальным, а сам стык был предельно прочным и не мог разрушиться в скором времени после начала эксплуатации изделия, необходимо грамотно подобрать режимы сварочного аппарата.

При подборе параметров, в которых будет работать аппарат, необходимо опираться на следующие исходные данные:

вариант исполнения соединения (угловое нижнее соединение, нижнее соединение встык либо вертикальное пространственное);
толщина свариваемых деталей соединения (чем толще металл, тем выше параметры сварочного тока и сварочного напряжения);
толщина проволоки (здесь также действует правило прямой зависимости сварочного тока и сварочного напряжения от толщины проволоки);
наличие или отсутствие зазора при сварке деталей встык и величина такого зазора.

Если речь идет о сварке деталей, где толщина металла каждой детали составляет 0,8 мм, и которая осуществляется встык с нулевым зазором с использованием проволоки толщиной также 0,8 мм, то сварочный ток находится в диапазоне от 50 до 80 А, сварочное напряжение не может быть выше 16 В.

Все основные режимы сварки можно увидеть в таблице.

Особенности процесса

Нержавеющая сталь устойчива к коррозионным поражениям, в результате чего ее прочность сохраняется достаточно длительное время. Однако легирование нержавейки, из-за чего она приобретает такое свойство, негативным образом сказывается на другом аспекте – процесс сварки становится существенно затрудненным из-за наличия в химическом составе этого металла легирующих химических элементов, в первую очередь, хрома. В результате снижается теплопроводность металла, что вызывает (при несоблюдении технологии) перегрев металла с последующим его прожогом, а также выгорание хрома, из-за чего снижается устойчивость детали к коррозии в месте сварного стыка.

Детали из нержавеющей стали имеют очень большой коэффициент теплового расширения, в результате чего сварной шов и металл вокруг него может подвергнуться растрескиванию. Избежать этого можно только одним способом: оставить широкий зазор между деталями.

У нержавеющей стали есть еще одна негативная особенность – она имеет очень высокое электрическое сопротивление, что вызывает постоянный перегрев электродов и, как результат, ухудшение качества шва. По этой причине опытные сварщики обрезают электроды настолько, насколько это возможно, чтобы успеть использовать их до момента перегрева.

Технология сварки

Как и в любом другом виде сварки, технология сварки нержавейки полуавтоматом с использованием защитного газа осуществляется в три больших этапа:

подготовительный этап, на котором происходит механическая зачистка деталей и их обезжиривание, а также их нагрев до температуры выше ста градусов с целью полного удаления из потенциальной сварочной зоны каких-либо остатков влаги;
основной этап, на котором осуществляется весь сварочный процесс;
этап завершающих работ, где определяется качество сварного соединения и наличие необходимости проводить такие работы повторно.

В целом для сварки нержавейки с использованием защитных газов применимы три основных способа:

способ с использованием короткой дуги, который можно применять только при сварке изделий с небольшой толщиной свариваемых деталей;
способ со струйным переносом, который можно использовать в случае сварки деталей с большой толщиной;
импульсный способ, который является наиболее универсальным и может быть использован на любых видах деталей и позволяет достичь высокого уровня производительности со сравнительно небольшими (по отношению к другим способам) затратами ресурсов.

Сама технология сварки выглядит следующим образом:

сварочный ток подается только с обратной полярностью;
сварочная горелка должна быть расположена таким образом, чтобы она могла обеспечить необходимую по технологии глубину провара металла и требуемую ширину шва. Угол пространственного расположения горелки составляет не более одиннадцати часов по отношению к свариваемым деталям;
проволока должна выходить из подающего механизма не более, чем на 12 мм, в противном случае, есть риск ухудшения качества шва из-за попадания лишних элементов в сам шов с проволоки, а также из-за ее перегрева;
с целью сохранения высокого качества шва необходимо установить грамотный расход защитного газа. Универсальные показатели находятся в диапазоне от 6 до 12 кубометров в час, однако, каждый сварщик устанавливает данные значения в зависимости от своего опыта и имеющихся требований к осуществлению технологии;
перед началом сварочного процесса необходимо подготовить установку для удаления влаги из защитного газа. Это осуществляется путем заправки осушителя прокаленным в течение не менее двадцати минут при температуре 200 градусов медным купоросом;
так как металл даже при полном соблюдении всей технологии может быть подвержен разбрызгиванию, прилегающую к сварному шву территорию детали необходимо обработать с помощью мела, растворенного в воде;
при формировании сварного шва необходимо отступить от края детали на расстояние, равное примерно 5 мм, что позволит избежать трещин с содержанием водорода в их полостях;
весь шов формируется посредством плавного движения электрода вдоль шва без допуска поперечных колебаний с целью исключения выхода расплавленного металла за пределы защитной среды.

