Как правильно варить аргоном нержавейку. Как варить аргоном нержавейку?

Процесс очистки элементов стали перед сваркой исключает возможность образования оксидов в обрабатываемом металле, так как наличие оксидов может ослабить качество и прочность сварного шва. Если требуется, можно использовать и различные инструменты для подготовки металла.

Аргонная сварка нержавейки: тонкости технологии и основные правила проведения работ

Нержавеющая сталь представляет собой материал с особыми особенностями, что делает процесс её сварки довольно сложным. Однако при использовании аргонового газа в процессе сварки можно добиться ровного и высококачественного шва. Для успешного освоения этого процесса важно начать с изучения различных свойств этого трудно соединяемого сплава. В данной статье мы подробно рассмотрим, что такое сварка нержавеющей стали аргоном, а также обратим внимание на особенности и технологии выполнения этой работы.

Нержавеющие стали отличаются от обыкновенной стали, прежде всего, коррозионными свойствами, которые они получают благодаря добавлению различных легирующих элементов, таких как хром (в количестве до 20%), никель, марганец, молибден и другие компоненты. Эти добавки не только улучшают коррозионную стойкость материала, но и придают ему различные эксплуатационные характеристики, что, в свою очередь, приводит к определённым трудностям при выполнении аргонной сварки нержавеющей стали.

К числу наиболее важных свойств нержавеющих сталей можно отнести следующие:

1. Теплопроводность: Нержавеющая сталь обладает теплоотводом, который в два раза меньше, чем у низкоуглеродистых сталей. Отвод тепла из области аргонной сварки происходит медленно, что может привести к перегреву и, как следствие, к пережогу. В связи с этим рекомендуется устанавливать силу сварочного тока примерно на 20% ниже, чем при сварке других видов стали.
2. Коэффициент линейного расширения: У нержавеющей стали этот коэффициент достаточно высокий. Это означает, что изменение длины изделия при нагреве может быть значительным, что в свою очередь может стать причиной деформации или появления трещин. Чтобы предотвратить это, необходимо оставлять достаточно большие зазоры между соединяемыми деталями, особенно если детали крупногабаритные.
3. Удельное электрическое сопротивление: Нержавеющая сталь имеет высокое удельное сопротивление, что ведёт к нагреву электрода. Для получения качественного соединения следует соблюдать такое правило: для создания коротких швов требуется использовать длинные электроды с более высоким сопротивлением. Для сварки больших участков следует использовать электроды длиной примерно 35 см.

Следует также отметить, что при нагревании нержавеющей стали до температуры выше +500°C наблюдается уменьшение их коррозионной стойкости соединения. Это объясняется образованием карбидов на границах кристаллов, которые начинают функционировать как аноды, что и приводит к утрате коррозионной стойкости. Именно поэтому важно следить за температурными режимами во время сварки.

Таким образом, процесс аргонового охлаждения является важным элементом, который позволяет защитить нержавеющую сталь от перегрева во время сварки. А для хромоникелевых сплавов существует технология быстрого охлаждения сварных швов.

Преимущества аргонной сварки нержавейки

При выборе метода сварки нержавеющей стали аргонная сварка имеет ряд преимуществ, обусловленных самой технологией этого процесса. Рассмотрим основные из них:

• Гладкость шва: Для получения ровного шва, который будет равномерно проплавлен на всю свою глубину, необходимо защитить сварочной металл от воздействия воздуха. Аргон, создавая специальную атмосферу вокруг сварочной зоны, позволяет вытеснять кислород (O₂) и азот (N₂), что значительно улучшает качество соединения.
• Соединение сложных форм: Этот метод позволяет соединять детали сложной формы без изменений их конфигурации благодаря низкой теплопроводности нержавеющей стали. Нагрев происходит только на небольшой площади около шва, что является преимуществом, но требует аккуратности, чтобы избежать пережога.
• Скорость сварки: Соединение деталей происходит достаточно быстро, так как температура сварочной дуги высокая, что значительно ускоряет процесс.

Хотя аргонная сварка имеет множество преимуществ, следует отметить, что метод также обладает рядом недостатков. Для его реализации необходимо специализированное и зачастую дорогостоящее оборудование, а также знание как материала, так и самого процесса сварки.

