Сварка нержавейки в домашних условиях: варианты, советы, видео

Главная / Аппараты

Назад

Время на чтение: 6 мин

0

1520

Коррозионно-устойчивая сталь, в быту — нержавейка, является самым необходимым материалом в домашнем хозяйстве.

Из этой легированной стали изготовлена домашняя посуда, многие детали автомобилей так же выпускаются из нержавеющей стали.

Хорошо используемая в быту легированная сталь тяжело поддается термической обработке при сварке.

Неудобства выражаются существованием оксидной пленки на поверхности изделий, которая плавится при температуре не менее 2 000° C.

Однако существуют методики, которые позволяют ремонтировать или соединять детали из нержавейки методом сварки и даже в домашних условиях.

Лучшим способом для этой операции считается использование технологии ТІG — ручная сварка неплавящимся стержнем в среде инертной регулируемой атмосферы — аргоне.

Получаемые швы выделяются аккуратностью, надежностью, что необходимо при работе с легированным металлом.

• Общие сведения
• Аппараты для домашних работ QUАTTRО ЕLЕMЕNТІ МULТІ РRО 2100
• FUВАG ІRМІG 200 SYN
• FОХWЕLD ІNVЕRМІG 185
• SVАRОG РRО МІG 160 SYNЕRGY
• АURОRА SРЕЕDWАY 175

Факторы сложности для сварки деталей из нержавеющей стали

Сварку нержавеющей стали затрудняет то, что данный материал относится к категории высоколегированных сплавов, а значит, в его составе в достаточно большом количестве содержатся элементы, влияющие на его основные свойства. В нержавейке, в частности, таким элементом является хром. Его содержание в данном сплаве может составлять 12–30%. Хром наряду с такими элементами, как никель, титан, марганец и молибден, формирует антикоррозионные свойства нержавеющей стали, но в то же самое время наделяет ее и другими особенностями, влияющими на свариваемость.

Для тех, кто не любит читать длинные статьи и вникать в технические тонкости, предлагаем сразу посмотреть два видео с наиболее актуальными для домашнего мастера вариантами сварки нержавеющей стали — электродом с помощью инвертора и опять же инвертором, но уже в среде защитного газа (аргона).

Сварка нержавейки должна выполняться с учетом следующих специфических характеристик этого материала.

Достаточно высокий коэффициент линейного расширения
По этой причине сварку нержавеющей стали всегда сопровождает значительная деформация соединяемых деталей. В отдельных случаях, когда свариваемые детали имеют значительную толщину и между ними не предусмотрен зазор, такие деформации могут привести даже к появлению крупных трещин.

Низкая теплопроводность

Теплопроводность нержавеющей стали в 1,5–2 раза ниже, чем у низкоуглеродистых сплавов. Такая особенность материала приводит к тому, что соединяемые детали в зоне сварки проплавляются даже при меньших (на 15–20%), чем при сваривании изделий из низкоуглеродистой стали, силах тока.

Межкристаллитная коррозия

При сильном нагреве (более 500 градусов Цельсия) в нержавеющих сталях возникает так называемая межкристаллитная коррозия. Происходит это потому, что по краям зерен структуры металла начинают формироваться прослойки, состоящие из карбида хрома и железа. Избежать этого явления можно не только тщательным подбором режима сварки, но и путем принудительного охлаждения свариваемых деталей из нержавейки, для чего можно использовать обычную воду. Однако следует иметь в виду, что охлаждать водой можно лишь детали, изготовленные из хромоникелевых сталей, которые имеют аустенитную внутреннюю структуру.

Перегрев электродов с хромоникелевыми стержнями

Из-за низкой теплопроводности соединяемых материалов и их повышенного электрического сопротивления сварка деталей из нержавейки сопровождается сильным нагревом электродов, стержни которых имеют хромоникелевый состав. Чтобы избежать этого нежелательного явления, используют электроды для сварки нержавейки длинной до 35 см.

Сварочные электроды Sabaros ME 101 3,2мм для сварки нержавеющих сталей

Как варят нержавейку инвертором в бытовых условиях?

Люди, которые впервые услышали об использовании для сварки инвертора, часто задаются вопросом, может ли применяться этот метод для соединения нержавеющей стали в домашних условиях. Также их интересует и то, каким моментам следует уделить особое внимание.
Еще до начала сварочных работ важно провести основательную обработку и подготовку поверхности к соединению.

