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.

Видео:

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.

Видео:

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.

Видео:

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.

Видео:

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.

Видео:

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.