Сварка нержавейки полуавтоматом

В повседневной жизни нержавеющая сталь является активно используемым металлом. Из него делают сковороды, ножи, различную посуду. В процессе взаимодействия с этим металлом приходится прибегать к сварке.

В данной статье подробнее ознакомимся с тем, как правильно варить нержавейку с помощью сварочного полуавтомата, какие материалы, оборудование и техники предстоит использовать.

Возможно ли провести сварку нержавейки полуавтоматом

Далеко не все мастера сварки способны провести качественную работу с данным конкретным материалом. Для правильной сварки следует учитывать особенности металла, а также корректно настраивать параметры рабочего режима. Не лишним будет подумать о покупке качественных расходников.

Процесс сварки представляет собой использование сварочного оборудования с использованием одного из газов: активного (MAG) или инертного (MIG). Газ, в данном процессе, выступает в качестве защиты металла от окисления. Для соединения материалов используется сварочная проволока, подаваемая непрерывно в зону воздействия сварочного аппарата.

Виды нержавеющей стали

Сталь бывает трех видов:

• Пищевая, с низким содержанием легирующих элементов;
• Пищевая или химическая сталь со средним содержанием;
• Устойчивая к высоким температурам и давлению, химическая, с высоким содержанием легирующих элементов.

Какие легированные стали можно сваривать полуавтоматом

Нержавеющая сталь имеет одну особенность, которая отличает ее от других металлов – это ее способность к сопротивлению коррозии. Сопротивляться ей помогают специальные легирующие добавки. Как правило, это элементы металлов, таких как хром, никель, марганец и молибден. При соблюдении всех технологий, каждый из подвидов поддается сварке.

• Изделия с низким и средним содержанием легирующих элементов (до 5% в первом случае и до 10% во втором) можно варить сразу, без предварительной подготовки.
• Высоколегированные металлы (с содержанием элементов более 10%), для более качественной сварки следует разогреть до 400 градусов. Если использовать правильную сварочную проволоку, изделия любой толщины без проблем свариваются и обладают теми отличным сопротивлением коррозии.

Где используется сварка полуавтоматом

Сварка с использованием инертного газа используется повсеместно. Ее по праву можно считать универсальной. Такой метод применим как в «домашних» условиях, так и в промышленных масштабах, при изготовлении посуды, бытовых приборов.

Используется в производстве автомобилей, мотоциклов, в химической промышленности, производстве водоочистных фильтров. В пищевой промышленности такой сваркой соединяют трубы для подачи жидких изделий. При наличии соответствующих навыков, можно использовать в ремонте домашней утвари.

Краткое описание

Сварка полуавтоматом – сплавление двух поверхностей изделий с использованием проволоки. Она выполняет роль легирующего материала и электрода одновременно. Ее оплавление происходит под воздействием дуги сварочного аппарата.

Качество дуги во время работы обусловлено корректной настройкой режимов работы таких параметров как ток, скорость подачи проволоки, использование правильного газа, а также его расхода.

При работе полуавтоматической сварки, шов получается ровным, а скорость его создания – высокой. Смесь для защиты от окисления состоит из углекислого газа и аргона. В некоторых случаях используют кислород, но шов становится острее, чем в случае с углекислым газом. Использование полуавтомата позволяет учесть структуру и свойства металла.

Свойства нержавеющего сплава

Опытные сварщики всегда учитывают химический состав сплава, именно поэтому их работа получается качественной. Начинающим мастерам следует знать о нескольких важных параметрах, которые необходимо учесть во время сварки:

• Низкая теплопроводимость. В сравнении с другими видами металлов, нержавеющая сталь имеет проводимость тепла в два раза ниже. Для того чтобы не переплавить материал и не снизить его эффективную стойкость к коррозии, следует уменьшить силу тока на 20%, а также позаботиться о дополнительном охлаждении шва;
• Чтобы сохранить устойчивость к коррозии, температуру работы необходимо поддерживать в оптимальном режиме;
• В металле, который подвергается перегреву (выше 500 градусов), происходит реакция хрома и железа. Этот процесс приводит к коррозии. Во время варки следует использовать дополнительное охлаждение;
• Превышение температурного режима приводит к деформации, а также появлению трещин между свариваемыми изделиями. В процессе следует оставлять пространство, которое будет учитывать возможное расширение;
• Повышенное сопротивление металла электричеству. При использовании высоколегированных электродов, для устранения нагрева, следует использовать электроды до 350 миллиметров в длину.