В технологическом плане подобная обработка ничем не отличается от той, которую проводят с низкоуглеродистыми сталями:

• с поверхности заготовки необходимо удалить загрязнения;
• обязательной процедурой является обработка кромок и поверхностей, для чего используют растворители. За счет этой операции можно убрать жир, негативное воздействие которого заключается в ухудшении стабильность дуги;
• в обязательном порядке на обрабатываемую поверхность необходимо нанести препарат от налипания брызг.

Следует отметить, что сварной стык должен иметь зазор, благодаря которому удастся создать благоприятные условия для оптимальной усадки.

Для соединения нержавеющих сталей используют ток обратной полярности. Во время выполнения сварки важно следить за тем, чтобы шов проплавлялся как можно меньше.

для этих работ обычно не используют электроды, имеющие большой диаметр. Ими можно работать тогда, когда возникает задача по сварке толстых поверхностей.

При выборе электрода для металла определенной толщины рекомендуется использовать специальные таблицы, где приведены все необходимые данные. Если допустить ошибку с выбором электрода, то это приведет к нарушению герметичности шва, создаст риск возникновения микротрещин, раковин и пор. Причиной их появления является вскипание металла.

Чтобы качественно сварить нержавеющие стали следует применять ток со значением ниже на 20% от того, который применяют для сварки низколегированных сталей. Если планируется работать инвертором, предназначенным для эксплуатации в бытовых условиях и частном строительстве, то можно ограничиться выставлением диапазона 60-160 А. Благодаря наличию плавной регулировки можно с максимальной точностью установить ток сварки, что положительным образом скажется на качестве шва. Специальные таблицы позволяют легко определить рекомендуемые значения для сварочного тока, которые определяются таким параметром, как толщина соединяемого материала.

Закончив работу с созданием шва, необходимо дать ему остыть, что позволит высоколегированной стали успешно противостоять воздействию коррозионных процессов.

Проблему охлаждения решают посредством медных прокладок. Если приходится иметь дело с аустенитной сталью, в качестве подобного решения может выступать обычная вода.

Наиболее распространенные способы сварки нержавеющей стали

Сварка изделий из нержавеющих сталей, характеризующихся повышенным содержанием хрома, может выполняться с использованием нескольких технологий. Сюда, в частности, относятся следующие виды сварки:

• аргонодуговую (с использованием вольфрамового электрода и режимов AC/DC TIG);
• выполняемую в режиме MMA покрытыми электродами;
• полуавтоматическая электродуговая сварка в среде аргона, проводимая в режиме MIG и с использованием проволоки из нержавеющей стали;
• так называемая холодная сварка для нержавеющей стали, выполняемая под большим давлением (название данной технологии обусловлено тем, что она не предусматривает плавления металла в процессе его соединения);
• шовную технологию и контактную точечную сварку.

Технология сварки деталей из нержавеющей стали предусматривает тщательное обезжиривание их поверхностей при помощи ацетона или авиационного бензина. Делается это для того, чтобы уменьшить пористость выполняемого шва, сделать сварочную дугу более устойчивой, тщательно зачистить кромки соединяемых деталей. Только после тщательной зачистки можно приступать к выполнению операции выбранным способом. Есть несколько основных способов сваривания деталей из нержавеющих сталей, а также технологии, которые применяются достаточно редко. В любом случае принимать решение о том, как варить нержавейку, следует исходя из конкретных условий и требований, предъявляемых к формируемому соединению.

Методика с использованием инвертора

Работа требует опыта и не каждому новичку доступна.

Преимущества сварки нержавейки обычным электродом:

• низкая стоимость оборудования;
• малый вес и размеры аппарата;
• способность заварить детали до 2 см толщиной;
• возможность работы без защитных газов и флюсов.

Недостатки способа:

• образование большого количества шлака;
• разрушение покрытия с последующим перегревом электрода;
• ограничение величины тока;
• увеличенные временные затраты.

Работа ведется тремя способами:

1. С помощью ручных методов. Стык между деталями заполняется расплавленным материалом электрода. Для работы используется только инвертор.
2. Соединение заготовок вольфрамовым электродом, применяемым для тонких листов. Шов получается в результате плавления заготовки и присадочной проволоки. Место сварки защищается слоем газа.
3. Работа на полуавтомате с подачей проволоки. Скорость увеличивается вместе с производительностью. В аргон рекомендуется добавлять углекислоту (до 2%).

Перед тем как варить нержавейку инвертором в домашних условиях, необходимо правильно подготовить аппарат и материалы.

Рекомендуем к прочтению Как варить нержавейку полуавтоматом

Необходимые расходники

Используя инвертор, нужно подготовить все необходимое для работы:

• агрегат соответствующего типа;
• растворитель;
• щетка со стальной щетиной;
• защитные индивидуальные средства;
• электроды;
• крокодилы – зажимы для заземления;
• кабели длиной от 2 до 6 м.