Кроме того, есть также несколько общих правил, которые должны быть соблюдены вне зависимости от того, идет ли речь о сварке нержавейки в среде углекислого газа, смеси газов или в среде аргона:

корпус горелки необходимо располагать под противоположным углом к направлению шва. Это позволит обеспечить максимальный обзор формируемого шва и исключить смещение сварочной ванны;
сопло горелки, при условии, что защитный газ и проволока подаются через него одновременно, должно располагаться на высоте не более 12 мм от сварочного стыка: это позволит избежать излишней подачи проволоки и ее перегрева;
проволока, которая была расплавлена в процессе горения электрической дуги, в шов может подаваться только каплями, что позволит избежать лишнего наплавления материала и снизит риск внутреннего разрушения шва в процессе его остывания.

Советы по сварке нержавейки полуавтоматом в среде углекислого газа

[Процесс сварки нержавейки] полуавтоматом в среде углекислого газа является непростым делом даже для опытных сварщиков.

В силу особенных свойств нержавеющей стали, ее обработка отличается спецификой и требует тщательной подготовки, правильного выбора рабочего режима и расходных материалов.

Что такое нержавейка?

Нержавеющей называют низкоуглеродистую сталь с добавлением хрома. Именно хром, взаимодействуя с кислородом, создает оксидную пленку, которая обеспечивает коррозионную стойкость металла.

Чтобы сталь стала нержавеющей, достаточно 12% хрома в ее составе. При этом толщина пленки из оксида хрома равняется нескольким атомам.

Если поверхность нержавейки поцарапать, то защитный антикоррозийный слой разрушается, но через некоторое время восстанавливается опять.

В составе современных нержавеек есть не только хром и углерод, но и незначительная часть никеля или ниобия, титана или молибдена.

Все эти элементы также способствуют повышению коррозионной стойкости, чем улучшают физико-механические свойства стали.

В зависимости от типа микроструктуры, нержавейка подразделяется на классы с разными свойствами:

Аустенитный — содержит хром и никель. Отличается высокой коррозийной устойчивостью, прочностью и пластичностью, немагнитный;
Ферритный – содержит железо и хром. Устойчив к термической закалке. Применяется в агрессивной среде;
Мартенситный — содержит хром и углерод. Несмотря на высокую твердость, отличается хрупкостью. Применяется в слабоагрессивной среде.

Особые свойства нержавейки, о которых нужно знать сварщику

По физическим и химическим свойствам нержавейка считается сложным для сварки материалом. Поэтому, при сварке необходимо учитывать следующие параметры.

Низкая теплопроводность нержавеющей стали. По сравнению с другими видами низкоуглеродистой стали, теплопроводность нержавейки ниже в 2 раза.

Этот фактор может способствовать концентрации теплоты и более мощному проплавлению металла. При этом антикоррозионные свойства металла ухудшаются.

Чтобы избежать нежелательных эффектов, сварщики прибегают к уменьшению силы тока на 20 % и дополнительному охлаждению шва.

Невысокий уровень температуры плавления.

Соблюдение правильного термического режима — это единственный способ избежать потери антикоррозийного качества стали.

Межкристаллитная коррозия появляется как результат образования карбидного соединения железа и хрома. Это происходит, если температура сварки превышает 500 °С.

Впоследствии карбиды провоцируют растрескивание, которое и приводит к коррозии.

Чтобы предотвратить явление, сварщики прибегают к охлаждению свариваемого металла. Для этого применяют разные способы, в том числе и воду.

Склонность к тепловому расширению. Вследствие высокого уровня линейного расширения возникает литейная усадка.

Что в свою очередь запускает процесс деформации металла и провоцирует появление трещин между деталями сварки. Избежать этого можно, если оставить между ними зазор на расширение.

Высокий показатель электрического сопротивления может стать причиной интенсивного нагрева электродов, сделанных из стали высоколегированного типа.

Поэтому длина электродов со стержнями из хрома и никеля обычно не превышает 350 мм.

Как и чем варят нержавейку?

Существуют различные способы варки нержавеющей стали. Каждый из них отличается не только технологически, но и качеством полученного результата.

К примеру, для сварки без применения газа используется специальная порошковая проволока, обеспечивающая ровный и красивый шов. Но со временем такой шов может поржаветь.

Чтобы этого не случилось, необходимо использовать сварочный полуавтомат, также проволока для варки нержавейки должна быть из стали, а в сварную ванну нужно подать углекислоту.

Кроме того, обеспечить качественный результат сварка нержавейки полуавтоматом может только при условии использования защитного газового слоя, лучше всего углекислого.

