Сварка нержавейки аргоном

Для сварочных работ с нержавеющей сталью чаще всего используется сварка с аргонным охлаждением, обеспечивающая ровность, аккуратность и высокое качества шва. Для обучения этому процессу важно учитывать особенности и характеристики этого материала, трудно поддающегося соединению.

Особенности сварки деталей из нержавейки

Нержавеющая отличается от обычной стали антикоррозийными качествами, обусловленными хромовыми, марганцевыми, никелевыми добавками и другими примесями в составе. Качества и эксплуатационные характеристики материала зависят именно от этих примесей.

Основные характеристики:

1. Теплопроводность – по этому показателю нержавейка в 2 раза уступает низкоуглеродистой стали. Под воздействием чрезвычайно замедленного оттока тепла из центра аргонного сварочного процесса возможен перегрев рабочего участка. Именно поэтому важно следить за силой тока, которая должна уменьшиться на 20–25%, чем при сварке других сплавов.
2. Линейное расширение нержавеющего сплава – характеризуется высоким коэффициентом, что приводит к значительному изменению длины заготовки во время нагрева. Это повышает риск ее деформации или растрескивания. С целью профилактики между соединяемыми заготовка оставляют крупные зазоры.
3. Удельное электрическое сопротивление – высокий показатель может спровоцировать перегрев стержня электрода. Создание качественных и надежных коротких швов возможно только при использовании длинных электродов с более высоким сопротивлением.

Важная характеристика нержавеющего сплава – ухудшение антикоррозийного свойства в зоне соединения в том случае, если температурный показатель поднялся выше отметки +500 °С. Это связано с формированием зерен карбидов по шву, увеличивающих скорость межкристаллитной коррозии материала, действуя аналогично анодам.

Для предотвращения нагревания нержавеющей стали во время сварки применяют аргонное охлаждение. Для хромоникелевого сплава больше подходит быстрое охлаждение швов.

Основные плюсы сварочного процесса с аргоном

Аргонная сварка пользуется особой популярностью при проведении разноплановых работ с нержавеющей сталью. Это связано с ее преимуществами перед другими вариантами:

1. Ровный шов с равномерным проплавом по всей глубине возможен только в случае защиты материала во время работы от контакта с воздухом. Эту задачу и выполняет аргон – атмосфера, создаваемая им вокруг области сварки, вытесняет азот и кислород.
2. Аргонная сварка используется для соединения заготовок сложной формы, не меняя их конфигурацию. За счет невысокой теплопроводности нержавейки прогревается минимальный участок вокруг шва. Это требует особой аккуратности и осторожности для предотвращения пережога.
3. Благодаря высокой температуре дуги для выполнения соединения требуется минимум времени.

Кроме преимуществ, сварка аргоном имеет и несколько недостатков. Ее выполнение возможно только при наличии специальной дорогостоящей аппаратуры, а качественные швы требуют определенного опыта в этой сфере и учета всех тонкостей процесса.

Правила настройки аппарата для нержавеющей стали

Важное условие, гарантирующее качество конечного результата, – правильная подготовка нержавеющего сплава к дальнейшей сварке аргоном. Она состоит из нескольких этапов:

• края заготовки тщательно обрабатывают с помощью специальной щетки из бумаги, наждачной бумаги или автоматической полировки;
• края деталей обезжиривают, используя бензин, спирт или ацетон;
• скрепляемые элементы располагают с зазором на расширение;
• края заготовок подогревают до 250–300°С для работы с тонкой нержавейкой для снижения напряженности материала и предотвращения растрескивания.

Выбирая присадочный материал или же проволоку, нужно учитывать, что в их состав должно входить больше легирующих примесей, чем в нержавеющей стали, предназначенной для сварки. Параметр сечения проволоки зависит от толщины заготовок.

Сварка неплавящимся вольфрамовым электродом

Неплавящийся электрод из вольфрама используется для соединения тонкостенных элементов. Такая технология получила название TIG-сварки.

Особенности технологии:

1. Сварочная работа осуществляется с использованием аппарата на постоянном или переменном токе. Аргон подается через горелку с вольфрамовым электродом. Плавка проволоки, подающейся вручную, обеспечивает формирование шва. Горелка также перемещается в ручном режиме под наклоном 75–80 градусов относительно шва.
2. Горелка передвигается по всей длине соединения, без поперечного перемещения. Это формирует стабильную сварочную ванну, предотвращающую контакт атмосферного кислорода со сплавом. Аргон рекомендуется подавать одновременно с лицевой и изнаночной стороны соединения. Это обеспечивает высокое качества шва независимо от увеличенного расхода газа.
3. Не допускается прикасание электрода к поверхности нержавеющей стали. Разжигание дуги осуществляется с использованием угольных или графитовых пластин, после чего она переносится на заготовку. Это поможет защитить электрод от оплавления и предотвратит следы на поверхности шва.
4. Перекрытие аргона через 13–15 секунд после завершения рабочего процесса улучшает качество готового шва и продлевает срок эксплуатации электродов из вольфрама. Для охлаждения электрода и соединения требуется меньше времени, а повышение расхода аргона – минимальное.

