Антикоррозионные свойства нержавеющая сталь приобретает за счет легирующих добавок. Соединять детали из нее не возбраняется любым видом сварки. Однако при нагреве легирующие элементы, взаимодействуя с кислородом воздуха, выгорают. В итоге металл возле шва теряет антикоррозионные свойства. Чтобы выполнить соединение без потери качества, выполняют сварку нержавейки аргоном, создающего защищенную от атмосферы среду.
Сложности сварки нержавейки аргоном
Работая с нержавейкой, необходимо учитывать ее характеристики, полученные от легирующих добавок:
- По сравнению с обыкновенной сталью нержавейка в 2 раза хуже проводит тепло. Это вызывает перегрев металла, так как недостаточен отвод температуры с места горения дуги, что часто заканчивается прожогом. Поэтому варить нержавейку аргоном следует током на 20% меньшим, чем для низколегированной стали с аналогичными параметрами.
- Высокое значение коэффициента температурного расширения у нержавейки приводит к значительной усадке после нагревания, поэтому шов может треснуть. Для компенсации температурной деформации между соединяемыми деталями оставляют достаточно большой зазор.
- Нержавейка обладает высоким электрическим сопротивлением, поэтому если работа выполняется легированным электродом с большим сопротивлением, он перегревается. В итоге качество шва ухудшается. Если приходится работать с такими электродами, их длина сокращается до минимума, чтобы не успевали перегреваться.
- При нагреве более 500⁰C нержавейка начинает терять антикоррозионные свойства. Поэтому методы аргоновой сварки предусматривают быстрое охлаждение заготовок.
Подготовка нержавейки к сварке
Для создания надежного соединения аргонодуговая сварка нержавеющей стали выполняется после обработки поверхностей деталей. Она выполняется в следующем порядке:
- место сварки зачищается наждачной бумагой или щеткой со стальным ворсом;
- после зачистки проводится обезжиривание ацетоном или высокооктановым бензином;
- детали располагают с зазором между ними;
- если проводится сварка тонкой нержавейки, стыкуемые края рекомендуется подогреть до 200 — 300˚C, чтобы уменьшить напряженность металла, и предотвратить образование трещин.
Диаметр присадочной проволоки подбирается в соответствии с толщиной соединяемых деталей. Содержание легирующих добавок в ней должно быть больше чем в свариваемой нержавейке.
Сварка неплавящимся электродом из вольфрама
Этот способ, используемый для соединения тонкостенных заготовок, называется TIG сваркой нержавейки. Работа выполняется аппаратом переменного или постоянного тока. Основным инструментом является горелка, через которую подается аргон, со вставленным в сопло вольфрамовым электродом. Наложение шва происходит за счет плавления присадочной проволоки. Ее подачу и перемещение горелки производят вручную.
Сварку аргоном нержавейки ведут вдоль линии шва без поперечных движений горелки. Это исключает выход сварочной ванны за пределы защищенной зоны, не давая жидкому металлу взаимодействовать с кислородом атмосферы. Для создания надежного соединения необходимо обеспечить подачу аргона и с противоположной стороны шва. Газа потратится больше, но улучшение качества того стоит. Чтобы кончик электрода не оплавлялся, а на свариваемых заготовках не оставались следы им не прикасаются к нержавейке. Дугу разжигают на графитовых или угольных пластинках с последующим переносом на металл.
Прежде чем приступить к работе производится настройка аппарата для сварки нержавейки. Для соединения двух деталей толщиной 1 мм на аппарате постоянного тока устанавливается прямая полярность (плюс подключен к электроду, минус — к деталям). Величина рабочего тока выбирается в пределах 30 — 50 А, а напряжение не выше 28 В. Скорость ведения сварки 12 — 28 см в минуту расходуя 3 — 5 литров аргона. Диаметр присадочной проволоки в зависимости от условий выбирают в пределах 0,8 — 1,6 мм.
Горелка держится с наклоном 70 — 80˚. Присадочную проволоку вводят под углом 10 — 15˚. Для быстрого охлаждения шва и электрода аргон перекрывают спустя 10 — 15 секунд после прекращения сварки. Потери газа незначительны, а качество соединения и продолжительность службы вольфрамового стержня увеличиваются.
Сварка полуавтоматом
Производительность этого способа значительно выше, чем при тиг сварке нержавейки. Он лучше, чем ручной метод, подходит для соединения толстостенных деталей. На полуавтомате работают с присадочной проволокой с большим содержанием никеля. Настраивая аппарат, учитывается, что ее температура плавления меньше, чем у других марок. Полуавтоматическую сварку нержавеющей стали аргоном выполняют используя:
- короткую дугу;
- струйный перенос;
- импульсный режим.
Лучшим вариантом считается технология, когда проволока вводится в пламя дуги непродолжительными импульсами. В этом режиме металл не разбрызгивается, сокращается зона нагрева, уменьшается расход присадочного материала. На финишную зачистку тратится минимум времени, поскольку нет брызг металла. Короткой дугой соединяют тонкие заготовки, а струйным методом толстостенные детали.
Средний расход аргона при сварке нержавейки полуавтоматом составляет 8 — 12 л в минуту. В отличие от ручного способа допускается смешивать его с углекислым газом. При стыковке толстых заготовок добавляют 2% углекислоты, чтобы уменьшить нагрев кромок шва за счет улучшения их смачиваемости. Когда эстетика соединения не имеет значения, долю углекислого газа повышают до 30%, чтобы сэкономить на дорогостоящем аргоне.
Полезные советы
Чтобы досконально знать, как правильно сваривается аргоном нержавейка не стоит пренебрегать рекомендациями опытных сварщиков:
- Работа выполняется минимально короткой дугой, удерживая электрод на максимально близком расстоянии от металла, не затрагивая его. Длинная дуга не прогревает шов на всю глубину, поэтому его ширина увеличивается, а качество ухудшается.
- При проведении ручной сварки, чтобы не допустить окисления, проволоку подают плавно без рывков, не выводя ее из зоны действия аргона.
- О качестве проплава судят по форме наплывов образующихся, когда плавится присадочная проволока. Если они вытянуты вдоль шва — качество хорошее. Овальная или круглая форма свидетельствуют о недостаточном проплавлении.
- При подходе к концу шва величину тока нужно снижать. Резкий отрыв дуги с отведением горелки сопровождается снижением уровня защиты горячего шва, что сказывается на качестве соединения.
При правильном подходе аргонный метод не намного сложнее обычной сварки. Немного потренировавшись, любой желающий освоит его в кратчайшие сроки. Стоимость дополнительного оборудования и материалов окупится возможностью сваривать не только нержавейку, но также медь, бронзу, алюминий и их сплавы.