Оптимальный вариант состава газовой смеси включает 98% аргона и 2% углекислоты. Иногда, чтобы понизить себестоимость работ, пропорции газа меняются — 70% аргона и 30 % углекислоты.

При использовании газа применяется специальная нержавеющая проволока, улучшающая не только внешний вид, но и качество свариваемой детали.

Технологические нюансы сварки

Функциональные возможности полуавтоматов отличается механизированной подачей проволоки в зону сварки, без чего осуществить рабочий процесс в среде аргона было бы затруднительно.

Конструкция полуавтомата позволяет обеспечивать сразу несколько функций: охлаждение горелки, высокое качество сварки в среде аргона, скорость подачи присадочной проволоки, а также возможность сварки в труднодоступных местах.

Для снятия напряжения деталь нагревают до 660°С и дают возможность остыть на воздухе.

Напряжение в области шва снимается при восстановлении хрома. Для этого шов нужно нагреть до 760°С.

Как подготовить металл к сварке?

Прежде чем приступить к сварке нержавеющего металла, поверхность кромки деталей нужно подготовить. Этот момент особенно важен для получения качественного шва и общего результата.

Подготовительные работы предусматривают:

Механическую зачистку поверхности нержавейки металлической щеткой и обработку специальными средствами-растворителями для удаления жира и предотвращения пор. Подходит ацетон, авиационный бензин или уайт-спирит;
Прогрев заготовки до 100°С для удаления влаги из сварочной зоны.

Техническая схема сварки нержавейки

Сварка нержавеющей стали в защитной среде из аргона и углекислоты является самой технологичной и надежной. Метод обработки металла с применением газа позволяет максимально сохранить естественную структуру и свойства стали.

Немаловажно, что специальная проволока из никелевого сплава, которая применяется для сварки, под воздействием газа сгорает интенсивнее, чем улучшает характеристики шва.

Если же применяется обычная сварочная проволока,то качество работы может быть хуже.

Существует несколько методов современной варки нержавеющих металлов:

метод короткой дуги применяют для соединения тонких листов металла;
метод струйного переноса актуален, когда необходимо соединить толстые изделия из металла;
сварка импульсного характера считается самой распространенной, поскольку при высокой производительности позволяет экономить ресурсы.

Общая схема сварочных работ выглядит так.

Горелка — важный узел сварочного полуавтомата, обеспечивающий подачу проволоки и защитного газа.

Корпус горелки наклоняют слегка назад, так чтобы проволока была расположена под противоположным углом к ходу шва, обеспечивая его обзор.

Сопло горелки располагают на расстоянии не более 12 мм от шва. Ток поступает через токопровод в наконечник внутри сопла, к нему же присоединяется сварочная проволока.

Присадочная проволока должна иметь более высокую степень легирования, чем металл, из которого сделана свариваемая деталь.

Воздействие на металл происходит посредством сварочной дуги. Высокие температуры расплавляют металл и образуют так называемую сварочную ванну.

Далее электродный металл подается в сварочную ванну в виде капель, а защита из аргона распространяется вокруг сварочной ванны и шва.

Технические особенности сварки нержавейки в углекислой среде

Сварка нержавейки полуавтоматом, осуществляемая в среде углекислого газа, должна соответствовать таким требованиям:

Обеспечение обратной полярности;
Соблюдение угла наклона электрода. Если проволока будет иметь наклон вперед, глубина провара изменится в меньшую сторону, а шов станет шире. Этот вариант актуален только для тонких металлов;
Величина допустимого вылета проволоки — максимум 12 мм;
Расход газа нужно контролировать. Недопустимо, чтобы рабочий расход составлял меньше 6 куб. м/мин, но не более 12 куб.м /мин. В противном случае качество сварочного результата может заметно ухудшиться;
Использование осушителя — важный технологический момент сварки. Дело в том, что баллон с газовой смесью содержит воду, которая в процессе сварки соединяется с продуктами контакта углекислоты и металлов высоких температур. В результате образуется кислота, способная разрушать углерод в составе стали и таким образом влиять на прочность шва. В качестве осушителя применяют медный купорос, прогретый в течение 20 минут при температуре 200 °С. На 4 баллона расходуется примерно 100 г осушителя;
Для обеспечения защиты от брызг расплавленного металла лучше применять водный раствор мела;
Чтобы получить приемлемое качество шва, сварку в среде аргона ведут плавно, без колебательных движений;
Нельзя, чтобы сварка начиналась или заканчивалась по краю детали. Чтобы избежать появления водородных трещин, необходимо отступить от края хотя бы 5 см.