Как настроить аргонную сварку по нержавейке: нюансы подготовки

Ключевым этапом, который влияет на итоговый результат, является подготовка нержавеющей стали к предстоящему процессу аргонной сварки. Вот основные шаги, которые необходимо предпринять:

1. Обработка краёв: Тщательное очищение краёв деталей с использованием металлической щётки, наждачной бумаги или автоматического шлифования обеспечит качественную подготовку.
2. Обезжиривание: Обезжиривание поверхности применением ацетона, спирта или бензина также крайне важно для предотвращения появления грязи и оксидов.
3. Расположение деталей: Свариваемые детали должны быть расположены с учётом зазоров на расширение, чтобы избежать деформации.
4. Предварительный подогрев: Рекомендуется подогреть края деталей до температуры +200…+300 °С, особенно в случаях работы с тонкой нержавеющей сталью. Это позволяет снизить внутреннее напряжение металла и предотвращает появление трещин.

Следующим шагом является выбор материала для наполнителя или проволоки. Сечение проволоки следует подбирать в соответствии с толщиной соединяемых деталей, что особенно критично для обеспечения прочности соединения.

Сложности сварки нержавейки аргоном

При сварке нержавеющей стали важно учесть её особые свойства, которые обусловлены легирующими добавками:

1. Теплопроводность: Нержавеющая сталь, по сравнению со стандартной сталью, гораздо хуже проводит тепло — в два раза меньше. Это приводит к перегреву металла, так как отвод тепла с места горения дуги оказывается недостаточным, что нередко приводит к пережогу. Поэтому сварка нержавейки аргоном требует использования сварочного тока на 20% ниже, чем для низколегированной стали с аналогичными параметрами.
2. Температурное расширение: Высокое значение коэффициента температурного расширения у нержавеющей стали приводит к значительной усадке после нагрева, что может спровоцировать трещины в шве. Для компенсации температурной деформации важно оставлять достаточно большой зазор между соединяемыми деталями.
3. Электрическое сопротивление: Нержавеющая сталь обладает высоким электрическим сопротивлением, из-за чего при использовании легированных электродов с повышенным сопротивлением они могут перегреваться. Это может негативно сказаться на качестве шва. Если работа выполняется такими электродами, их длина должна быть минимальной, чтобы избежать перегрева.
4. Коррозионная стойкость: При нагреве выше 500°C нержавеющая сталь начинает терять свои антикоррозионные свойства. Поэтому методы аргоновой сварки предполагают оперативное охлаждение заготовок после сварки.

Подготовка нержавейки к сварке

Для обеспечения надежного соединения в процессе аргонодуговой сварки нержавеющей стали необходимо выполнить предварительную обработку поверхностей сварочных деталей. Последовательность обработки деталей из нержавеющей стали включает следующие этапы:

• Зачистка: Место сварки должно быть очищено от загрязнений — здесь используется наждачная бумага или стальная щетка для удаления окислов и загрязнений;
• Обезжиривание: Процесс обезжиривания следует проводить с использованием ацетона или высокооктанового бензина, чтобы удалить все остатки масел;
• Расстояние между деталями: Установите детали с зазором между ними;
• Подогрев: В случаях, когда выполняется сварка тонкой нержавейки, рекомендуется подогреть стыкуемые края до температуры 200 — 300˚C, что значительно снижает напряжение в металле и предотвращает образование трещин.

При выборе диаметра сварочной проволоки следует ориентироваться на толщину соединяемых деталей. Также стоит помнить, что легирующие добавки в проволоке должны быть выше, чем в свариваемой нержавеющей стали, чтобы избежать снижения прочности шва.

Сварка неплавящимся электродом из вольфрама

Процесс, который осуществляется с помощью неплавящегося вольфрамового электрода, называется сваркой TIG (Tungsten Inert Gas) и применяется для соединения тонкостенных деталей. Работа осуществляется как при помощи сварочного аппарата постоянного, так и переменного тока. Основным инструментом в данном процессе является горелка, через которую подается аргон, а в сопло вставляется вольфрамовый электрод. Сварка выполняется путём плавления сварочной проволоки, а подача и движение горелки осуществляется вручную.