Соединить листы толщиной 3 или 4 мм и получить качественный шов становится сложной задачей, выполнить которую можно с помощью инвертора с осциллятором и с возможностью проведения аргонодуговой сварки (АДС).

Таким аппаратом может стать популярное устройство Aurora PRO INTER TIG 200 PULSE. АДС позволяет создавать красивые и прочные швы на тонких листах или трубах.

Настройка инвертора

Перед сваркой аппарат правильно настраивают. Делается это переключателями на панели прибора. Нужные значения можно посмотреть в таблице:

При работе в режиме полуавтоматической или аргонодуговой сварки устанавливается расход инертного защитного газа. Делается все опытным путем. Оптимальные значения – 6-12 л/мин. Движение проволоки при автоматической подаче регулируется до максимальной скорости, дающей качественный шов.

Процесс пошагово

Перед работой мастер должен выполнить следующие действия:

• с заготовки рядом с будущим швом счистить грязь стальной щеткой или наждачной шкуркой до натурального блеска;
• место сварки обработать растворителем или ацетоном для удаления следов жира;
• с заготовок, имеющих толщину от 4 мм, снять фаски для заполнения стыка расплавленным металлом;
• остальную часть металла обработать раствором мела в воде, чтобы горячие капли не прилипали;
• между деталями оставить компенсационный промежуток в 1-2 мм;
• тонкие листы соединять без зазора;
• под заготовки подкладывать пластины, отводящие тепло;
• толстые детали сначала нагревать до достижения 150-170°С.

Рекомендуем к прочтению Как приварить нержавейку к чермету

При работе с постоянным током устанавливают обратную полярность.

Обработка после сварки

По окончании работы детали остужаются естественным образом. Нельзя ускорять процесс, обливая их водой. Это приведет к образованию микротрещин. Шов после очистки от шлака подвергают шлифовке с последующей полировкой.

Для облагораживания используют абразивные материалы с содержанием оксида алюминия или циркония. Корундовые изделия не годятся.

Чтобы место стыка оставалось прочным и эстетичным, его покрывают пастой с антикоррозийными свойствами. При несоблюдении этих рекомендаций качество изделия снижается из-за возникновения очагов ржавчины.

Вместо заключения: ручная сварка часто используется при небольших бытовых и производственных проблемах. Ее применяют для соединения труб, нержавеющих баков и других изделий на даче, в доме, в гараже. Отремонтированные вещи служат еще долгие годы.

Сварка покрытыми электродами (ММА)

Сварка деталей из нержавейки по технологии ММА, предусматривающая использование покрытых электродов, является самой распространенной технологией. Этот способ достаточно прост, его можно применять и дома, но он не позволяет получать шов самого высокого качества.

Что удобно, такую сварку нержавейки можно выполнять даже в домашних условиях, но для этого вам понадобится специальный сварочный аппарат, который называется инвертор. Чтобы сварка нержавейки инвертором позволила получить соединение, обладающее высокой надежностью, необходимо правильно подобрать электрод для определенной марки нержавейки. Все электроды, с помощью которых проводится сварка изделий из нержавеющих сталей, делятся на два основных типа:

• с рутиловым покрытием на основе двуокиси титана (сварка такими электродами, обеспечивающими небольшое разбрызгивание металла и стабильную дугу, выполняется на постоянном токе и обратной полярности);
• с покрытием на основе карбоната магния и кальция (такими электродами нержавейка сваривается на постоянном токе обратной полярности).

Чтобы понять, какими электродами варить нержавейку, достаточно заглянуть в ГОСТ 10052-75, в котором представлены все типы таких расходных материалов, а также оговаривается, какой из них следует использовать для работы с металлом конкретного химического состава. Для того чтобы выбрать электроды по нержавейке, соответствующие требованиям данного ГОСТа, достаточно знать марку металла, детали из которого необходимо соединить.

Со всеми требованиями к электродам для сварки нержавейки можно ознакомиться, бесплатно скачав ГОСТ 10052-75 в формате pdf по ссылке ниже.

ГОСТ 10052-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами

Плюсы и минусы метода

На фоне прочих методов сварки, например, сварки ТИГ, сварки в защитных газах плавящимся электродом МИГ/МАГ, сварки под флюсом, использование метода соединения нержавейки ММА обеспечивает ряд значимых плюсов:

• подобная технология предусматривает использование специального сварочного аппарата, отличающегося простой конструкции, доступной ценой и небольшими размерами;
• РДС ориентирован на соединение многих видов чёрных и цветных металлов, а помимо этого и разных сплавов, вне зависимости от их толщины;
• отсутствие необходимости в применении дополнительной флюсовой или газовой защиты;
• подобная технология применима в тех случаях, когда трудно добраться до обрабатываемого участка по причине малых размеров конкретного сварочного аппарата.