Сварка закончена. Выпрямляем деформации

Чтобы удалить возможные деформации, необходимо дополнительно обработать деталь после сварки. С помощью молотка воздействуют на деталь через гладилку.

Образовавшийся на листе пузырь простукивают молотком, начиная от края и двигаясь постепенно в сторону пузыря.

Еще один способ устранить пузырь — нагреть его выпуклую часть с помощью горелки. Движения должны идти по кругу и чередоваться с простукиванием.

Для качественной варки нержавеющей стали необходимы определенные навыки.

Видео в нашей статье познакомит вас с различными этапами сварки нержавейки — подготовкой сварочной области и проволоки, осуществлению качественного шва, а также после сварки работами по охлаждению шва и устранению деформаций.

Сварка нержавейки полуавтоматом

Сварка нержавейки полуавтоматом в среде углекислого газа – процесс не самый простой даже для очень опытных сварщиков. Все дело в самом свариваемом металле, потому что нержавейка – это сталь, в состав которой кроме углерода входит и хром (12%). Так вот именно хром в соприкосновении с кислородом, находящемся в воздухе, образует на поверхности заготовок оксидную пленку толщиною всего лишь в несколько атомов. Но именно эта пленка и не дает проводить сварочный процесс, потому что она тугоплавкая. Кстати, именно она отражает такой высокий показатель, как стойкость к коррозии. Ее можно легко удалить, используя, к примеру, железную щетку или наждачку. Но пленка быстро восстанавливается.

Все эти особенности нержавеющей стали влияют на способ ее обработки и сварки, правильному выбору режима сваривания и подбора расходных материалов. Но необходимо учитывать и тот факт, что производители нержавейки предлагают сегодня не только сплав из железа и хрома. Есть три класса, у которых разные свойства.

Ферритный – в нем содержится только хром. Такой металл используется в агрессивных средах. Одна из его особенностей – устойчивость к термической закалке.
Аустенитный – в состав кроме хрома входит и никель. Такая сталь обладает повышенной прочностью и пластичностью.
Мартенситный – в составе хром и углерод. При достаточно высокой прочности такая нержавейка очень хрупкая, поэтому применяется только в слабоагрессивных средах.

Свойства нержавеющей стали

Перед тем как варить нержавейку с углекислотой, необходимо понимать, что это не обычная сталь. Это сложный сплав для процесса сваривания, поэтому рекомендуется обратить внимание на его физические свойства.

По сравнению с той же обычной сталью у нержавейки теплопроводность в два раза ниже. То есть, чтобы проводить ее сварку, необходимо понижать сварочный ток. При высоком токе может образоваться прожог, потому что сам металл на всю свою массу тепло будет проводить с трудом. К тому же перегретый участок – это гарантия снижения антикоррозийных способностей металла. Поэтому выход один – увеличить охлаждение сварного шва и понизить ток на 20-30%.
Существует такое понятие, как межкристаллитная коррозия металла. По сути, это когда при нагреве внутри стали образуется карбид, как следствие соединения железа и хрома. Такое может случиться, если температура нагрева доходит до +500С. Сами карбиды изнутри металла приводят к его растрескиванию. И, как следствие, коррозия. Поэтому нельзя допускать долгого действия температуры данного значения. Выход из этого положения – охлаждать зону сварки любыми средствами, даже водой.
Нержавейка – это сталь с высоким линейным расширением. При нагреве металл очень сильно расширяется, а при охлаждении, соответственно, и сильно сужается. Такая огромная усадка приводит к растрескиванию сварного шва. Поэтому при сварке нержавейки даже полуавтоматом необходимо между заготовками оставлять увеличенный зазор. Он и будет компенсировать величину усадки.
Есть такой показатель – электрическое сопротивление. Он у нержавеющей стали достаточно высокий. Именно это свойство влияет на перегрев электрода, сделанного из высоколегированной стали. Именно поэтому такие расходники имеют небольшую длину – в пределах 35 см.

Как правильно варить нержавейку полуавтоматом

Чтобы провести сварку нержавеющей стали полуавтоматом, необходимо правильно выбрать состав защитного газа. Оптимально считается, если газ должен состоять из аргона – 98% и углекислоты – 2%. Хотя многие сварщики, чтобы снизить себестоимость проводимых работ, увеличивают процентное соотношение в пользу дешевого углекислого газа. К примеру, 30% — углекислота и 70% — аргон.

Что касается присадочной проволоки, то рекомендуется использовать точно такую же, как и сам свариваемый металл. К примеру, если свариваются заготовки из нержавейки 304, то рекомендуется использовать для их соединения присадку марки Y 308.