Сравнение с другими видами сварки

В отличие от ТИГ сварки, и ручной сварки ММА, газовая полуавтоматическая сварка имеет следующие достоинства:

• Высокий уровень производительности;
• Низкое количество выработки газа.

Основными недостатками являются:

• Обязательное наличие газового баллона;
• Слабые возможности применения сварки вне помещения.

Применение аппарата без газового баллона, только с использованием порошковой проволоки, так же имеет свои особенности. Положительные:

• Газовые баллоны не требуются;
• Открытый воздух – не помеха.

Отрицательные:

• Дополнительные затраты на расходные материалы;
• Выделение шлаков во время работы.

В итоге, наличие баллона – это не большой минус, который с лихвой перекрывается показателями производительности газового полуавтомата, что делает такой вид сварки самым популярным при работе в помещении.

Какой газ выбрать

Всего существует три варианта газа, который используется во время работы:

1. Аргон.

Получил свою популярность из-за высокого качества швов, которые получаются в результате. К недостаткам можно отнести высокую стоимость, нестабильность дуги и большое количество брызг.

• Углекислый газ

Самый бюджетный из представленных. Швы в результате получаются хуже и грубее, чем при сварке с аргоном, а брызг в разы больше.

• Аргона с примесью углекислого газа

Как правило, углекислый газ добавляется в объеме до 5% от общего, а аргон – от 95% и выше. К плюсам относится оптимальная стоимость смеси, а также высокое качество шва.

Сварка полуавтоматом без газа

Использование газа не является обязательным пунктом. Вместо него можно применить порошковую проволоку, которая состоит из тонкостенной оболочки – трубки, которая заполнена газом и флюсом. Металлический слой при варке освобождает доступ для выхода флюса, а тот в свою очередь, не позволяет кислороду поступать в место сварки.

Однако, проволока не способна обеспечить достаточную защиту, а сам результат получается ниже по качеству, долговечности и прочности. Популярности такой метод имеет мало.

Разновидности проволоки для сварки

Для сварки с использованием полуавтомата применяется проволока со сниженным содержанием углеродов и высоким содержанием кремния. Такая проволока более устойчива к окислению.

В продаже можно найти проволоку, которая производится как в России, так и за рубежом. Вся проволока делится на два вида – сплошного сечения и порошковую.

1. Проволока сплошная – используется для работы с газовыми типами сварки. Для исключения попадания кислорода, следует также добавлять флюс. Позволяет добиться высокого качества сварочных швов.
2. Самозащитная порошковая проволока заполняется флюсом и газом, что повышает удобство в использовании, однако, это не позволяет ей конкурировать в качестве швов со сплошной.

Вся проволока создается с использованием термообработки, либо холодной вытяжки. Разделяется также на оксидированную (Т) и светлую (ТС).

Имеет два класса точности:

1. Нормальная.
2. Повышенная.

Повышенная точность проволоки напрямую влияет на качество швов. Вся проволока имеет свою маркировку, так же, как и нержавеющая сталь. Следует учитывать и сопоставлять данные параметры перед началом работы.

Стоимость проволоки варьируется в зависимости от регионов и производителя. К примеру, проволока «ER 308 LSI» диаметром 0,8мм, весом в 1кг стоит от 825 рублей.

Как варить нержавейку

Присутствующие в составе нержавейки легирующие материалы добавляют стойкость к коррозии, но в то же время и затрудняют процесс сварки. В связи с повышенной теплопроводимостью, охлаждение места соединения проходит с затруднениями, а в результате это приводит к перегреву, возможному прожогу и выгоранию примесей. Сварка должна быть выполнена с током, который до 20% меньше стандартного. В процессе следует использовать дополнительное охлаждение.

Неопытные сварщики, которые сталкиваются с нержавейкой впервые, желают знать, возможно ли проводить сварку в домашних условиях. Для получения качественного результата используется три рабочих способа:

• Использование короткой дуги;
• Сварка импульсным методом;
• Перенос струи.

Тонкая нержавейка сваривается короткой дугой, чтобы избежать прожига металла. Струйный перенос – больше подходит для толстых деталей. Соединение таким способом должно предусматривать использование порошковой проволоки.