Сварка нержавеющей стали аргоном проводится вдоль линии сварки без выполнения поперечных перемещений горелки. Это помогает предотвратить выход сварочной ванны из защищенной зоны и контакт жидкого металла с атмосферным кислородом, что критично для достижения качественного соединения. Аргон также должен подаваться с противоположной стороны шва, что требует дополнительных затрат на газ, но существенно улучшает качество. Чтобы избежать плавления наконечника электрода и появления следов на соединяемых деталях, важно не допускать контакта электрода с нержавеющей сталью. Дуга зажигается на графитовых или угольных пластинах, а затем переносится на металл, что помогает избежать загрязнения.

Перед началом процесса сварки необходимо правильно настроить сварочный аппарат. Для соединения двух компонентов толщиной 1 мм сварочный аппарат постоянного тока следует установить на прямую полярность, а именно: плюс должен быть подключён к электроду, минус — к свариваемым компонентам. Рабочий ток должен быть в диапазоне от 30 до 50 А, а напряжение не должно превышать 28 В. Оптимальная скорость сварки составляет 12 — 28 см в минуту с потреблением 3 — 5 литров аргона. Для работы выберите диаметр сварочной проволоки между 0,8 и 1,6 мм, ориентируясь на условия.

Горелка должна удерживаться под углом 70-80˚, в то время как проволока вставляется под углом 10-15˚. После завершения сварки важно прекратить подачу аргона через 10-15 секунд для быстрого охлаждения сварного шва и электрода, что поможет уменьшить потери газа и улучшить качество соединения, тем самым продлевая срок службы вольфрамового электрода.

Подготовка материала

Как и в случае контактной сварки низкоуглеродистой стали, перед сваркой необходимо тщательно зачистить и подогнать кромки нержавеющей стали. Для этого металл следует очистить до зеркального блеска с помощью стальной щетки и тщательно обезжирить любым подходящим растворителем.

Важно помнить, что для термоусадки сварной шов должен быть выполнен с небольшим зазором, чтобы избежать внутренних напряжений.

Также учитывайте, что не все полируемые материалы одинаково ведут себя в случае с нержавеющей сталью. Металл можно проверить на магнитную восприимчивость:

1. Если металл не притягивается к магниту, это свидетельствует о том, что перед вами действительно нержавеющая сталь;
2. Если материал прилипает к магниту, значит, он относится к обычной стали.

Соединение тонкого металла

Сварка тонкой нержавеющей стали имеет свои нюансы. Для успешного выполнения такого соединения рекомендуется подложить медную пластину под заготовки, обеспечивая тем самым удобство при соединении.

Медная пластина выполняет ряд важных функций:

• Защита шва с обратной стороны;
• Отвод избытка тепла;
• Фиксация гибких пластин в жестком состоянии.

Правильная настройка сварочного аппарата для аргоновой сварки нержавеющей стали толщиной 1 мм требует установки тока на уровне 35-37 A, а заварка кратера (DOWN SLOPE) должна проходить в течение 3 секунд. Что касается газирования после сварки (POST FLOW), то достаточно 4 секунд — этого времени более чем достаточно для надлежащего охлаждения металла.

Если края сопрягаемых деталей плотно прилегают друг к другу и надёжно закреплены, то сварку необработанной нержавеющей стали можно производить без применения присадочной проволоки, что также экономит время и усилия труда.

Сварка труб

Многочисленные трубопроводы в домах также часто выполнены из нержавеющей стали и их сварка имеет свои особенности. Для соединения таких труб необходимо уделять особое внимание качеству сварных швов, которое достигается за счет применения внутренней газовой защиты.

Как же правильно подать аргон внутри трубы? Это довольно просто. Для этого нужно загерметизировать одну сторону трубы с использованием подручных материалов:

• бумаги;
• тканевой пленки;
• резины;
• поролона и других схожих материалов.

Следует вставить трубку для подачи газа через специальный разъём и затем обернуть всю конструкцию изолентой или скотчем, чтобы предотвратить утечку газа. Давление аргона в подающем трубопроводе должно быть невысоким — согласно практике, это позволяет избежать вытека плавленного металла наружу. Используя подобное оборудование, можно добиться высококачественной сварки труб.

Важно настраивать машину для работы с толстой сталью. При аргонной сварке нержавеющей стали толщиной 3 мм рекомендуется установить ток на уровне 65 A, заварка кратера должна длиться 3 секунды, а газовая послесварочная обработка — 4 секунды для достижения надлежащего качества сварного соединения.