Vetaif.ru

Авто журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Можно ли сварить нержавейку полуавтоматом

Сварка нержавейки полуавтоматом в среде аргона и углекислым газом

Употребляемое в разговорной речи слово «нержавейка» представляет собой низкоуглеродистую сталь с добавлением хрома. В результате взаимодействия с кислородом хром создает защитную оксидную пленку, которая противодействует ржавлению металла.

Если в составе металлического сплава находится от 12% хрома, то он уже относится к категории нержавеющих и обладает устойчивостью к коррозии. В то же время работа с этим материалом требует определенной подготовки металла перед проведением сварочных работ. На качество сварочных работ влияет выбор рабочего сварочного режима и правильный подбор расходных материалов.

  • Свойства нержавеющего сплава
  • Сварка полуавтоматом
    • В среде аргона
    • В среде углекислого газа

Поверхностный антикоррозийный слой металла обладает устойчивостью к восстановлению. В составе современных антикоррозийных сплавов могут присутствовать в незначительных количествах: углерод, титан, никель, молибден, ниобий. Все эти элементы также повышают стойкость к коррозии и улучшают качество стали.

В зависимости от микроструктуры нержавеющая сталь может иметь различные свойства и применяться в разной среде:

  1. Сталь с содержанием хрома и никеля относится к классу аустенитной. Ее отличают высокие показатели устойчивости к ржавлению, пластичностью, прочностью и немагнитностью.
  2. Сплав с содержанием хрома и железа называется ферритным. Он устойчив к термической закалке и может использоваться в агрессивной среде.
  3. Сплав с содержанием углерода и хрома называется мартенситным и используется в слабоагрессивной среде. Объясняется такое применение высокой твердостью и одновременно хрупкостью сплава.

Особенности нержавеющей стали

Нержавейка отличается от обычной низкоуглеродистой стали тем, что в ее составе присутствует небольшое количество хрома. С одной стороны, это делает ее более устойчивой к воздействию кислот. С другой же — у металла снижается теплоотдача и проводимость тока. Это также отражается на ухудшении сопротивлению действия воды и химических веществ, а еще осложнением термической обработки.

Возникает резонный вопрос — какими способами выполнять неразъемное соединение заготовок и можно ли варить нержавейку полуавтоматом? Ручной способ хорош и востребован, но при серийном производстве он неэффективен. В чем же специфика обработки стали полуавтоматическими установками?

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.
Читать еще:  Доставка грузов в Амурскую область особенности

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.

Если рассматривать сам процесс сварки, отличии сварки нержавейки от сварки углеродистой стали в том, что здесь процесс сварки сопровождается высокой температурой, при помощи которой идет расплавление кромок деталей, которые предстоит соединить. Одновременно происходит также расплавления (обычно) и сварочного электрода или проволоки, при помощи которой происходит формирование шва.

Если варить нержавейку обычным способом, различные добавки, придающие особые свойства нержавейке, такие как антикоррозийные, жаропрочные, при нагревании попросту выгорают.

Это такие добавки, как хрома, который делает сталь более прочной и устойчивой к температурам, а также свойства невосприимчивости к различного вида коррозии и никель в количестве не ниже 8% делает сталь более пластичной и немагнитной, кремний в составе помогает оставаться с теми же характеристиками при нагревании. Добавка марганца позволяет стали оставаться прочной при изгибе и пружинить.

Конечно, обработка стали тем или другим способом после плавки также влияет на ее свойства. Но более всего влияет сварочный процесс на содержание легирующих металлов, а значит на свойства сварочного шва, который в идеале должен стремиться по качеству к основному металлу. Задача технолога сварочного производства или специалиста – сварщика – подобрать такую технологию сварки, которая наиболее сохранила бы состав стали в сварочном шве и обеспечила кристаллизацию его без без образования трещин в районе сварочного шва.

Нужно помнить, что электрод или проволока, которую применяют при ручной сварке или сварке полуавтоматом для нержавейки, например, стали, содержащей никель и хром одновременно, нагревается гораздо быстрее, чем электрод из обыкновенной низкоуглеродистой стали, поэтому это нужно учитывать при работе. При этом стыки материалов проплавляются быстрее и на большую глубину.