Защитная среда при импульсивном методе обеспечивается смесью аргона и углекислоты. К плюсам данного метода относится его универсальность:

• Данным способом возможно соединить изделия любой толщины;
• Проволока, подающаяся короткими импульсами, снижает количество брызг;
• Присадочный материал тратится меньше;
• Повышается качество соединения;
• Производительность выше конкурентных методов сварки.

Что нужно для сварки

Для старта сварочных работ потребуются следующие устройства:

1. Источник тока (в данном случае – полуавтоматическая сварка).
2. Редуктор для регулировки давления газа. Каждый газ имеет свой тип редуктора.
3. Один из видов проволоки: порошковый или сплошной. Материал проволоки должен соответствовать легирующему материалу изделия.
4. Баллон с газом для защиты.

Газ возможно исключить, если использовать порошковую проволоку, однако не следует забывать, что это снизит качество шва.

Также, обязательно необходимо использовать средства персональной защиты:

• Маска для сварки – необходима для защиты лица, а в особенности глаз, во время процесса сварки.

Они бывают нескольких типов: с большой площадью покрытия головы, включающее в себя шею, волосы, а также светофильтр. Малая площадь покрытия закрывает только лицо и глаза.

• Перчатки «краги» – один из обязательных предметов, который используют в работе.

Материал производства – брезент или спилка. Существуют в различных вариантах исполнения. Обязательное условие для таких перчаток – обеспечение защиты от сверхвысоких температур, а также от возможного удара электрическим током.

• Костюм для защиты от ожогов. Основное требование – защита от летящих капель оплавленного металла. Ткань должна содержать специальную огнезащитную пропитку.

Чем лучше варить

Для получения качественного шва, проволока должна содержать в себе такой же легирующий материал, как и свариваемый металл. Чем выше содержание материала в припое – тем лучше. Если использовать обычные материалы – изделие быстро заржавеет, шов будет некачественным. Для соединения изделий, которые легированы хромом, существует проволока, которая содержит большое количество никеля в составе. Проволоке такого состава предпочтение отдается наиболее часто. Диаметр такой проволоки варьируется в промежутке от 0,13 мм до 6 мм. При работе в домашних условиях следует выбрать вариант от 1 мм.

Также, в зависимости от толщины заготовок, подвергающимся сварке, подбирается соответствующий диаметр неплавящегося электрода. При работе с заготовкой до 1 мм – применяется электрод, с идентичным сечением. Если заготовка до 4 мм толщиной – электрод должен иметь диаметр 1,6 мм. В случае, если толщина превышает 4 мм – применяется электрод 2,5 мм.

Подготовительные работы

Перед началом сварки изделий из нержавеющей стали полуавтоматической сваркой, следует провести подготовительные процедуры. Они имеют определенный алгоритм действий:

1. Зачистка соединяемых поверхностей до блеска с использованием металлической щетки.
2. Снятие фаски с кромок, при толщине заготовки более 4 миллиметров.
3. Обезжиривание с использованием спирта, растворителя, ацетона или бензина.
4. Нагрев кромок до 100 градусов, с целью удаления влаги.

Алгоритм сварочных работ

Для проведения сварки в непрофессиональных условиях достаточно иметь в наличии полуавтомат с максимальной мощностью в 10 кВт, поскольку во время варки не придется использовать заготовки толще 3 мм.

Настройка аппарата проводится в зависимости от:

• Варианта исполнения (нижнее соединение под углом, стыковое нижнее соединение, вертикальное пространственное);
• Толщины деталей;
• Толщина используемой проволоки;
• Наличие зазоров и их величина.

Напряжение работы должно быть в промежутке от 19 до 25 Вольт. Скорость подачи сварочной проволоки – в промежутке от 290 до 490 метров в секунду. Ток работы аппарата – 95 – 300 Ампер. Рабочий ток 95 — 300 А. Длина дуги и форма шва напрямую зависит от величины данного показателя. Чем выше значение – тем шире стык. Связано это с глубиной провара.