Вместе с тем у этого метода имеются и определенные недостатки:

• приходится регулярно удалять шлак, образующийся после создания шва;
• учитывая, что сварочный ток проходит в непрерывном режиме по всей длине электрода, приходится выставлять для него ограничение, поскольку в противном случае может возникнуть перегрев электрода, а это может закончиться разрушением покрытия;
• сварка подобным методом требует больше времени.

Ручная и полуавтоматическая сварка нержавейки в среде аргона (AC/DC TIG, MIG)

Для выполнения ручной сварки нержавейки в среде аргона применяются электроды из вольфрама. Эта технология даже в условиях дома позволяет получать качественные и надежные соединения изделий, отличающихся небольшой толщиной. Сварку такими электродами по нержавейке используют преимущественно для монтажа коммуникаций из труб, по которым под давлением будут транспортироваться газы или различные жидкости.

Аустенитную нержавеющую сталь следует сваривать особенно тщательно и с осторожностью

У данной технологии есть определенные особенности.

• Для того чтобы вольфрам, из которого изготовлены электроды по нержавейке, не попал в расплавленный металл в зоне сварки, дугу поджигают бесконтактным способом. Если выполнить это непосредственно на детали не представляется возможным, то дугу зажигают на специальной угольной плите и аккуратно перемещают ее на соединяемые заготовки.
• Сварку нержавеющей стали данным способом можно выполнять как на постоянном, так и на переменном токе.
• Режимы подбираются в зависимости от толщины соединяемых деталей. К таким режимам, в частности, относятся параметры сечения вольфрамового электрода, диаметр проволоки, используемой в качестве присадки, параметры тока (сила и полярность), расход защитного газа, скорость выполнения сварки.
• Очень важно, чтобы уровень легирования присадочной проволоки был выше, чем у соединяемых деталей.
• В процессе выполнения сварки электроды по нержавейке не должны совершать колебательных движений. Если пренебречь этим требованием, это может привести к нарушению сварочной зоны и окислению металла в ее области.

При использовании данной технологии можно сократить расход вольфрамового электрода. Для этого нужно некоторое время (10–15 секунд) не отключать подачу аргона после окончания сварочного процесса. Подобная процедура способствует защите раскаленного вольфрамового электрода от активного окисления.

У полуавтоматической сварки нержавейки в среде аргона, по сути, мало отличий от обычного ручного способа. Основное ее отличие заключается в том, что подача проволоки в зону сварки осуществляется при помощи специального оборудования. Благодаря механизации процесс протекает значительно точнее и с большей скоростью.

Благодаря использованию полуавтоматического оборудования могут быть реализованы следующие техники сварки деталей из нержавеющей стали:

1. метод струйного переноса, который позволяет эффективно сваривать детали большой толщины;
2. сварка короткой дугой – для выполнения соединения деталей небольшой толщины;
3. импульсная сварка – универсальная технология, которая позволяет получать качественные и надежные соединения и является самым выгодным вариантом в финансовом плане.

Аргонодуговая сварка нержавеющей стали

Где чаще всего применяется метод?

Особенности сварки нержавеющей стали при помощи инвертора является то, что она может использоваться в любой ситуации вне зависимости от пространственного положения. При этом нужно помнить о том, что даже наличие опыта не гарантирует создания качественных вертикальных швов. Прибегать к помощи ручной дуговой сварки покрытыми электродами имеет смысл тогда, когда необходимо создать короткие швы, что наиболее востребовано в мелкосерийном производстве деталей.

Подобный метод соединения изделий может применяться и при установке металлоконструкций лишь в том случае, если запланирован небольшой объем работ.

В большинстве случаев РДС нержавейки покрытыми электродами используют в тех случаях, когда выполняются прихватки во время монтажа конструкций под сварку. Также этот вариант может рассматриваться в случае, когда требуется устранить дефекты, имеющиеся на небольших участках шва.Этот метод может применяться и для наплавки.

В свете этого можно сделать вывод о том, что его можно использовать в тех ситуациях, когда приходится иметь дело с небольшим объемом работ. Он подходит и для сварки в личных и бытовых целях. В качестве соединяемых элементов могут выступать трубы, металлоконструкции, емкости, баки из нержавеющей стали и пр.