С неплавящимся вольфрамовым электродом все также просто. Его диаметр будет зависеть от толщины свариваемых деталей. К примеру, если их толщина не будет превышать 1 мм, то используется электрод диаметром 1 мм. Толщина 1-4 – диаметр 1,6. Толщина свыше 4 мм, диаметр 2,5 мм.

Нюансы сварки

Полуавтоматы для сварки нержавейки обеспечивают сразу несколько функций технологического сварочного процесса.

равномерная скорость подачи присадочного материала в зону сварки;
возможность отрегулировать точную силу сварочного тока;
охлаждение горелки.

Все это обеспечивает высокое качество сварного шва, плюс увеличивается скорость сварочного процесса. Конечно, необходимо сказать и о том, что в среде углекислого газа присадочная проволока расплавляется интенсивнее, поэтому нагрев сварного участка будут происходить при низких (относительно) температурах.

Все остальные операции проводятся точно так же, как при сварке полуавтоматом обычных сталей.

Производится подготовка свариваемых заготовок из нержавейки. Их очищают железной щеткой от грязи, красок и других материалов. Если есть необходимость, то и обезжиривают. Для этого можно использовать спирт, ацетон, бензин и так далее. Если соединяются детали толщиною долее 4 мм, то обязательно формируются кромки. Обязательно производится подогрев до +100С, чтобы полностью удалить влагу с поверхностей.
И сам процесс сварки.

Очень важно соблюдать точную схему проведения сварки полуавтоматом. Горелка должна подноситься к зазору между заготовками под небольшим углом. Присадочная проволока подается под противоположным углом. При этом сопло горелки должно находиться на расстоянии 10-12 мм от поверхности сварочного шва.

Получается так, что дуга, возникающая между вольфрамовым неплавящимся электродом и металлом заготовок, расплавляет металл присадочной проволоки. Он каплями падает между заготовками, образу шов. При этом капли под действием давления защитного газа растекаются по всей сварной ванне. И все это происходит равномерно. Это очень хорошо видно на видео.

Подводя итог всему вышесказанному, необходимо обозначить позиции, которые влияют на качество конечного результата при сварке нержавейки полуавтоматом в среде защитного углекислого газа.

Сварка производится на постоянном токе обратной полярности.
Горелка наклоняется вперед, присадка назад.
Максимальный вылет вольфрамового электрода – 12 мм.
Очень важен показатель расхода защитного газа. Его диапазон 6-12 м³/ мин. Увеличение расходуемого объема приводит к снижению качества шва.
Обязательно в баллон с газом добавляется осушитель, к примеру, медный купорос. Все дело в том, что при соприкосновении углекислого газа с металлом образуется кислота, которая при подаче в зону сварки будет разрушать углерод. Поэтому нельзя допустить, чтобы кислота образовалась.
Сам процесс наплавления должен проводиться плавно.
Рекомендуется также после окончания работы простучать молотком по сварочному шву. Таким образом, удаляются пузыри, образовавшиеся на поверхности шва при сварке.

И все же при кажущейся простоте, сварка нержавейки полуавтоматом – процесс не самый простой, и очень ответственный. Для его проведения нужны навыки и опыт. Так что начинающим сварщикам он не под силу. Посмотрите видео, как правильно варить нержавеющую сталь полуавтоматом в среде защитного углекислого газа.

Как варить нержавейку полуавтоматом

В отличие от обычной стали качественную сварку нержавейки полуавтоматом проведет не каждый мастер. Для получения надежного соединения необходимо учитывать ее особенности, правильно устанавливать параметры рабочего режима и выбирать расходные материалы. Успешность выполнения работ во многом зависит и от качества оборудования.

Особенности сварки нержавеющей стали

Легирующие добавки делают нержавейку стойкой к коррозии и кислотам, но одновременно она приобретает свойства затрудняющие сварку. По сравнению с обычной сталью теплопроводность снижается в два раза. Это затрудняет отвод тепла с места сварки, что приводит к перегреву металла, прожогу и выгоранию хрома. Для предотвращения этого явления сварку выполняют током на 15 — 20% меньше стандартного с дополнительным охлаждением заготовок.

У нержавейки высокий коэффициент теплового расширения, что приводит к растрескиванию шва и металла рядом с ним. Для его нейтрализации между заготовками оставляют большой зазор. Из-за высокого электрического сопротивления материала электроды для сварки нержавейки перегреваются, что не лучшим образом сказывается на качестве шва. Поэтому их обрезают до минимально возможного размера, чтобы не успевали раскалиться.

Узнав о сложностях, новички задаются вопросом: «Можно ли сваривать нержавейку полуавтоматом в домашних условиях?». Ответ, конечно, положительный. Для соединения заготовок используется три способа:

короткая дуга;
импульсный метод;
струйный перенос.

Короткой дугой сваривают тонкую нержавейку, так как она снижает вероятность прожига. Методом струйного переноса соединяются толстостенные детали из нержавеющих сплавов на производстве. Сварка проводится с применением порошковой проволоки и специальных головок.

Для создания защитной среды при сварке импульсным методом используется смесь аргона с углекислотой. К преимуществам способа относятся:

возможность соединения как тонких, так и толстых заготовок;
подача проволоки короткими импульсами предотвращает разбрызгивание расплавленного металла;
экономия присадочного материала;
отличное качество соединения;
высокая производительность.

Выбор материалов для сварки

Чтобы получить качественный шов, состав присадочной проволоки должен быть таким же, как у свариваемого металла. Лучше если содержание легирующих элементов будет немного больше. При использовании обычных марок соединение быстро заржавеет. Для сварки нержавейки легированной хромом выпускается порошковая и проволока с высоким содержанием никеля.

В первом варианте проволока покрыта защитным слоем, который при нагреве образует барьер, перекрывающий доступ воздуха в зону сварки. Поэтому можно работать полуавтоматом без газа. Однако из-за высокой стоимости материала и низкой стойкости к коррозии предпочтение чаще отдается сварке полуавтоматом в защитной среде никелевой проволокой. Она выпускается диаметром 0,13 — 6 мм. Для работы в домашних условиях достаточно 1 мм.

Сварку полуавтоматом нержавеющей стали можно проводить в среде углекислого газа, аргона и их смеси. Первый вариант наиболее дешевый, но из-за сильного разбрызгивания швы получаются грубыми. Аргон обходится значительно дороже, но зато эстетика соединения идеальна. При смешивании их достоинства складываются. В стандартном составе содержится 98% аргона и 2% углекислоты. Если к внешнему виду шва не предъявляется высоких требований, в среду аргона добавляют до 30% углекислого газа.

Диаметр неплавящегося электрода из металла выбирается в зависимости от толщины соединяемых заготовок. Если она не более 1 мм диаметр тоже 1 мм. При толщине до 4 мм — 1,6 мм. Более 4 мм — 2,5 мм.

Подготовительные работы

Прежде чем сваривать нержавейку полуавтоматом необходимо подготовить соединяемые участки в следующей последовательности:

поверхности, примыкающие к стыку, металлической щеткой зачищают до блеска;
если толщина заготовок более 4 мм, с кромок снимают фаски;
проводят обезжиривание спиртом, ацетоном, бензином или имеющимся растворителем;
для удаления влаги кромки подогревают горелкой до 100⁰C;
чтобы снять внутреннее напряжение рекомендуется металл перед сваркой нагреть до 200⁰

Технология сварки нержавейки полуавтоматом

Для дома достаточно полуавтомата мощностью до 10 кВт, так как сваривать нержавейку полуавтоматом толщиной более 2 — 3 мм не приходится. Напряжение выставляется в пределах 19 — 25 В. Скорость подачи проволоки в зависимости от сноровки 290 — 490 м/ч. Рабочий ток 95 — 300 А. Изменением его величины регулируется глубина провара, длина дуги, форма шва. Чем больше ток, тем шире валик на стыке, так как глубина провара уменьшается.

Независимо от того ведут сварку нержавейки полуавтоматом в среде углекислого газа или аргона, она выполняется по общим правилам:

Работа выполняется током обратной полярности.
Горелку располагают под углом, обеспечивающим требуемую глубину провара и ширину шва.
Вылет проволоки не более 12 мм.
Чтобы качество соединения не ухудшалось, расход газа устанавливается в пределах 6 — 12 мᶾ/час.
Для удаления влаги защитный газ пропускают через осушитель на основе медного купороса. Перед применением его 20 минут прокаливают при температуре 200⁰
Чтобы защитить прилегающие к стыку поверхности от действия раскаленных брызг, их обрабатывают мелом, растворенным в воде.
Для предотвращения образования водородных трещин сварку начинают, отступив 5 мм края заготовок.
Процесс выполняется плавным движением электрода вдоль шва без поперечных движений, чтобы расплавленный металл не выходил за пределы защитной среды.

Заключительные работы

Под действием высокой температуры на заготовках могут появиться деформации в виде пузырей. Их удаляют легкими ударами молотка через гладилку, двигаясь от краев к центру. Если избавиться от пузыря не удалось, его нагревают газовой горелкой и повторяют операцию.

Поверхности, пострадавшие от брызг расплавленного металла, зачищаются металлической щеткой или абразивным инструментом. Для удаления со шва окалины, которая быстро покрывается ржавчиной, проводят обработку составами, растворяющими ее. Чтобы повысить устойчивость сварного соединения к коррозии на него наносят средства, способствующие образованию оксидной пленки хрома.