Если это сталь хромистая, без добавления никеля, по температуре и глубине проплавления она будет схожа на малоуглеродистую сталь. От этого и выбираем величину сварочного тока и остальные режимы сварки нержавейки полуавтоматом. Естественно, сила тока в первом случае должна быть минимальной, примерно на 20% ниже, чем для хромистой стали или малоуглеродистую.

Также сварку необходимо проводить в один проход, чем короче время нагрева, тем лучше качество шва получаем.

Разработана и технология охлаждения шва после каждого прохода, если необходимо варить несколькими валиками.

Необходимо учитывать, что нержавейка должна будет расширяться, для этого нужно оставлять зазор до 15% больше, чем для других материалов.

При разогреве хромистой стали от 450 до 850 градусов происходит «выгорание» карбидов хрома, что приводит к тому, что сварочный шов и зона вокруг него теряют свойства противодействия коррозии. Кроме того, возникают вдоль шва микротрещины, в которые попадает влага, из –за чего возникает коррозия различных видов: точечная, щелевая, под напряжением.

Технология сварки нержавейки полуавтоматом

Сварка нержавейки должна происходить под прикрытием газовой среды. Это может быть и сварка под флюсом или покрытым электродом, когда флюс, сгорая, образует покрытие из окислов специального состава. В настоящее время применяется сварка нержавейки полуавтоматом в среде аргона или углекислого газа. Защитная среда защищает сварочную ванну от окисления кислородом воздуха и азота. Конечно, аргон является лучшим материалом, он инертный, не вступает в реакцию ни с одним из элементом сварочной ванны, но для работ типа хобби он не очень применяется из – за его дороговизны.

Аргон хорош для сварки ответственных деталей, а также деталей, имеющих небольшую толщину. Но, если требования не столь высокие, применение углекислого газа для защиты сварочного шва очень оправдано.

Итак, что бы начать работы, на сварочном оборудовании нужна настройка полуавтомата для сварки нержавейки. Для этого процесса производим такие действия:

  • самое первое, нужно установить обратную полярность;
  • так как у нас задача, минимально уменьшить нагрев и проплавление кромок, устанавливаем наклон электрода или проволоки немного вперёд;
  • чем меньше длина дуги, тем лучше защита сварочной ванны, поэтому вылет проволоки устанавливаем на длину 12 мм;
  • для защиты сварочной ванны и её хорошего охлаждения выбираем расход газа в пределах от 6 до 12 кубических дециметров за минуту, например металл толщиной 1,5 мм, проволока 1 мм, расход 6 -7 литров за минуту;
  • для очищения от паров воды, которая, вступая в реакцию во время сварки, выделяет углекислые соли металлов, применяют предварительно нагретый до 200 градусов порошок медного купороса в расчете 25 грамм на баллон газа или его смеси;
  • далее на настройках устанавливаем скорость сварки и её траекторию, лучше начинать не с края, а отступив 5 см от края;
  • выставляем необходимую силу тока, примерно 20% ниже, чем для обычных сварочных работ.
Читать еще:  Как выставить руль в нулевое положение

Проволоку выбираем от 0,8 до 2 мм, газ можно выбрать в такой смеси, 80% аргона и 20% углекислого газа, можно использовать полностью углекислый газ. В принципе, смесь можно составлять самому. Если проволока будет толщиной 1 мм, максимальный ток для неё будет 150 Ампер, рабочий ток выбираем от 100 до 125 Ампер, напряжение в дуге выставляем 20 В.

Место сварки предварительно очищаем от грязи, снимаем жировую пленку и поверхностную оксидную пленку, которая более тугоплавкая. Поверхностную пленку можно снять при помощи ошкуривания или при помощи травления кислотой.

Затем нагреваем до температуры 200 градусов, что бы подготовить металл и осушить его и начинаем сварку.