Другие технологии сварки нержавеющей стали

Существует еще несколько способов сварки нержавейки, которые лучше демонстрируют себя в определенных ситуациях, то есть не отличаются универсальностью. Сюда относятся следующие способы, предполагающие использование специального оборудования.

Сварка нержавеющей стали с использованием лазерного луча

Такой способ сварки, который даже на видео выглядит очень впечатляюще, обладает целым рядом весомых преимуществ: металл в зоне сварки не теряет свою прочность из-за чрезмерного температурного воздействия, быстро остывает, на нем не появляются трещины, а в его структуре формируются зерна минимального размера. Оборудование для лазерной сварки и сама технология находят широкое применение в различных отраслях промышленности (автомобиле- и тракторостроение, монтаж коммуникаций из труб и др.).

Холодная сварка под большим давлением

Данная технология не предусматривает плавления материала в зоне сварки, а металлические детали соединяются на уровне их кристаллических решеток. В зависимости от получаемого соединения и конфигурации деталей давление может оказываться на одну или сразу на обе металлические заготовки. Очень интересно посмотреть на видео такого процесса: две детали, находясь в холодном состоянии, как будто вдавливаются друг в друга.

Контактная сварка изделий из нержавейки

Такая сварка может выполняться по точечной или роликовой технологии. В результате могут быть соединены тонкие листы нержавейки с толщиной не более 2 мм. При этом используется то же самое оборудование, что и для других металлов.

На видео ниже подробно объясняются и наглядно демонстрируются нюансы подачи присадочного прутка при сварке нержавейки неплавким электродом в среде аргона и прочие нюансы работы.

Выбираем инвертор для дома и «подработок»

Последние двадцать лет подиум сварочного оборудования для домашних мастеров занимают инверторы. В отличие от громоздких трансформаторных «сварочников», инверторы можно свободно носить на плече и транспортировать по строительному объекту куда угодно. Одни модели позволяют ремонтировать автомобиль точечной сваркой, другие обладают аргонно-дуговой функцией для соединения двух деталей без проволоки электрода. Есть также полуавтоматы для серьезных монтажных работ. Какой инвертор купить? Рассмотрим критерии выбора «на пальцах».

Принцип работы и преимущества инверторного аппарата

Такие устройства оснащены инверторными схемами управления, которые повышают частоту тока, передаваемую от электросети, с 50 Гц (частота переменного тока сети) до нескольких тысяч герц. Затем ток повышенной частоты подается на обмотку понижающего трансформатора. Благодаря этому инверторный «сварочник» превосходит трансформаторный в следующих показателях:

• Более стабильная дуга и ровный шов. Во время работы дуга не «прыгает» даже во время падения напряжения в сети, и как следствие выходит более ровный шов.
• Малый вес. Повышение частоты позволило уменьшить размеры катушек трансформатора, что значительно снизило общий вес агрегата. Например, инверторная модель может весить 3 — 4 кг, в то время как трансформаторная при таких же рабочих показателях целых 20 кг.

Какой нужен максимальный ток?

Когда вы решаете, какой сварочный инвертор лучше выбрать, обратите внимание и на максимальный ток на выходе. Во многом выбор аппарата по данному показателю зависит от того, какой толщины металл вы планируете варить и какие электроды будете использовать. Например, для сварки металлических изделий толщиной 2 — 3 мм применяются электроды (для ручной дуговой) толщиной 3 — 4 мм. Чтобы выполнять такую работу потребуется устройство с рабочим током не меньше 120 А. Отметим, что в домашнем хозяйстве редко приходится варить очень тонкие детали (меньше 1 мм), поэтому 120 А — это рабочий минимум для домашнего мастера.

Металл толщиной свыше 5 мм возьмет аппарат с токовой нагрузкой от 200 А. Обратите внимание, что аппараты с аргонно-дуговой сваркой имеют максимальный ток от 120 А и выше, а полуавтоматы-инверторы начинаются с 220 А.

Настройка полуавтомата

Чтобы получить прочное соединение деталей, нужно правильно настроить режим работы сварочного оборудования.

При выборе параметров учитывают следующие сведения:

• толщину заготовок (чем толще изделие, тем выше выставляют значения сварочного напряжения, тока);
• метод соединения (вертикальное, стыковочное, угловое);
• сечение проволоки (выбор этого параметра зависит от установленных значений напряжения, тока);
• величину зазора между свариваемыми элементами конструкции.

Например, при плотном стыковом соединении заготовок толщиной 0,8 мм используют электроды 0,8 мм, напряжение – до 16 В, ток – 50-80 А.