Рассмотрим все возможные варианты сварки нержавейки и более детально поговорим о MMA способе.

Сталь, легированная хромом и никелем, называется нержавеющей, поскольку успешно противостоит коррозии. За счет этого металл активно используется для емкостей и трубопроводов с жидкостями. Из нержавейки выпускают защитные дуги бамперов внедорожников и подножки, рассчитанные на влажную среду. Если требуется заварить трещину или выполнить стык, можно воспользоваться инвертором ММА, но существуют и другие варианты. Рассмотрим все возможности и более детально поговорим о РДС сварке нержавейки.

Технология сварки нержавеющей стали электродом

Нержавеющая сталь сваривается электродом при помощи горящей электрической дуги. Она возбуждается благодаря замыканию двух полюсов от источника тока. Один полюс подключается через кабель и зажим к изделию, а второй — к горелке или держателю. Выдерживая зазор в 3-5 мм между концом электрода и изделием, получается добиться стабильного горения дуги.

От ее температуры металл плавится и образуется жидкая ванна. Она заполняет стык, создавая единое сварное соединение. Для увеличения высоты и ширины шва используется присадочный металл (способ подачи присадочного металла зависит от метода сварки).

Способы сварки нержавейки

Электродная сварка легированной стали возможна одним из трех способов, что определяет производительность, себестоимость и качество соединения.

Ручная электродом (ММА, РДС)

Проводится при помощи источника постоянного тока (инвертор, выпрямитель, сварочный генератор). Сварщик орудует держателем с плавящимся электродом. Стержень электрода выступает присадочным материалом, а его обмазка защищает сварочную ванну от внешней среды.

Это самый бюджетный вариант, не требующий дорогого сварочного оборудования. Расходники к нему тоже доступные. Но качество швов далеко от идеала, хотя соединения могут быть и герметичными.

Ручная аргоном с вольфрамовым электродом (TIG)

Выполняется при помощи источника постоянного тока, к которому подключено два кабеля. Один — масса, а второй ведет к горелке. В сопле горелки имеется вольфрамовый электрод. Он не плавится, поэтому не укорачивается. Сварщику легче держать стабильную высоту дуги, шов получается ровнее, более узким, гладким. Присадочный металл подается дополнительно второй рукой сварщика. Сварочную ванну защищает инертный газ, выходящий из сопла горелки.

Швы при TIG сварке нержавейки более качественные, но процесс медленный. Расходники (вольфрамовые электроды, газ) дорогие. Оборудование тоже отличается по цене от ММА в большую сторону.

Полуавтоматическая сварка проволокой (MIG)

При полуавтоматической сварке используется оборудование с постоянным током и механизм подачи. Он толкает проволоку, выступающую плавящимся электродом. Но длина вылета проволоки из сопла горелки сохраняется постоянной, поэтому легче контролировать высоту дуги. Для защиты сварочной ванны используется газ, подающийся от баллона с редуктором через клапан в сварочном аппарате.

Полуавтоматическая сварка нержавейки является наиболее производительной, но уступает по качеству шва методу TIG. Расходники для такого способа сварки стоят дороже, чем для РДС.

Особенности сварки нержавеющей стали

При сварке нержавейки электродами есть определенные сложности, которые приводят к дефектам шва, если не выполнить процесс с нужными расходными материалами и на правильном режиме. Одна из проблем — повышенное линейное расширение легированной стали при нагреве. После остывания в шве возможны трещины. Чтобы это предотвратить, важно использовать электроды, в состав которых входят эластичные добавки, повышающие пластичность соединения и выносливость перед динамическими нагрузками.

Повышенное линейное расширение влечет деформации от нагрева, поэтому длинные швы лучше выполнять в шахматном порядке. Если это сплошные швы на большой емкости, то их накладывают последовательно, начиная с конца линии соединения. Сварку ведут сегментами по 10 см длиной. Каждый новый шов заканчивается на начале предыдущего. Тогда плоскость меньше поведет.

Другая сложность — выгорание легированных элементов. При воздействии сварочной дугой хром и никель выгорают из основного металла, поэтому швы на нержавейке начинают покрываться коричневыми точками, протекать. Для борьбы с этим в присадочном металле должно быть еще больше легирующих элементов, компенсирующих выгоревшие. Тогда швы получатся с таким же составом, что и основной металл.

Сложность представляет и взаимодействие углерода из стали с кислородом, проникшим в сварочную ванну. Их реакция вызывает бурление, трудно контролировать дугу, а в шве возможны застывшие открытые и закрытые поры. Такой стык будет не герметичным. Чтобы предотвратить реакцию между углеродом и кислородом, сварочная ванна должна быть хорошо защищена газами от плавящейся обмазки электродов или защитными газами из горелки.

Область применения РДС нержавеющей стали

Поскольку РДС сварка нержавейки сильно проигрывает методам MIG, TIG по качеству шва, она подходит только для неответственных соединений. В силу дешевизны оборудования ММА для сварки нержавейки, такой метод применяют в бытовых условиях (на даче, в гараже, дома). Сварка легированной стали РДС подходит для прокладки швов в нижнем положении и вертикальном. Но ввиду повышенной текучести с последним вариантом справятся не все.

На предприятии РДС сварка подойдет для мелкосерийного производства. С ее помощью можно вести прихватку деталей, сборку конструкций. Применяется метод для накладки коротких швов 5-10 см. Если вал из нержавеющей стали изношен и появился люфт в подшипнике, под сальником, покрытыми электродами получится наплавить металл под проточку на токарном станке. Если в швах изделия есть поры, трещины, РДС метод подходит для ремонта и устранения дефектов. Электродами можно заварить герметичный кольцевой стык на трубе из нержавейки, но используют метод ММА только для небольших объемов работы.

Очевидные плюсы и минусы метода РДС для нержавейки

Плюсы

• Сварочное оборудование стоит дешевле полуавтоматов и инверторов для аргонодуговой сварки;
• Нет необходимости перевозить с собой газовый баллон при переезде на новое место сварки;
• Можно сваривать нержавейку толщиной от 1 до 20 мм (если максимальная сила тока аппарата позволяет это);
• Дешевые расходные материалы;
• Не требуется регулярно возить баллон на заправку;
• Сварочные инверторы РДС есть в очень маленьком исполнении с весом 3-4 кг, что облегчает сварку на высоте и в других труднодоступных местах;
• ММА аппараты легко перенастраиваются для ручной дуговой сварки других металлов — достаточно сменить электрод и откорректировать силу тока.

Минусы

• После выполнения шва требуется отбивать шлак, чтобы оценить качество сварки;
• Процесс медленный, по сравнению с МИГ;
• Нержавеющий стержень электрода перегревается при сварке на токах 200-300 А и обмазка осыпается, поэтому нужно варить с перерывами;
• Электрод укорачивается, из-за чего труднее контролировать длину дуги.

Сварка нержавейки электродом в бытовых условиях

Сваривание деталей из нержавеющей стали в домашних условиях вполне возможно, но качество шва сильно зависит от опытности сварщика и правильности подготовительного процесса. Для соединения заготовок толщиной более 4 мм требуется V-образная разделка кромок. Это обеспечит хорошее заполнение, чтобы шов не лег только сверху.

Грязный металл очищают от следов жира, мусора и пыли. Понадобится щетка по металлу. Жир легко удаляется растворителем. Его наносят ветошью, вытирая одновременно масляную пленку. Если этого не сделать, дуга будет гореть нестабильно, "плеваться".

Листовые заготовки с толщиной до 4 мм можно сваривать без разделки кромок. В случае пластин 3-4 мм понадобится зазор между сторонами изделия в 1-1.5 мм, чтобы жидкий металл затек внутрь и хорошо проплавил корень шва. Сварка ведется постоянным током с обратной полярностью. Для этого кабель держателя подключают к гнезду со знаком "+", а кабель массы к "-". Это уменьшает температуру на поверхности металла, сокращая выгорание легирующих элементов. Силу тока устанавливают ниже на 20%, по сравнениею со сваркой низкоуглеродистых сталей.

Чтобы уменьшить вероятность образования трещин, после наложения шва нужно удалить лишнюю температуру. Это достигается подкладывание медных пластин, выполняющих роль радиатора (забирают часть тепла). Для аустенитной стали допускается охлаждение водой.

Виды металлов, свариваемые электродом с нержавейкой

РДС сварка легированной стали возможна с сечением металла от 2 до 20 мм. По группам нержавейка и аустенитные стали, которые можно сваривать ММА аппаратами, бывают:

• жаропрочные (Х25Н38ВТ, ХН75МБТЮ, 20Х20Х14С2, 20Х25Р20С2);
• коррозионно-стойкие (08Х18Н10, 12Х18Н10Т, 08Х22Р6Т, 08Х21Р6М2Т, 10Х17НИМ2Т);
• жаростойкие (ХН75МБТЮ, Х25Н38ВТ, 30Х18Н25С2, 20Х25Н20С2).

Сварка тонкой нержавейки

Сварка тонкой нержавейки сечением 1 мм ведется покрытыми электродами сложно, поскольку высокая сила тока прожигает основной металл, а при низкой силе тока трудно держать электрическую дугу (электрод постоянно прилипает). Начиная с толщины 1.5 мм сваривать нержавеющую сталь РДС методом вполне реально в домашних условиях, но потребуется инвертор с определенными функциями, о чем мы расскажем чуть ниже.

Нержавейка с черным металлом

Нержавейку можно сваривать с черным металлом, но такой стык будет не герметичным. Трещины образуются при разной скорости остывания малоуглеродистой и легированной стали. Причем сразу после провара стык держит воду, а потом образуются трещины на границе шва и нержавейки. Ржавеют такие соединения очень быстро. Когда герметичность не требуется, прихватить легированную сталь к "чернухе" электродом вполне реально, но для высоких нагрузок такое соединение не рассчитано.

Необходимые расходники и аксессуары для сварки нержавейки

Чтобы сварить нержавейку в бытовых условиях, понадобятся:

• сварочный аппарат с постоянным током;
• покрытые электроды с нержавеющим стержнем;
• защитная маска, краги, одежда и обувь;
• щетка по металлу для очистки кромок и растворитель;
• болгарка для разделки кромок, если сечение металла более 5 мм.

У инвертора должен быть кабель массы с зажимом, чтобы присоединить его к изделию. Второй кабель оснащается держателем, куда вставляется электрод.

Электроды для нержавейки

• С основным покрытием — чаще всего содержат магний и кальций, насыщая ими металл сварочной ванны. Одними из лучших электродов с основным покрытием являются ESAB OK 61.85, БАРСВЕЛД E308-16, ЦТ-28.
• С рутиловым покрытием — легируют шов двуокисью титана, обеспечивают стабильное горение сварочной дуги даже на переменном токе, сокращают количество брызг. Лучшими электродами для сварки нержавейки выступают Castinox E310-17, Lincoln Electric Linox 308L, EutecTrode E308L-17, ESAB OK 61.30.

Если использовать обычные электроды (предназначенные для соединения мало- и высокоуглеродистых сталей) при сварке нержавейки, то швы быстро покроются коррозией. Недостаток пластичности наплавленного металла влечет образование трещин, соединение будет не герметичным и не прочным.

Модели сварочных инверторов для сварки нержавейки электродом

Существует ряд параметров, которым должны соответствовать сварочные аппараты для РДС сварки нержавейки:

• Это должен быть инвертор, вырабатывающий постоянный ток. С трансформатором заварить стык будет сложнее, больше брызг, хуже держать дугу;
• Максимальная сила тока для бытовых нужд составляет 140-180 А. Для профессиональной деятельности выбирайте модели на 250 А;
• Для дома и гаража нужны инверторы с входным напряжением 220 V. На предприятие лучше взять модель, работающую от 380 V, при условии, что ее есть куда подключить;
• Немаловажна способность инвертора работать при просадках входящего напряжения до 140-160 V. Тогда ничего не помещает запланированному процессу;
• Если гараж или мастерская неотапливаемые, ищите сварочные аппараты, рассчитанные на работу при -10º С;
• Чтобы электрод легко поджигался и не прилипал, покупайте инверторы с функциями "Антиприлипание", "Форсаж дуги", "Горячий старт".

Вот примеры проверенного оборудования для дачи, гаража, дома, которые хорошо зарекомендовали себя при сварке нержавейки: РЕСАНТА САИ-160 ПН, Сварог REAL ARC 200 (Z238), ESAB BUDDY ARC 145.

Эти модели подойдут для профессиональной деятельности: ESAB LHN 250i Plus, Lincoln Electric Invertec 270SX, РЕСАНТА САИ-250.

Настройка сварочного аппарата

Чтобы получилось сварить легированную сталь обычным инвертором и покрытыми электродами, требуется установить силу тока на 20% ниже, чем при сварке углеродистых сплавов. Вот рекомендуемые значения.

Выполните подключение кабелей к аппарату так, чтобы получилась обратная полярность. Включите инвертор, наденьте защитную маску (лучше хамелеон) и приступайте к сварке. Для начала коснитесь кончиком электрода о поверхность изделия, чтобы зажечь дугу. Удерживайте расстояние 3-5 мм, чтобы дуга горела стабильно. Наклоните электрод на себя или вправо на 40-60 градусов и ведите шов на себя или вправо.

Методы обработки нержавеющей стали после сварки

После окончания шва требуется отбить шлак и оценить качество соединения визуальным путем. Не должно быть пор, трещин, непроваров, наплывов. Чтобы предотвратить вероятность коррозии на изделии, которое будет регулярно работать во влажной среде, шов подвергают пассивации и травлению. Это химическая обработка материала кислотами, содействующая образованию защитного слоя из оксида хрома.

Для визуальной красоты лицевую сторону изделия шлифуют лепестковыми абразивными кругами, надетыми на шлифмашину, или при помощи движущейся абразивной ленты. Затем швы и остальную зону полируют вращающимися войлочными кругами. После такой обработки нержавейка блестит как зеркало.

Ответы на вопросы: особенности сварки нержавейки электродом

1. Можно ли заварить нержавеющую трубу, бак, если из стыка капает вода?

- Это очень сложно и справятся далеко не все. Суть процесса состоит в наложении нескольких швов рядом со стыком, чтобы температура испарила воду, а затем следует сразу проварить стык. Если промедлить, вода вернется и все испортит.

2. Как варить горизонтальные швы по нержавейке?

- Как и на углеродистых сталях. Если нижняя сторона немного выступает наружу (как полка), дугу можно не отрывать. При гладком стыке лучше использовать прерывистую дугу.

3. Что делать, если после остывания образуется трещина на границе шва и металла?

- Можно попробовать проварить место еще раз. Если трещина все-равно появляется, счистите болгаркой шов, проварите стык заново, сразу полейте его водой.

4. Что делать, если электрод сильно "плюется" при сварке нержавеющей стали?

- Проверьте, подходит ли марка электрода для работы с легированными металлами. Просушите электроды в духовке при температуре 150 градусов в течение часа.

5. С какой максимальной силой тока купить инвертор, чтобы варить толщину 4 мм?

- Если сварка более толстых металлов не предполагается, хватит инвертора с показателем 140 А.