В каждом доме есть изделия из нержавеющего металла – детали бытовой техники, посуда, ведра, проволока для технических и садовых нужд, и когда в них образуются дефекты, то для их устранения понадобится сварка нержавейки.

Нержавейка применяется как материал для внешних водопроводных труб и частей водогрейной техники.

Сварка дефектов в нержавейке позволит снизить расход средств на приобретение и монтаж новых.

В этой статье мы рассмотрим состав изделий из нержавеющего металла, виды сварки в промышленных и домашних условиях, пройдем обучение на видео, узнаем что такое лазерная сварка.

Схема сварки

Свойства нержавейки

По ГОСТ в состав нержавеющей стали включены хром (от 11% до 20%), ниобий и молибден, которые улучшают стойкость к коррозии.

После контакта атомов хрома с кислородом, содержащимся в воздухе, на поверхности контакта возникает защитное покрытие.

Толщина оксида хрома минимальна, но из-за одинакового размера атомы самого хрома и оксида хрома находятся в скученном состоянии, чем и обеспечена стабильность слоя.

Если защитное покрытие подвергается незначительному механическому воздействию, то оно разрушается, но после воздействия кислорода происходит реакция окисления атомов хрома и покрытие восстанавливается.

Эти свойства стали с высоким содержанием хрома были выявлены в процессе работы над улучшением качества оружейных стволов, когда одной из задач было создание сплава с содержанием присадки, успешно противостоящего агрессивному воздействию окружающей среды.

Видео:

Эта задача была решена путем добавления хрома в сталь, после чего покрытие стало очень устойчиво к окислительным процессам, что сделало нержавейки не только идеальным металлом военной промышленности того времени, но и актуальным материалом для бытовых емкостей с различным содержанием, труб и иного использования в быту.

Используются сплавы ГОСТ с добавлением меди, азота, латуни и титана. Применение нержавеющего металла не ограничивается кухней, нержавейка активно применяется в промышленности.

Свариваемость нержавейки

Самым главным показателем процесса сварки является особенность образования шва.

Сплав, которым образовано место соединения двух разнородных металлов или двух частей одного и того же металла, после остывания должен иметь структуру, близкую по химическим и физическим свойствам к основе.

Именно это обеспечивает качество шва и общую свариваемость металлов.

Технология свариваемости нержавейки обладает следующими свойствами:

  • Значительная литейная усадка. Это приводит к существенному изменению формы в местах нагрева. При сваривании небольших деталей (например, тонкостенных труб) это компенсируется шириной шва. При сваривании больших по ширине заготовок (промышленных емкостей, труб с толстыми стенами) нужно обеспечить пропорциональный зазор для линейного расширения при нагреве. Его отсутствие приведет к появлению сколов и разломов. Расход материала проводится с допуском на плавление;
  • Низкая теплопроводность (в 1,8-2,1 раза ниже, чем у стали). Это мешает свободному распространению поступающего нагрева и концентрирует температуру в зоне шва. Для предотвращения излишнего плавления сварной зоны требуется уменьшить ток на 1/5-1/6 от нормальной подачи при сварке стали;
  • Склонность к коррозии между кристаллами. Это качество присуще материалу с высоким содержанием хрома. При температуре 550 градусов по Цельсию и выше высвобождаются карбиды хрома и железа. Для предотвращения этого процесса после сваривания аргоном прибегают к быстрому охлаждению любым способом. Допускается заливка охлажденной жидкостью.

Для свариваемости нержавейки применяется лазерная и контактная точечная сварка с применением аргона.

Сформулированные требования к качественной свариваемости нержавейки – наличие зазора, низкий ток, быстрое охлаждение и только после него полировка.

В бытовых условиях используется сварка инвертором. Инверторной сваркой вполне можно обойтись и она не требует особенных навыков.

Сварка нержавейки

Для устранения отверстий, появившихся в ходе эксплуатации, а также для соединения поверхностей двух деталей между собой используют сварку.

Рассмотрим, как происходит сварка нержавейки, технология, ее особенности и видео уроки.

Видео:

Качественное сваривание нержавейки требует создания условий с учетом высокой электропроводности структуры (в 5-7 раз больше, чем у низкоуглеродистой стали), низкой точки плавления (на 90-110 градусов меньше) и высокого коэффициента расширения при нагреве.

Промышленная сварка нержавеющей стали выполняется при помощи плавящихся электродов в инертном газе с примесями аргона.

Сварка труб или листов незначительной толщины производится дуговым методом в аргоне.

В бытовых условиях или на небольшом непрофильном производстве выполняется сваривание нержавейки инвертором без применения аргона.

Проволока, используемая для сварного шва инвертором, позволяет не только снизить расход электродов, но и обеспечить повышенную прочность соединения.

Для сварки труб из нержавейки проволока применяется по всему контуру сваривания.

Развивая традиционный аргонно-дуговой метод сваривания, установили, что аргон можно заменить использованием азота в качестве газа для защиты шва.

Происходит абсорбировка азота хромом, измельчает литую структуру и не ухудшает свойства шва. Этот способ сварки рекомендуется для деталей из нержавейки, имеющих широкий край.

Вначале сварка при помощи азота применялась только для определенных видов нержавеющей стали, потом после усовершенствования технологии сварки при помощи азота, предложили использовать ее для сварки нержавейки с серебром и его сплавами, медью и ее сплавами, а также для ряда других металлов и сплавов.

