При организации и проведении технологических операций, классифицируемых, как сварка нержавеющей стали, следует учитывать не только физические свойства сплава железа и углерода, но и его внутреннюю структуру.
Только при соблюдении этого требования сварщик вправе рассчитывать на то, что соединение окажется достаточно качественным и надежным.
Специфика работы
Специфика сварочных работ по нержавейке связана со структурой этого материала. Нержавейка относится к разряду высоколегированных соединений, в состав которых входят компоненты, определяющие основные свойства сплава.
Таким основополагающим элементом является хром, содержание которого в нержавеющем изделии может варьироваться от 12 до 30%. Именно он (наряду с небольшими добавками титана, марганца, никеля и молибдена) образует антикоррозионную основу нержавейки, создавая вместе с тем определённые трудности для сварки.
Для преодоления этих сложностей согласно ГОСТ следует подбирать наиболее подходящие режимы плавления заготовок (холодная сварка для нержавейки, например). И, во-вторых – принимать во внимание такие особенности сплава, как высокий показатель линейного расширения и сравнительно низкая теплопроводность. Помимо этого при работе с нержавейкой должна учитываться возможность внутренней (межкристаллитной коррозии).
Способы сваривания
Среди известных видов сварки изделий из нержавейки особо выделяются следующие:
- с использованием полуавтомата (включая «тиг» сварку в среде аргона или в углекислом газе);
- с помощью электронного инвертора;
- холодное сваривание.
Обработка нержавейки каждым из этих способов имеет свои особенности, которые нуждаются в отдельном рассмотрении. Начнём с наиболее распространённого способа, предполагающего использование для сварки полуавтомата с одновременным созданием специальных газовых сред.
Полуавтоматом в защитной среде
Способ сваривания нержавейки полуавтоматом регламентирован действующими нормативами, которые определяют следующий состав оборудования и расходных материалов:
- сам сварочный полуавтомат, обеспечивающий требуемый режим обработки;
- специальная присадочная проволока (порошкового типа или сплошного сечения);
- инертный газ.
Проволока для полуавтоматического сваривания нержавейки должна соответствовать категории расходного материала, прошедшего термическую обработку или быть холоднотянутой. Она может выпускаться в виде изделий, имеющих повышенный (П) или обычный класс точности. Класс (П) традиционно применяется с целью улучшения качества «чернового» шва.
Поскольку известные сплавы нержавейки различаются по своему химическому составу, то и проволока для сварки должна выбираться с учётом этих отличий. В данном случае вполне подойдёт расходный материал, рассчитанный на выбранное оборудование (полуавтомат).
Проволока бывает порошковой или в сплошном исполнении; причём последний вариант применяется при работе в газовой защитной среде. Благодаря подаче газа в зону сварки воздух в неё практически не попадает, что повышает качество полученного шва.
При порошковом способе организации сварки присадочный материал уже содержит флюс и газ, необходимые для нормального протекания процесса.
Обратите внимание: в рядовых условиях, как правило, используется проволока диаметром 0,6 и 0,8 мм.
В процессе сварки с использованием аргона необходимо внимательно отслеживать текущую температуру свариваемого металла и припоя, силу тока и его полярность, а также зазор между заготовками.
ТИГ технология
Дуговая сварка по TIG технологии также проводится с применением полуавтомата. Для нее применяют неплавящиеся вольфрамовые электроды, на которые может подаваться как постоянный, так и переменный ток.
Основной инструментальной составляющей при сварке аргоном является газовая горелка, на которой фиксируется вольфрамовый стержень и подающее газ сопло. Используемый вместо проволоки припой подносится к зоне формирования дуги вручную; при этом как его подачу, так и перемещение газовой горелки контролирует только сварщик-оператор.
В отличие от других видов сварки нержавейки порядок формирования шва этим методом исключает какие-либо поперечные движения. То есть припой вместе с горелкой перемещаются только вдоль осевой линии шва.