Полезные советы

Чтобы лучше знать, как сваривается нержавейка полуавтоматом полезно прислушаться к рекомендациям специалистов:

сварка в среде любого газа выполняется током обратной полярности, а под флюсом прямой;
расстояние между электродной проволокой и стыком выдерживается в пределах 5 — 15 мм;
движение горелки удобней выполнять слева направо с наклоном от себя, чтобы она не загораживала шов;
соединение толстостенных деталей выполняют под углом 5 — 10⁰, чтобы обеспечить глубокий проплав;
при сварке тонкой нержавейки полуавтоматом горелку наклоняют вперед, уменьшая тем самым глубину провара и сводя риск прожога к нулю.

Несмотря на кажущуюся сложность процесса освоить сварку нержавейки полуавтоматом сможет любой желающий. Одной теории будет недостаточно, придется потренироваться на ненужных обрезках, чтобы набраться практического опыта. Приложенные усилия окупятся умением создавать качественные однородные швы, которые невозможно получить другими способами.

Сварка нержавейки полуавтоматом в среде углекислого газа

Автор: Игорь

Дата: 28.06.2016

Статья
Фото
Видео

Нержавеющая сталь активно используется в различных сферах промышленности и в домашних условиях. Для устранения поломок в изделиях, которые делаются из нее, а также для соединения при монтаже используют сварку. С данным металлом этот процесс оказывается не таким уж простым, так как из-за большого количества легирующих элементов его поведение в расплавленном состоянии не позволяет удобно создавать швы. Сварка нержавейки полуавтоматом в среде защитного газа может позволить помочь избежать многих сложностей и снизит вероятность образования дефектов.

При использовании сварки обязательно нужно применять электроды с покрытием или обеспечивать защиту при помощи газов. Нержавейка может свариваться как между собой, так и с другими металлами, но во втором случае все становится намного сложнее, так как у металла достаточно низкая температура плавления и это требует снижения мощности аппарата, в сравнение со стандартными режимами. Тогда как для остальных случаев таких показателей может не хватать для нормальной работы. Здесь требуются особые умения и большой опыт, чтобы результат стал действительно качественным.

Сварочный полуавтомат

Сварка нержавеющей стали полуавтоматом происходит неспроста. Ведь он является электромеханическим прибором, который может выполнять сварочные процедуры практически с любыми металлами, даже трудно свариваемыми. Главной его особенностью является то, что электрод подается механическим устройством самостоятельно, без участия человека. Сварщик устанавливает скорость подачи, согласно требуемому режиму, и тогда все проходит с повышенной легкостью. Это не только облегчает сам процесс, но и делает его быстрее.

Схема сварочного полуавтомата

Существует несколько разновидностей этой техники. Основная классификация строится по типу защиты сварной ванны от негативного воздействия кислорода. К основным типам относятся следующие:

Полуавтомат, предназначенный для работы с порошковой проволокой;
Аппарат для сваривания в среде защитных газов, как активных, так и инертных;
Техника для сварки под слоем флюса.

Порошковая, или как ее еще называют, флюсованная проволока стоит достаточно дорого, поэтому, данный способ не является слишком распространенным. Намного более практичными и рациональными являются те аппараты, которые предназначены для работы со средой защитных газов. Самыми доступными по стоимости являются полуавтоматы, которые предназначены для сварки под слоем флюса. Но доступность, в данном случае, является единственным преимуществом, так как качество соединения при этом заметно страдает.

Сварочная порошковая (флюсованная) проволока

«Важно! При выборе нужно обращать внимание не только на тип, но и на регулируемость настроек, так как при работе с нержавейкой параметры должны иметь плавный переход.»

Свойства нержавейки

Чтобы сварка нержавейки в углекислом газе прошла максимально качественно, следует разобраться с основными свойствами этого металла, чтобы правильно подобрать все. Свойства материала регламентируются согласно ГОСТ 5632-72. К основным свойствам относятся:

Теплопроводность. Если сравнивать со сталями, у которых содержание углерода намного ниже, то здесь этот параметр уступает, примерно, в два раза. Чтобы сделать сварочный процесс более удобным, необходимо снизить силу тока на пятую часть от номинальной, что понизит текучесть нержавеющей стали в сварочной ванне.
Коэффициент линейного расширения. Как правило, он заметно выше, чем у других металлов. Проблема состоит в том, что у нержавейки тепловое расширение происходит неравномерно. По этой причине может образоваться деформация. Во избежание такого дефекта нужно оставлять небольшой зазор между свариваемыми деталями.
Устойчивость состава. Легированные стали могут терять свои легирующие элементы при высокой температурной обработке, которой и является сваривание. В данном случае на местах сваривания может со временем образовываться ржавчина. Чтобы этого не случилось, нужно быстро охлаждать места обработки.