Вне зависимости от типа газа, используемого в процессе варки, есть общие правила, которые следует учитывать обязательно:

• В работе используется ток обратной полярности;
• Горелка располагается под углом, который позволит сформировать нужную ширину шва и глубину провара;
• Корпус горелки располагается под таким углом, чтобы он был противоположен направлению шва. Таким образом можно обеспечить качественный и беспрепятственный обзор на шов;
• Сопло газовой горелки располагается на расстоянии до 12 миллиметров от свариваемой поверхности;
• Проволока в длину не должна вылетать более чем на 12 мм;
• Подача проволоки производится каплями;
• Установить предел расхода газа на уровне от 6 до 12 кубометров в час;
• Прежде чем приступить к использованию осушителя, основанного на медном купоросе, его необходимо раскалить до 200º и удерживать эту температуру на протяжении 20 минут;
• Поверхности вокруг стыков, для защиты от брызг, обрабатывается меловым раствором;
• Сварочный шов следует начинать с отступом в 5 мм до края изделия. Этот момент предотвратит появление нежелательных трещин;
• Если сварка проводится внахлест, следует просто зачистить поверхность до блеска и прислонить детали друг к другу, после чего провести соединение;
• Перед началом каждого нового шва, следует откусывать кусачками шарик, который наплавляется в ходе работы;
• Работа проводится плавным скольжением электрода по шву, строго вдоль заготовок.
• Угол направления горелки должен быть примерно 120 градусов по отношению к плоскости свариваемых поверхностей (11 часов на циферблате).

Как уже было сказано, существует три различных способа воздействия на металл:

• Короткая дуга используется для работы с изделиями до 0,8 мм толщиной;
• Струйный перенос – при толщине от 0,8 до 3 мм;
• Импульсная сварка применяется в любом из перечисленных вариантов, а также для более толстой стали.

О напряжении металла

После окончания работы следует заняться снятием напряжения металла. Для этого нужно следовать определенному алгоритму действий:

1. Снятие напряжения происходит при повышении температуры до промежутка в 560-660°C. Процесс отпуска включает в себя прогрев детали с последующим остужением, без использования внешнего воздействия на металл. Лучше всего подойдет открытый воздух.
2. При повышении температуры до 760 градусов, происходит восстановление хрома на шве. В следствие такого нагрева качество сварки повышается, а скорость снятия напряжения снижается.
3. Тонкостенные детали не имеют большого сопротивления и напряжение снимается без проблем. Температура работы с такими изделиями составляет около 100 градусов.

Заключительная часть

Во время воздействия высоких температур на заготовки, непременно появляются деформации в виде пузырей. Их можно удалить, если ударять молотком через гладилку, двигаясь при этом от крайней части изделия к середине. В случае, когда пузыри невозможно устранить, прибегают к помощи газовой горелки. Изделие прогревается, и операция повторяется вновь.

Пострадавшие от брызг металла поверхности подвергаются зачистке с использованием металлической щетки или инструментом с абразивом. Окалина, быстро покрывающая ржавчиной, обрабатывается специальными составами, которые полностью растворяют ее. Для повышения полученного соединения к коррозии, изделие покрывается средствами, которые способствуют появлению на поверхности металла пленки оксида хрома.

Важно об основном

Для того чтобы лучше понять технологию сварки нержавеющей стали полуавтоматическим сварочным аппаратом, следует запомнить такие правила:

• При сварке с использованием любого газа, будь то аргон, углекислый газ или смесь – процесс проводится током обратной полярности, а если используется флюс – полярность прямая;
• Электродная проволока располагается от стыка на расстоянии в промежутке от 5 до 15 миллиметров;
• Для удобства, движение горелки следует проводить слева направо и наклонять от себя, чтобы шов был в прямом визуальном доступе;
• Для лучшего соединения изделий с толстыми стенками следует проводить манипуляции под углом в промежутке от 5 до 10 градусов. Таким образом удастся обеспечить более глубокий проплав;
• Нержавейка тонкостенная варится с наклоном горелки вперед, для уменьшения глубины провара и снижения риска прожога металла.

Подведем итоги

Учитывая тот факт, что сварка – сам по себе процесс кропотливый и сложный, осилить его сможет каждый, кто имеет хоть какое то представление о работе электричества. При наличии полуавтомата, несомненно, получится создать изделие из нержавеющей стали, обладая хотя бы минимальными навыками об этом металле. Однако, теории будет мало, а для того, чтобы продукт на выходе получился качественным, следует много практиковаться. Для этого отлично подойдут ненужные обрезки. Усилия обязательно оправдают себя.

Из статьи можно узнать, что работа проводится в среде защитного газа, а сварка происходит во время подачи проволоки-электрода. Качественное соединение может быть обеспечено за счет корректной скорости подачи этой проволоки, подходящего режима работы тока, качественной смеси газа, а также полного учета состава металлического сплава.