Сварка полуавтоматом

Применение аргонной сварки полуавтоматом способствует упрощению рабочего процесса, повышению его скорости и улучшению качества сварочного соединения. В большинстве случаев эта технология используется при соединении элементов с толстыми стенками.

Основные особенности сварки полуавтоматом:

• для сварочных работ применяют никельсодержащую проволоку;
• во время соединения толстых заготовок одновременно с аргоном расходуют углекислый газ, применяя его для смачивания кромок шва для уменьшения нагрева;
• используют несколько типов соединения - импульсным методом, способом струйного переноса и с короткой дугой.

Оптимальный способ контроля всех этапов сварочного процесса – использование импульсной технологии, при которой проволока подается в рабочую область толчкообразно. Это способствует уменьшению ее расхода, позволяя дополнительно сэкономить. Кроме того, область прогрева металла уменьшается, а разбрызгивание значительно сокращается. За счет этого окончательное обрабатывание поверхности вокруг сварочного шва требует меньше времени.

Использование остальных сварочных методов ограничивает толщина совмещаемых компонентов. С помощью струйного перекоса свариваются толстостенные заготовки, с использование короткой дуги – тонкостенные.

Необходимое оборудование

Аргонная сварка нержавеющего сплава осуществляется с применением следующего оборудования:

1. Сварочного инвертора (источник сварочного тока) в качестве источника питания для сварочной дуги и поддержания ее стабильного и бесперебойного горения. Инверторный источник сварочного тока подбирают, ориентируясь на объем задач, свойства и характеристики материала. Для нержавеющего сплава желательно использование источника, функционирующего с выпрямленным током.
2. Осциллятора – электронного приспособления, стабилизирующего и поддерживающего горение сварочной дуги при применении неплавящихся вольфрамовых электродов.
3. Горелки и токопроводящего узла для включения газовой форсунки, а также неплавящихся электродов.
4. Аргона или его сочетаний с другими газами, подающихся под давлением из специального баллона.
5. Присадочной проволоки, подбираемой с учетом типа нержавеющего сплава.
6. Неплавящихся электродов, подбираемых в зависимости от начальных характеристик нержавеющей стали, ее устойчивости к коррозионному процессу и желаемому шву.

Дополнительно перед сварочными работами нужно подготовить спецодежду, состоящую из робы, защитной маски и рукавиц. Также потребуется специальная щетка, обезжиривающий раствор и другие препараты для обработки металла.

Правила работы и особенности трубопровода из нержавеющей стали

Трубопроводная система из нержавеющих стальных заготовок, состоит из соединенных элементов. Для такой сварочной работы следует защитить соединение газом внутри трубы. Для этого применяют заглушку с одной стороны свариваемой заготовки, используя различные подручные материалы:

• лист плотной бумаги;
• резина;
• поролон;
• тканевый материал.

Трубка, обеспечивающая подачу аргона, вставляется в заглушку, затем всю конструкцию фиксируют с помощью скотча. Подача аргона осуществляется с незначительным давлением, определяемым посредством внешнего осмотра. Основное внимание уделяется недопустимости в воздухе, выходящем из трубопровода, расплавленного металла.

С помощью самодельной, но практичной конструкции обеспечивается ровность, аккуратность и высокое качество сварочного скрепления. При соединении заготовок из нержавеющего сплава с толщиной стенок 3 мм оборудование настраивается на поток тока 65 А. Продолжительность заварки кратера сварочного шва – до 3 секунд. После завершения всех работ аргон подается еще в течение 4 секунд.

Сварка заготовок из нержавеющей стали: основные рекомендации специалистов

Аргонная сварка заготовок из нержавеющих сплавов – сложный и кропотливый процесс, требующий достаточного опыта и учета всех тонкостей рабочего процесса. Такими навыками обладают профессионалы, работающие в данной сфере, – опытные сварщики.

Основные рекомендации специалистов:

Во время рабочего процесса необходимо держать электрод на минимальном удалении от металлической поверхности, без прямого прикосновения к нему. Это способствует образованию минимально допустимой дуги, повышению качества сварочного соединения, так как при длинной шов не прогревается на всю глубину, что может стать причиной его расширения.

Подача проволоки должна быть ровной, непосредственно в области аргонного воздействия. Это предотвратит окисление во время ручного сварочного процесса.

Проплав и его качество оценивают по наплывам, возникающим под воздействием плавки присадочной проволоки. Показатель хорошего качества – наличие формы, растянутой вдоль сварочного шва. Круглая или овальная указывает на неполное или недостаточное проплавление.

Величина тока должна снижаться постепенно, ближе к концу шва. Важно следить за отсутствием резких отрывов дуги. Это обеспечит защиту горячего соединения и повысит его качество.

Аргонная сварка – сложный и трудоемкий процесс, но его можно освоить, изучив все тонкости и особенности сварки. Высокая стоимость аппарата и всех необходимых инструментов окупит возможность работы не только с нержавеющей сталью, но также и с бронзой, медью и алюминием.