Какой газ нужен для сварки нержавейки

Сварка нержавейки полуавтоматом без газа не рекомендуется специалистами, поэтому, желательно подобрать правильный газ для работы. Лучше всего шов образуется, когда защитные газы ограждают ванну от воздействия посторонних факторов.

Шов сварки нержавейки полуавтоматом

Основной проблемой является кислород, но сами газы помогают не только в защите, но и способствуют лучшему сгоранию проволоки. В качестве основных, можно выделить два состава газовых смесей:

Углекислота и аргон. Такие варианты рекомендуются при использовании сварки в промышленных работах. Благодаря им обеспечивается хорошая растекаемость нержавейки по канаве сварочного шва, а также создается достойная защита от кислорода. В данном составе имеется всего 2% углекислоты и 98% аргона.
Иногда рекомендуют заменить углекислоту и поставить вместо нее чистый водород, при сохранении практически того же соотношения. Данная смесь пригодится в тех случаях, когда требуется увеличить смешиваемость на концах шва, который подвергается обработке.

Когда происходит использование полуавтоматического сварочного аппарата, который работает с нержавеющей сталью, то в нем можно использовать специальную нержавеющую сварочную проволоку, что позволяет улучшить внешний вид после проведения работ, а также повысить качество неразъемного соединения.»

Технология сварки нержавейки

Сварка стали 07ХН28МДТ полуавтоматом в среде аргона позволяет обеспечить им наиболее оптимальные условия, которые будут способствовать получения качественного шва. Это же способствует минимальному разбрызгиванию жидкого раскаленного металла. Существует несколько таких основных технологий. Ниже приведены основные из них:

Использование короткой дуги предполагает применение полуавтоматической сварки, которая должна происходить с металлом относительно небольшой толщины. Такой способ снижает вероятность прожигания материала, что актуально при сваривании тонких листов стали.
Струйный перенос. В данном случае рекомендовано использовать порошковую проволоку с флюсом. Иногда для этого можно и не использовать защитный газ, если то позволяют особенности технологии.
Импульсный метод. Это самый точный и экономный метод среди всех, из которых возможна сварка нержавейки в среде углекислого газа. Точность и эффективность получается благодаря полному контролю за происходящей ситуацией. Также уменьшается расход проволоки.

Вне зависимости от того, какой именно метод будет выбран, основными процедурами во время сварки являются:

Зачистка поверхности материала до блеска;
Обезжиривание поверхности растворителем;
Обрабатываются торцы, так чтобы между ними оставалось пространство;
Затем следует выставить оборудование на требуемый режим;
Материал подогревается до изменения цвета металла;
Начинается непосредственная сварка;
После завершения шва его следует остудить.

Сварка нержавейки в защитной среде из других газов

Сварка нержавейки ацетиленом также может применяться, как более доступный и дешевый аналог аргона. Но проблема состоит в том, что даже если следовать все тем же технологиям, качества самого газа будут уступать аргоновым смесям. К тому же ацетилен является достаточно опасным газом, так как большинство несчастных случаев случается именно с его участием. При использовании иных газов, принцип действий сварщика остается практически тем же, только меняются режимы, в зависимости от свойств газа. Поэтому, для каждого отдельного случая нужно выбирать свои параметры.

Как снять напряжения

Во время сварки в металле могут вызываться напряжения. Когда происходит сварка нержавейки полуавтоматом в аргоне, это также проявляется, тем более что сама нержавеющая сталь оказывается сильно подверженной различного рода дефектам при сварке. Из-за напряжений могут возникнуть трещины, а также большие разрывы. Чтобы этого не случилось, напряжения следует предварительно снимать. Это возможно сделать благодаря температурной обработке. Самым простым и надежным способом является подогрев. Путем подогревания области, где будет проходить сварка, до 250-300 градусов Цельсия. Это поможет избавиться о вероятности образования дефектов и повысит качество конструкции.

Выпрямление деформаций

Механическая правка предполагает использование винтовых прессов, домкратов, молотов и прочих устройств. Они создают статическую или ударную нагрузку на выгиб изделия, что приводит деформированную часть в норму. Это весьма трудоемкий процесс и неправильный подход к его проведению может нанести еще больший вред, так как порой образуются трещины и разрывы. Для тонкослойных изделий используют прокат, который дает гарантированный результат. Применяется также термический метод, для которого используется местный подогрев отдельных частей.