Процесс сварки электродом

Какой лучше купить сварочный полуавтомат для сварки нержавейки

Выбирая оборудование, нужно учитывать то, что таких аппаратов выпускается не очень много. Во первых, на аппарате должна быть:

  • возможность переключать полярность,
  • должна быть регулировка для работы током небольшого значения,
  • иметь переключение на переменный ток, возможность работы в импульсном режиме.

По типу аппарата это могут быть как инверторные аппараты, так и трансформаторного типа.

Сварочный инвертор EWM PICO 162

Если рассматривать, как критерий оценки – отзывы сварщиков, одним из самых работающих инверторов считают EWM PICO 162. По сравнению с другими, работает стабильно, причем независимо от условий работы, можно считать профессиональным аппаратом, производитель Германия – Чехия. Единственный недостаток – высокая цена, от 44000 тысяч, для хобби можно выбрать модель подешевле, например, инвертор производства Россия – Китай Сварог ARC160 стоит от 12000 рублей, хотя по отзывам им также очень довольны. Неплохими профессиональными аппаратами могут быть и Lincoln Electric, PPI Minarc.

Есть аппараты, работающие в режиме MIX TIG, который состоит в том, что аппарат работает, применяя попеременно применяя постоянный и переменный токи, при этом происходит разрушение тугоплавкой оксидной пленки на поверхности нержавейки. Кроме того, у них есть режим прихватки шва в режиме точечной сварки. Это такие аппараты, как TRITON ALUTIG, Aurora PRO Inter, Сварог PRO TIG, Aurora IRONMAN, Fubag intig. По цене они отличаются, как и по мощности, но это выбирают индивидуально.

Аппарат аргонно-дуговой сварки Aurora Inter TIG 200 AC /DC Pu

Что касается выбора проволоки для сварки нержавейки полуавтоматом, лучше для этой цели открыть ГОСТ 10052-75

Там указано достаточно точно, для какого материала и для какой толщины выбирать проволоку.

Точность при выборе сварочной проволоки действительно очень важна, так как в составе стали находится хром, никель или оба этих элемента. Процесс плавления и кристаллизации, который происходит в сварочной ванне, непосредственно влияет на качество шва. Существуют электроды двух типов, это основные, такие как СЭЗ ЗИО -8 и рутиловые, покрытые Ti O 2 (двуокись титана). Последний вид более надёжный и практичный, даёт меньше брызг металла при работе.

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

Особые для сварщика свойства нержавеющей стали

Нержавеющая сталь обладает следующими свойствами, влияющие на процесс выполнения сварочных работ:

Низкая теплопроводность

Теплопроводность нержавеющей стали в 2 раза ниже, чем у низкоуглеродистых сплавов. Из-за этого происходит перегревание сварочной ванны и проплавление стали, что, в свою очередь, приводит к ухудшению антикоррозийных свойств нержавейки. Для предотвращение указанных негативных процессов рекомендуется уменьшать на 20% силу тока и применять средства принудительного охлаждения сварочной ванны.

Небольшая температура плавления

Небольшая температура плавления в сумме с низкой теплопроводностью приводит к образованию в сварочной ванне жидкого расплава с температурой свыше 500 градусов. В этих условиях начинает происходит межкристаллитная коррозия – образование карбидов железа и хрома. В дальнейшем в местах концентрации карбидов образуются микротрещины, в которые проникает вода, провоцируя коррозийные процессы.

Рецепт предотвращения межкристаллитной коррозии – это принудительное охлаждение сварочной ванны (водяное, струёй инертного газа и пр.).

Высокий показатель теплового расширения

В условиях низкой теплопроводимости данный фактор приводит к линейной усадке и термической деформации кристаллической структуру нержавеющей стали. Для предотвращения усадки между свариваемыми деталями оставляется достаточно широкий зазор, в который и будет расширяться перегретая нержавейка.

Низкая электропроводность

По сравнению с другими сплавами железа нержавейку можно назвать изоляционными материалом, настолько слабо нержавеющая сталь проводит электрический ток. Из-за этого свойства происходит перегревание электродов в процессе сварочных работ, особенно, если они относятся к высоколегированным разновидностям, т.е., содержат большое количество никеля и хрома.

Финальная обработка

После сваривания металлических деталей на их поверхности могут образовываться дефекты в виде пузырьков. Это происходит в результате воздействия на металл высоких температур.

Читать еще:  Экспорт на украину из россии

Избавиться от подобных деформаций можно легкими постукиваниями молотка по материалу через гладилку. Удары надо начинать наносить от края изделия, перемещая их постепенно к центру. Если процедура не помогла, тогда сталь предварительно разогревается, а простукивание повторяется.

Застывшие на поверхности конструкции брызги от сварки удаляют щеткой по металлу. Образовавшиеся на сварных соединениях окалины убирают с помощью специальных растворяющих составов. После зачистки швы обрабатывают антикоррозионными средствами, формирующими защитную хромовую пленку.

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.»

Виды сварки нержавейки

  • сварка с применением покрытых электродов, выбор которых облегчит знакомство с ГОСТ10052-75;
  • сварка в аргоновой среде вольфрамовым электродом, степень легирования которого подбирается большей, чем у свариваемой нержавейки;
  • сварка полуавтоматом.

Нержавеющая сталь максимально сохраняет свои свойства и структуру металла при сварке полуавтоматом. Защитной средой при выполнении работ является смесь аргона и углекислоты. При 2% углекислоты в этой смеси создаются оптимальные условия получения очень качественного шва. Но для снижения затрат ее процентная доля может доходить до отметки 30. Альтернативой аргону может стать доступный и более дешевый ацетилен. Но повышенная опасность при работе с ним является безусловным минусом.

Этот вид сварки предусматривает применение проволоки из сплава никеля. Применение обычных марок стальной проволоки также возможно, но с худшими качественными характеристиками на выходе.

Роль защитного газа

Выбор способа сварки в среде смеси аргона и углекислоты позволяет изолировать от воздействия воздуха, главным образом от азота, сварочную ванну. Влияние атмосферных воздействий на металлургические процессы, протекающие во время сварки, сводятся к минимуму. В газовой среде интенсивнее сгорает применяемая проволока, обеспечивая получаемому шву улучшенные характеристики.

Конструктивно сварочный полуавтомат во время операции сварки обеспечивает:

  • механическую подачу в зону сварки присадочной проволоки, причем скорость подачи настраивается;
  • подачу защитной газовой смеси;
  • охлаждение горелки;
  • возможность доступа и проведение работ в неудобных местах.

Работая с полуавтоматом горелку отклоняют слегка назад и выдерживают расстояние от ее сопла до шва в 8-12 мм. Ток подается на наконечник сопла, через который выходит проволока. Защитный газ и сварочная проволока подаются одновременно. Сварочная дуга расплавляет металл. Процесс сварки обеспечивается подачей расплавленного электродного металла в саму сварочную ванну, функцию защиты которой выполняет газовая смесь.

  • соблюдать наклон горелки и допустимый вылет проволоки;
  • обеспечить обратную полярность;
  • контролировать расход газа (6-12 кубических метров в минуту);
  • использовать осушитель;
  • варить шов плавно, колебательные движения исключить;
  • не начинать и не заканчивать сварку на краю детали;
  • промазать свариваемые детали водно-меловым раствором для защиты их поверхностей от расплавленных брызг.

Устранение последствий деформации

Деформация – частое явление после сварки. Тут бессильны и знания и опыт – уж очень капризный материал. Стараясь не нанести другой вред изделию (трещины, разрыв) изделие правят винтовыми прессами, прокатом (эффективно для изделий из тонкой листовой нержавейки), домкратами. Помощником в борьбе с деформациями может быть молоток или горелка. Молотком простукивают деталь через прокладку-гладилку от края к центру выпуклости. Во втором случае прогревание выступа круговыми движениями горелки и простукивание молотком осуществляется до полного выравнивания.

Снизить вероятность будущего напряжения металла позволяет местный подогрев области сварки до начала работ (примерно, до 300 градусов). В готовых изделиях напряжение металла снимается после его прогрева до 660 градусов с последующим свободным остыванием. Для самого сварочного шва температура нагревания – 760 градусов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector