Заказать замер

Сварка нержавеющей стали: как получить красивый и прочный шов.

Давно известно, что нержавеющая сталь – красивый, долговечный, прочный и жаростойкий материал, который часто используется как для промышленных целей (трубопроводы, системы хранения, котлы и т.п.), так и для декоративного и поделочного искусства и украшения. Классической производственной задачей является, например, соединение двух и более деталей из нержавеющей стали с помощью сварки.
Качественная и эстетичная сварка элементов из нержавеющей стали требует профессиональных навыков, а также знания теоретической базы. В данной статье мы рассмотрим различные виды сварки деталей из нержавеющей стали.

Нержавеющая сталь - что это?


Впервые выплавка нержавеющей (атмосфероустойчивой) стали была осуществлена более ста лет назад, в 10х годах двадцатого века. Этот, нынче очень популярный сплав, изготавливается на основе низкоуглеродистой стали с добавлением хрома, никеля и марганца. Изменяя долю каждого из легирующих элементов, получают четыре типа нержавеющей стали:
  • Аустенитная нержавеющая сталь
  • Ферритная нержавеющая сталь
  • Мартенситная нержавеющая сталь
  • Аустено-ферритная нержавеющая сталь, также известная как дуплекс.

На российском рынке наиболее часто встречаются аустенитные нержавеющие стали, такие, как сталь AISI 201 и AISI 304, классифицируемые по американскому стандарту AISI. Существует и европейский стандарт классификации нержавеющих сталей, его обозначение - EN 10088-1.

Технологические процессы, применяемые в сварке нержавеющей стали


Наиболее популярные сварочные технологии:
  • Дуговая сварка ММА
  • TIG-сварка
  • MIG-сварка
  • Сварка кислородно-ацетиленовой горелкой
  • Сварка горелкой SAW

ЭТО ИНТЕРЕСНО

Нержавеющая сталь также может быть спаяна присадочными прутками, содержащими 40 % серебра. Это очень дорогой способ сварки, но он дает лучший результат с точки зрения внешнего вида и прочности полученных швов, что важно в некоторых отраслях, например в производстве продукции для аэрокосмической отрасли или ювелирке.

Меры безопасности


Использование любого сварочного оборудования - это процесс повышенной опасности, и безопасность здесь находится на первом месте.
Тщательно спланируйте свою работу и подготовьтесь. Для работы необходимо использовать следующие средства защиты:
  • Сварочные перчатки
  • Сварочная маска с автоматическим затемнением
  • Респираторная маска
  • Сварочный фартук
  • Защитные рукава
  • Спецобувь

Мы настоятельно рекомендуем все эти аксессуары, так как ваша безопасность крайне важна.
Кроме того, убедитесь, что все свариваемые элементы надежно закреплены и не могут двигаться.
Только когда вы как следует экипированы и план работы готов, можно приступать к сварке!

Дуговая сварка ММА


Даже если у вас есть обычный аппарат для дуговой сварки, вы сможете сварить элементы из нержавейки, используя покрытый электрод, используя сварку плавлением.
В зависимости от материалов, которые мы собираемся соединять, электроды различаются. Например, в случае сварки нержавеющей стали, нам понадобится электрод с покрытием для нержавейки, чтобы сварить две пластины из нержавеющей стали.
Дуговая сварка нержавеющей стали особенно подходит для листов нержавейки толщиной от одного до десяти миллиметров.
Как следует из названия, этот процесс основан на электрической дуге. Источник питания создает электрическую дугу между электродом и основным материалом (наша нержавеющая сталь) за счет короткого замыкания. Эта дуга создает высокую температуру (до нескольких тысяч градусов), которая плавит металлы и позволяет их таким образом соединять.
Для достижения этого сплава листы нержавеющей стали должны быть сначала соединены с помощью металлического зажима, который предотвращает их перемещение во время сварки. Затем, как только детали будут на месте, их необходимо электрически соединить с помощью заземляющего зажима.
Кроме того, с электродом из нержавеющей стали с покрытием можно работать через держатель электрода. Этот держак полностью изолирован от тепла, что позволяет вам безопасно управлять электродом и, следовательно, подводить электрическую дугу туда, куда вам нужно.

Наши советы:
Ваша безопасность превыше всего, поэтому перед использованием сварочного аппарата наденьте защитную одежду и другую защиту. Крайне важно защитить ваши глаза, потому что шлак сварного шва из нержавеющей стали при охлаждении лопается и разбрызгивается повсюду.
Дуговая сварка требует определенной ловкости, и результаты первых попыток часто разочаровывают. Разумеется, для изучения правильной техники сварки важна большая практика.
Сварочный аппарат должен быть правильно настроен, поэтому внимательно прочитайте инструкцию к вашему аппарату. Также необходимо подключить аппарат ​​к держаку и свариваемым деталям (как правило, плюс - к электроду и минус – к заземляющему зажиму свариваемых деталей из нержавейки).
Также важно, чтобы был определенный угол между электродом и свариваемой поверхностью. Этот угол зависит от типа сварки, которую вы хотите выполнить (сварка встык, сварка с внутренним углом, сварка с внешним углом и т. д.). Также необходимо двигаться вдоль сварного шва под углом.
Кроме того, когда мы подносим электрод близко к месту, которое мы хотим сварить, мы должны немного отступить перед тем, как проскочит искра дуги, а затем мы должны держать его на таком же расстоянии от металла. Этот шаг требует опыта, так как электрод плавится постепенно, поэтому вы должны обратить внимание и приспособиться к точному сварному шву.
Электрическая дуга также используется в других областях, таких как плазменные горелки или свечи зажигания в двигателях, работающих на бензине.

TIG-сварка


Сварка TIG (вольфрам в среде инертного газа) является наиболее подходящей ручной сваркой для нержавеющей стали. Она идеально подходит для получения более тонких и прочных сварных швов, поскольку горелка достаточно компактна для сварки в местах и ​​под углами, которые труднодоступны при дуговой сварке. Однако это также и самый дорогой вид сварки.
Аппараты TIG имеют несколько параметров, поэтому убедитесь, что вы используете правильные параметры для сварки нержавеющей стали. Кроме того, вам понадобится газ. Поэтому вам потребуется баллон с аргоном, подходящий для сварки нержавеющей стали методом TIG.
При работе мы ведем факел одной рукой, а другой будет использоваться для подачи наполнительного стержня. Последний должен быть совместим с деталями, которые мы хотим сварить. Например, если детали изготовлены из нержавеющей стали 304, стержень должен быть из нержавеющей стали 308L, а если вы свариваете пластины из нержавеющей стали 316, он должен быть из нержавеющей стали 316L.
Сварка TIG, как и MIG, является дуговой сваркой. Они состоят из одних и тех же элементов: сварочной ванны, защиты и присадочного металла. Плавку осуществляет электрическая дуга, защиту обеспечивает аргон, а присадочным металлом является стержень из нержавеющей стали.
Ваша металлическая столешница должна быть соединена зажимом заземления. Затем на конце вольфрамового электрода создается электрическая дуга, которая расплавит нержавеющую сталь и создаст плавильную ванну, в которой вы должны вручную работать со стержнем из нержавеющей стали. Таким образом, капли нержавеющей стали с вашего стержня образуют сварной шов между двумя пластинами из нержавеющей стали.
Таким образом, сварка TIG является наиболее подходящей, поскольку горелка более удобна в обращении. Кроме того, некоторые горелки управляют подачей газа с помощью кнопки, а другие сварочные станции имеют педаль для нагрева горелки.

Наш совет:
  • Если жидкий металл брызгает, значит, горелка недостаточно мощная, поэтому увеличьте силу тока.
  • Наоборот, если сила тока слишком высока или вы слишком долго используете горелку в определенной точке, вы рискуете расплавить слишком много нержавеющей стали.
  • Для сварки оптимальный угол между плоским листом и вашей горелкой составляет 75 градусов. Мы рекомендуем сохранять расстояние около 2 см между концом горелки и желаемым соединением.
  • После сварки необходимо подождать, пока нержавеющая сталь и горелка остынут, прежде чем брать их в руки и перемещать. Затем вы можете отшлифовать детали с помощью орбитальной шлифовальной машины и абразивного диска для получения чистой поверхности.

MIG-сварка


Сварка MIG (металлический инертный газ, также называемая GMAW) в основном используется для сплавления очень толстых деталей из нержавеющей стали и, следовательно, для заполнения. Конечный результат менее «чистый», чем сварка TIG, но это решение намного дешевле.
MIG также является формой дуговой сварки. Мы снова находим те же элементы: сварочную ванну, защиту и присадочный металл. Электрическая дуга осуществляет плавление, защиту обеспечивает газ аргон, а присадочный металл поступает автоматически из горелки (проволока плавится во время сварки).
Поэтому для сварки MIG необходимо получить запас проволоки из нержавеющей стали и аргона.
Преимущество MIG в том, что вы можете сделать это одной рукой, так как все включено в горелку.

Наши советы:
  • Чтобы сварка получилась качественной, горелку необходимо держать под углом около 30 градусов.
  • Не перемещайте резак слишком быстро или слишком медленно. Если движения будут слишком быстрыми, нержавеющая сталь не расплавится. С другой стороны, если они будут слишком медленными, нержавеющая сталь слишком сильно расплавится.
  • После сварки подождите, пока нержавеющая сталь и горелка остынут, прежде чем брать их в руки и перемещать. Кроме того, не забудьте выключить газ, когда закончите сварку.
  • Поскольку при сварке MIG образуется значительное количество шлака, удалите его специальной проволочной щеткой из нержавеющей стали.

Сварка кислородно-ацетиленовой горелкой


Мы настоятельно не рекомендуем использовать горелку для сварки нержавеющей стали, так как этот метод устарел.
Подавляющее большинство результатов, которых вы можете добиться с помощью горелки, очень разочаровывают, и внешний вид часто будет выглядеть как обугливание или горение.
Настройки кислородно-ацетиленовой горелки для сварки нержавеющей стали очень сложны, особенно в зависимости от толщины листов. Кроме того, нержавеющая сталь проводит меньше тепла, чем другие стали, и имеет высокий коэффициент расширения, что усложняет сварку горелкой.
Если вы все же хотите остановить свой выбор на этом варианте, вот наши советы:
  • Пламя горелки должно быть слегка науглероживающим.
  • Стык и присадку необходимо покрыть специальной смывкой (наносится кистью).

SAW – Сварка под флюсом


Как и большинство технологий сварки нержавеющей стали, SAW (дуговая сварка под флюсом) представляет собой процесс, основанный на использовании электрической дуги. Отличия здесь в том, что процесс автоматизирован, а электрическая дуга покрывается гранулированным флюсом. Поскольку дуга находится под флюсом, нет необходимости в газе, как это происходит в случае MIG или TIG.
Это решение является универсальным и в основном используется для продольных и кольцевых стыковых швов. Мы встречаем эти сварные швы прежде всего в конструкции труб и сосудов, предназначенных для высокого давления и изготавливаемых из нержавеющей стали. Поскольку они пользуются большим спросом в агропродовольственном секторе, многие производители котлов используют этот тип сварки.

Автоматическая сварка нержавеющей стали

Ручная сварка подходит для небольших деталей или деталей, с которыми легко обращаться.
Однако иногда необходимо сваривать гораздо более крупные детали или детали более сложной формы, особенно при изготовлении котлов.
В этих случаях автоматическая сварка является лучшим вариантом, поскольку она оставляет гораздо меньше места для ошибок.

Плазменная сварка на координатном столе/автоматическая плазменная головка, орбитальная сварка и автоматическая сварка TIG

Компактные автоматические сварочные системы (The small automatic welding stem) - это форма автоматической сварки, в которой используются инструменты и оборудование с электронным управлением для обработки и сварки с минимальным человеческим контролем. Инструменты и оборудование, подключенные к источнику сварочного тока и устройствам подачи проволоки, позволяют точно управлять каждым параметром сварки и тщательно контролировать качество сварки. Такой уровень точности и контроля может повысить производительность, уменьшить количество дефектов и снизить общие производственные затраты. Как правило, процесс используется в легко воспроизводимых процессах с большим объемом.
Компактные автоматические сварочные системы идеально подходят для сварки труб из нержавеющей стали или между трубами и листами, поскольку процесс идет по заданным траекториям. Процесс аналогичен орбитальной сварке, так как последняя состоит в вращении электрической дуги вокруг детали непрерывно и более чем на 360 градусов.

Автоматическая сварка нержавеющей стали на координатном столе


Автоматический координатный сварочный стол TIG является практичным решением при сварке двух больших деталей из нержавеющей стали, например, при изготовлении резервуара из нержавеющей стали. Цилиндрический резервуар состоит из верхней части, дна и корпуса резервуара, который представляет собой конус или цилиндр. Цилиндр часто сваривают на автоматизированном сварочном стенде один или два раза, в зависимости от длины базовых панелей.

Роботизированная сварка


Сварочный робот, несомненно, является одним из самых известных процессов в мировой промышленности, особенно в автомобильной индустрии.
Роботизированная сварка значительно экономит время и, следовательно, повышает производительность. Эти роботы имеют автоматизированные функции и выполняют повторяющиеся задачи по позиционированию и сварке деталей.
Сварочные роботы могут выполнять сварку MIG и TIG. В этом случае на выходе мы чрезвычайно точную и качественную сварку.
Очевидно, такой вид сварки возможен только в условиях индустриального масштаба производства, при условии большого количества однотипных швов.