Инвертором
Сваривание нержавейки в бытовых условиях может быть организовано путём использования электронного инвертора, обеспечивающего поддержание качественной сварочной дуги.
Перед началом работ стыки изделий из нержавейки тщательно зачищаются с помощью металлической щётки. В случае необходимости производится подготовительная разделка фасок, проводимая в соответствии с типом соединения и толщиной самих изделий. С порядком выбора указанных параметров можно ознакомиться в специальной таблице.
При сварке инвертором в домашних условиях необходимо контролировать температуру заготовок в месте образования шва, которая не должна превышать 150-ти градусов. Во-вторых, нужно выбрать режим формирования соединения с использованием малых токов и высокой скоростью, исключающей какие-либо колебания небольшой по размеру дуги.
Ещё одно условие качественной сварки – обязательное использование подложек, обеспечивающих эффективный отвод тепла от свариваемых заготовок. Изделия из нержавейки, имеющие достаточно большую толщину, перед сваркой должны предварительно разделываться.
Для проведения мероприятий этого класса потребуются электроды, предназначенные специально для нержавейки. Сама сварка выполняется «на короткой дуге» в отсутствии ненужных поперечных колебаний. Также отметим, что для электродов диаметром 3 миллиметра ток на инверторе выставляется в пределах 80-ти Ампер.
По завершении сварочных работ швы окончательно зачищают металлической щёткой, а затем обрабатывают особой антикоррозийной пастой. По истечении некоторого времени, остатки этого состава смывают чистой проточной водой.
Холодный метод
Технология холодной сварки нержавейки не предусматривает плавления материала в рабочей зоне, поскольку процесс спайки отдельных частей в этом случае происходит на молекулярном уровне. В отличие от рассмотренных ранее методов, эта технология не нуждается в сложном оборудовании, а реализуется с помощью двухкомпонентного клеевого состава с присадками.
Клеевой состав выпускают в виде специальных трубочек, от которых непосредственно перед применением отрезают небольшой фрагмент, а затем разогревают и тщательно разминают прямо в руках. После этого ремонтную «заплату» наносят на очищенное от различных загрязнений и обезжиренное место повреждения (отверстие, трещину) или на участок склейки.
Холодная сварка в домашних условиях применяется обычно при необходимости ремонта различных емкостей или труб из нержавеющей стали и имеет определённые недостатки.
Прежде всего – это временность её применения, поскольку холодная сварка используется лишь как средство экстренного устранения неисправности или дефекта. Кроме того, она не может применяться при работе с разнородными металлами и не подходит для качественного и долгосрочного соединения двух заготовок из нержавейки.
С другими металлами
При необходимости сопряжения нержавейки с различными инородными структурами обязательно учитываются особенности каждого из этих материалов, а также подбираются соответствующие режимы и тип электродов.
Сварка разнородных сталей (нержавейки с алюминием или чёрными металлами, например) приводит к эффекту, в результате которого в зоне плавления присутствуют сразу два металла. Причём свойства этих компонентов передаются сварному шву неравномерно, так что в случае выгорания одного из них соединение получается недостаточно надёжным.
При сварке алюминия и нержавейки, как правило, применяют известный метод, предусматривающий использование неплавящихся электродов в среде аргона. Такое сваривание реализуется с помощью специальной горелки с закреплённым на ней рабочим стержнем из вольфрама и с подаваемым в зону горения защитным газом.
Этот вид сварочных операций относится к категории наиболее сложных и ответственных мероприятий и нуждается в самом современном оборудовании и высоком профессионализме сварщика.
При необходимости приваривания нержавейки к чёрному металлу (стали и её сплавам) также следует воспользоваться вольфрамовыми неплавящимися электродами и работать в защитной газовой среде (аргоне).
Ко всему сказанному следует добавить, что к перечню способов соединения нержавейки при желании можно добавить холодное сплавление под большим давлением и контактную сварку.