Холодная сварка нержавейки

Единственная из всех видов сварки, исключающая использование специального оборудования и нагрева соединяемых плоскостей — это холодная сварка.

В отличие от обычной, она представляет собой двухкомпонентный клей с присадками, который используется для заделки протеканий труб и исправления прочих мелких дефектов.

Видео:

Холодная сварка выпускается в виде трубочек и проста в применении: наносится после очистки детали от налета, масляного слоя, ржавчины или крошки на достаточно глубокие царапины, для улучшения сцепления раствора с поверхностью их надо обезжирить.

Холодная сварка нержавейки чаще всего используется при ремонте емкостей или труб, ее допустимо применять как на поверхности пустых емкостей, так и на заполненные жидкостью сосуды.

Технология применения состоит в следующем: от трубочки отрезается кусочек, пропорциональный трещине, которую необходимо устранить, разогревается и разминается в руках, наносится на дыру или трещину в достаточном количестве (важно понимать, что холодная сварка на тонкой основе бесполезна – при высыхании она выкрошится).

После полного затвердевания (время указано в инструкции), проводится полировка.

Холодная сварка имеет некоторые особенности:

  • Временное применение. Холодная сварка применяется как временный метод экстренного устранения дефектов. Через некоторое время будет происходить вымывание или выкрашивание состава и трещины проступят вновь;
  • Не применяется для разнородных материалов;
  • Не используется для соединения двух частей металла. Нагрузка на шов холодной сварки даже от веса самого металлического предмета является критической и разрушает его;
  • Низкая цена, малый расход и простая технология делают этот способ удобным. На видео показаны особенности этого метода.

Сварка разнородных металлов и нержавейки

В промышленности используются детали из разнородных материалов.

При сваривании разнородных металлов требуется учесть особенности каждого из них и подобрать соответствующие электроды и режим.

Разогревание разнородных материалов приводит к тому, что в зоне плавления появляется состав из двух металлов.

Видео:

Химические и физические свойства разнородных материалов передаются сварному шву, а в случае выгорания какой-либо из составляющих, свойства будут переданы неравномерно.

Рассмотрим варианты сваривания поверхностей из латуни, меди и титана в домашних условиях.

Особенность титана – это высокая прочность, стойкость к агрессивным средам, пластичность, жаростойкость при температуре 650-700 градусов по Цельсию.

В сварном шве титана и разнородных металлов присутствует водород, что сказывается на склонности шва к растрескиванию, особенно при включении азота.

Сварка титана с любым из разнородных материалов производится по следующей технологии:

  • По ГОСТ требуется защита места сваривания титана от насыщения газом и снижение азота до 0,05%;
  • Применяется точечная контактная сварка или дуговая в инертных газах (смесях с аргоном). В промышленности может быть применена лазерная сварка. Точечная и лазерная сварка требуют, чтобы после остывания была проведена полировка. Для аргоновой сварки полировка не требуется;
  • Как присадка используется проволока для сварки титана из любого черного металла. Проволока обживается в вакууме;
  • По ГОСТ сваривание титана с рядом разнородных материалов и нержавейкой путем взрыва требует прокладок из меди. Проволока допустима к применению;
  • Сварка труб из титана и нержавейки требует, чтобы проволока располагалась по сварному шву.

При соединении меди и нержавейки технические сложности появляются из-за родства меди с кислородом, низкой температуры плавления меди и способности меди к поглощению веществ в газообразном состоянии.

Это серьезно усложняет сваривание толстых поверхностей меди с применением аргона обычными электродами.

Самый удачный способ – это дуга с аргоном с применением вольфрамового электрода. Медная проволока используется при сваривании меди и нержавейки как присадка, улучшающая качество сварного шва.

В некоторых случаях можно провести замену аргона на азот. Но при этом расход вольфрамового электрода существенно увеличится, что делает не всегда выгодным использование азота.

Оптимальный расход будет при использовании графитового электрода в сварке при помощи азота, а вольфрамового – в смеси с аргоном.

Сварка латуни и нержавейки крайне затруднена. В латуни содержится значительное количество цинка, который снижает прочность соединения латуни с любым из разнородных металлов.

Сварной шов латуни и разнородных металлов не проходит испытание на прочность. Правильней говорить в этом случае о пайке латуни.

Соединение поверхности из латуни с нержавеющим металлом производят с помощью легкоплавкого припоя, расход которого будет в этом случае значительным.

Образованное соединение не принимает физико-химических свойств латуни, поэтому имеет достаточную прочность.

Предотвращаем дефекты

Сварка нержавеющей стали обладает определенными свойствами.

Игнорирование их приведет к появлению нежелательных изъянов, а через некоторое время место соединения придет в негодность из-за ножевого разрушения.

Разломы от нагрева происходят по причине аустенитного состава шва. Ломкость возникает из-за чрезмерно долгого нагрева и стигматации.

Видео:

Проволока, как присадка, позволяет избежать разломов от нагрева и обеспечивает твердый сварной шов. Требуемое включение феррита в присадках – не менее 2-3%.

Использование дугового метода сваривания с короткой дугой также предотвращает горячие трещины.

Кратеры сварочного шва не поднимайте на основную поверхность заготовки.

Сварка автоматом должна производиться на небольшой скорости.

В статье мы рассмотрели виды и составы нержавейки, домашние и промышленные способы ее сварки.

Несмотря на то, что на видео нет сложностей со сваркой нержавейки, следует получить и отточить начальные навыки сварки на более простых металлах.


Комментарии: