Аргонная сварка нержавеющей стали

Аргонная сварка нержавеющей стали

Аргонная сварка нержавеющей стали

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Свойства нержавеющей стали
  • Сложности сварки нержавеющей стали
  • Подготовка нержавейки к сварке
  • Технология TIG-сварки
  • Полуавтоматическая сварка нержавеющей стали
  • Сварка труб из нержавеющей стали

Сварка нержавейки аргоном является наиболее востребованной технологией получения надежных и качественных соединений. Применение такой технологии позволяет получать сварные швы высокого качества.

Нержавеющие стали характеризуются устойчивостью к коррозии в атмосфере и агрессивных средах. Такое свойство достигается действием легирующих добавок, входящих в их состав. Их основным компонентом является хром (в некоторых нержавеющих сплавах его количество в составе может доходить до 20 %).

 

Свойства нержавеющей стали

На сегодняшний день нержавеющая сталь – один из самых востребованных материалов, из которых производится множество различных изделий бытового и промышленного назначения. Нержавейка представляет сплав из стали и примесей определенного состава, благодаря которым коррозийные процессы либо замедляются, либо вообще не происходят.

Свойства нержавеющей стали

В зависимости от количества добавленных к стали элементов внешние качества и свойства нержавейки могут проявлять себя по-разному. Регулируя пропорциональный состав некоторых примесей, можно добиться того, что коррозия на таких металлических изделиях либо не возникнет совсем, либо проявится лишь спустя длительное время.

Нержавеющие стали используются для изготовления бытового и промышленного оборудования, различной посуды, емкостей, баков и других вещей, которые непосредственно соприкасаются с агрессивными средами.

На металлургических заводах при производстве нержавеющих сталей используют следующие химические добавления:

  • марганец;
  • хром;
  • никель;
  • медь.

Каждая марка нержавейки имеет в своем составе определенное количество добавочных элементов. С помощью уменьшения или добавления таких компонентов можно изменять химические и физические свойства стали, что позволяет применять такой материал для производства любой продукции.

Каждый из добавленных в нержавейку элементов по-своему отражается на ее качественных и технических характеристиках. Чтобы получить сталь, устойчивую к появлению коррозии и обладающую высокой прочностью, в ее составе должны присутствовать:

  • никель;
  • титан;
  • марганец;
  • молибден.

Обязательно в составе должно быть наличие и таких элементов, как:

  • кремний;
  • сера;
  • фосфор;
  • марганец.

Такие химические элементы входят в состав железной руды и всегда применяются вместе с ней при производстве нержавейки, но на ее качестве это практически не отражается.

Нержавейка представляет собой уникальный материал. Она обладает не только массой преимуществ, но и отличными внешними качествами. Сверкающая после механической обработки поверхность позволяет применять ее в качестве декоративной отделки ограждений и зданий. Довольно часто нержавеющую сталь используют как основу при создании перил для лестниц.

Основные преимущества применения нержавеющих сталей:

  • Прочность. Детали, произведенные из нержавейки, являются надежными и могут служить долгое время – в большинстве случаев срок службы составляет больше десятка лет.
  • Жаропрочность. Изделия из нержавеющей стали способны выдерживать температурные перепады и обладают устойчивостью к высокой температуре.
  • Применимость. Могут использоваться при любых условиях окружающей среды.
  • Безопасность. Нержавейка – экологически чистый материал.
  • Внешний вид. Детали из нержавеющей стали имеют довольно эстетичный вид с точки зрения внешних характеристик.
  • Коррозионная стойкость. На таких изделиях не появляется ржавчина и налет.

Производство разнообразных видов изделий из нержавеющей стали является эффективной технологией изготовления качественных конструкций, деталей и изделий, способных функционировать долгое время.

Сложности сварки нержавеющей стали

При сварке нержавеющей стали аргоном существуют некоторые сложности, связанные с техническими свойствами такого металла из-за наличия в составе легирующих добавок. В сравнении с низкоуглеродистой сталью, теплопроводность нержавейки в два раза ниже, что при сварочных работах является отрицательным фактором. Такое свойство приводит к концентрации высокой температуры в зоне сварного соединения и недостаточно активному отводу от него тепла. А это является причиной перегревания зоны шва, а иногда даже возникновения прожогов заготовки. Именно поэтому аргонную сварку нержавеющей стали необходимо производить при пониженном сварочном токе, значение которого на 20 % ниже, чем при сваривании простых сталей.

Сложности сварки нержавеющей стали

Следующей важной технической характеристикой, которой не следует пренебрегать при аргонной сварке нержавеющей стали, является высокий коэффициент линейного расширения, приводящий к повышенной линейной усадке. Такое свойство нержавейки способствует увеличению риска появления при сварных работах деформаций, в большинстве случаев приводящих к появлению трещин на обрабатываемой поверхности. Чтобы этого избежать, необходимо сварное соединение металлических заготовок производить с увеличенным зазором, что позволит компенсировать деформационные процессы.

Еще одним важным свойством нержавейки является высокий коэффициент электрического сопротивления, оказывающий негативное воздействие при сварке с применением электрода из высоколегированной стали. Отрицательным фактором является то, что большое электрическое сопротивление имеют как металл, так и электрод, а это приводит к сильному нагреванию сварочной зоны и снижению качества шва. Сваривание нержавейки такими электродами необходимо производить на изделиях с минимальной длиной.

Нарушение правильных термических режимов при аргонной сварке нержавеющей стали может привести к тому, что сплав утратит свои антикоррозионные свойства.

Такое можно объяснить следующим. При температуре нагрева зоны шва больше +500 °С на границах кристаллических зерен металла образовываются карбид железа и хрома. Так возникает очаг коррозии и ее дальнейшее распространение. Этот процесс получил название «межкристаллитная коррозия». Во избежание такого отрицательного явления необходимо сразу после окончания сварочных работ быстро охладить деталь. Но эта методика будет эффективна лишь при сварке нержавеющей стали хромоникелевой группы.

Подготовка нержавейки к сварке

Подготовка нержавейки к сварке

Перед аргонной сваркой нержавеющих сталей, по аналогии с другими металлами, необходимо производить предварительную подготовку поверхностей. Для этого выполняется ряд следующих действий:

  • при помощи наждачной бумаги или любого абразивного материала нужно зачистить предназначенные для сварки поверхности;
  • затем следует обезжирить зачищенные участки растворителем или ацетоном;
  • при сварке тонкостенных металлов (около 1 мм толщиной) следует заранее прогреть свариваемую зону при помощи газовой горелки до температуры +200…+300 °С – такой способ позволит снизить напряжение в металле и избежать появление трещин;
  • последним, но не менее важным пунктом является обеспечение правильных зазоров.

Подготовке припоя следует уделить не меньшее внимание. Его следует выбирать по толщине металла. Важным моментом является подготовка места выполнения сварочных работ и обеспечение защитной одеждой.

Оборудование для ручной аргонной сварки нержавеющей тонколистовой стали (TIG) представляет стандартный набор, в который входят:

  • горелка;
  • шланги и провода;
  • осциллятор;
  • баллон сжиженного газа;
  • инвертор.

Расходными материалами являются газ аргон и присадочная проволока. Следует особо отметить, что материал присадки и свариваемой детали должен быть одинаковым по составу. Так как для производства различных изделий чаще всего применяют нержавейку марки 304, то лучше будет использовать присадочный пруток марки Y308. Если говорить об аргоне, то он не единственный защитный газ, используемый в аргонной сварке нержавеющей стали. Однако его считают основным, поэтому и сама технология получила название аргонодуговой сварки.

Важным показателем в плане себестоимости производимых сварочных работ является расход аргона. Чаще всего это зависит от марки свариваемого металла посредством TIG-сварки. К примеру, при сварке алюминия газ расходуется до 20 литров в минуту, при аргонной сварке нержавеющей стали – около 8 литров, а для соединения деталей из титана – может быть израсходовано до 50 литров. Тем не менее, с помощью установки на горелку газовой линзы, в составе которой имеется сеточка, можно сократить объем потребления газа. Такое приспособление, кроме всего прочего, увеличит защиту сварочной ванны.

Каждому типу сопел горелки соответствует определенный размер линз, которые варьируются с 4-го по 10-й номер, их защитные качества возрастают пропорционально увеличению номера. Но преимущество линз маленьких номеров в том, что с их помощью можно производить сварку в труднодоступных местах.

Следует также отметить, что оснащение горелки газовой линзой позволяет произвести выдвижение вольфрамового неплавящегося электрода на 10 мм дальше. Если используются вольфрамовые электроды, то при аргонной сварке нержавейки применяют универсальный способ.

Выбор диаметра неплавящегося стержня зависит от толщины заготовок, предназначенных для сварки:

  • При сварке тонколистовых заготовок (до 1,6 мм) применяется сила сварного тока 50 ампер и стержень из вольфрама диаметром 1 мм.
  • При толщине заготовки свыше 1,6 мм требуется сила тока выше 50 ампер и вольфрамовый электрод диаметром 1,6 мм.

Технология TIG-сварки

При выполнении аргонодуговой сварки по TIG-технологии используются вольфрамовые неплавящиеся электроды. Работу можно производить как на постоянном, так и на переменном токе. Главным рабочим инструментом является горелка, состоящая из закрепленного в ней неплавящегося вольфрамового стержня и сопла, предназначенного для подачи защитного газа.

Технология TIG-сварки

Сварочную проволоку (припой) подносят к месту образования дуги вручную. Перемещение горелки по линии нанесения шва, так же как и подача припоя, производится непосредственно сварщиком. Особым моментом при формировании шва является то, что, в отличие от других методов сварки, при TIG-технологии отсутствуют поперечные движения.

Следующей особенностью TIG-сварки является применение неплавящегося вольфрамового электрода, выполняющего роль формирования и подержания дуги. Однако с его помощью нельзя производить укладку припоя или касаться им метала. Розжиг необходимо производить без точечного касания или чирканья. Иногда дугу разжигают на специальной графитовой или угольной пластине, которую после розжига сразу переносят на место сварки.

Для большего понимания процесса аргонной TIG-сварки нержавеющей стали следует разобрать ключевые правила настройки и принцип управления горелкой на примере сваривания в нижнем положении двух пластин толщиной 1 мм:

  1. Выбираем припой. Для этого необходимо узнать марку сплава, выяснить его технические характеристики, а после этого подобрать припой с количеством примесей немного большим, чем у свариваемого металла.
  2. Устанавливаем постоянный ток прямой полярности.
  3. Параметры силы тока должны быть в диапазоне от 30 до 50 А, уровень напряжения не выше 28 В, расход аргона от 3 до 5 л, скорость сварки 12–28 см/мин.
  4. Толщина припоя от 0,8 до 1,6 мм (подбирается индивидуально).

Выполнив настройки в таких диапазонах, можно произвести качественную сварку двух пластин толщиной 1 мм. Но если есть желание потренироваться, лучше набить руку на более толстых сталях со стенкой 3-4 мм.

После выставления всех необходимых параметров и зазоров приступаем непосредственно к свариванию. Приближаем к участку сварки горелку, зажигаем дугу и постепенно подносим сварочный припой.

Вести горелку необходимо под углом 70–80°, а припой держать под более острым углом, приблизительно 10–15°.

Полуавтоматическая сварка нержавеющей стали

Описанная выше технология преимущественно применяется для сварки изделий, используемых в пищевой промышленности, в тех случаях, когда важен внешний вид сварного соединения, но он обладает одним большим минусом – низкой производительностью.

Полуавтоматическая сварка нержавеющей стали

В этом плане наиболее предпочтительна аргонная сварка нержавеющей стали полуавтоматом. В этом случае качество сварки не хуже, чем при применении TIG-технологии, зато она выполняется на большой скорости.

При использовании полуавтомата появляется возможность обрабатывать толстостенные заготовки из нержавейки.

Но такая технология имеет некоторые особенности. К примеру, в составе сварочной проволоки обязательно должен присутствовать никель, так же как и в самой нержавейке. Безусловно, можно произвести сварку и обычным материалом, но тогда качество будет намного хуже. Следует также помнить о том, что расплавление проволоки, в состав которой входит никель, происходит намного быстрее, и этот факт необходимо учитывать при настройке оборудования.

Что касается защитного газа, то при аргонной сварке нержавейки также используется аргон. Параметр расхода газа при настройке должен быть выставлен в пределах от 6 до 12 л/мин. Но в некоторых случаях применяется смешивание аргона с другим газом.

К примеру, при сварке толстостенных материалов из нержавейки добавляют 2 % углекислоты. Однако иногда при производстве деталей применяются другие пропорции аргона и углекислоты, вплоть до соотношений, при которых на 70 % аргона приходится 30 % углекислоты.

Поэтому если внешний вид соединения не столь значителен, можно снизить стоимость работ, выбрав соответствующий способ сварки.

Аргонную сварку нержавейки полуавтоматом можно произвести методом:

  • импульсного режима;
  • короткой дуги.

Импульсный способ идеально подходит для сварки заготовок из нержавейки средней и большой толщины.

Название «импульсный» он получил за то, что подача металла в сварочную ванну производится в виде капель. Такой метод полностью исключает разбрызгивание расплавленного металла, что способствует снижению расхода проволоки.

Способ короткой дуги позволяет сваривать тонколистовые металлические материалы, так как в этом случае риск прожигания изделия сводится к нулю. Более точным считается импульсный метод. Он обеспечивает высокое качество сварного шва и является наиболее контролируемым.

Сварка труб из нержавеющей стали

Сварка труб из нержавеющей стали

Трубы из нержавейки сегодня особенно востребованы в быту, хотя в промышленности их тоже используют в больших объемах и в различных областях. Их соединение, особенно тонкостенных трубопроводов, можно производить методом аргонодуговой сварки. Используемая технология почти такая же, как и при сваривании листовых или объемных заготовок. Все подготовительные процессы выполняются однотипно, применяются такие же режимы, но ест небольшой нюанс: при сварке необходимо обеспечить обдув аргоном место соединения с обеих сторон. С наружной стороны трубы это сделать очень просто. А как быть с внутренней поверхностью?

Оказывается, все довольно просто:

  • Необходимо заткнуть отверстие одной трубы пробкой из бумаги, ткани или любого другого материала.
  • Место соединения двух труб по всему диаметру обмотать клеящей пленкой, используя изоленту или скотч.
  • В свободное отверстие второй трубы под небольшим давлением подать из горелки аргон так, чтобы не выбило пробку.
  • При полном заполнении внутренней полости трубы газом отверстие, используемое для подачи газа, сразу закрыть пробкой.
  • После этого снять скотч или изоленту и обварить стык по периметру.

При сваривании материалов из нержавеющей стали существуют свои трудности, но при правильном соблюдении технологии любой сварщик, даже с небольшим опытом, сможет сделать качественное сварное соединение.

Выше дано подробное описание того, как произвести настройку сварочного тока, правильно располагать свариваемый материал, какой тип сварочной проволоки и припоя использовать и многие другие важные моменты аргонной сварки нержавеющей стали с применением полуавтомата и TIG-метода.

Изучите описанные технологии, следуйте рекомендациям с соблюдением мер предосторожности и тогда при сваривании нержавейки у вас не возникнет проблем.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

 

Экспресс расчет
стоимости заказа

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Россия, Москва, 2-й Котляковский переулок, 18

Заказать звонок

Узнайте предварительную стоимость заказа.
Оставьте заявку, и мы Вам перезвоним.

Акция