Нержавеющая сталь, как материал, часто востребована в быту и на производстве. Ее особенность заключается в отсутствии химического взаимодействия с влагой, что обуславливает устойчивость к коррозии. Помимо этого, сама сталь смотрится эстетично и изделия зачастую не нуждаются в дополнительной обработке или декорировании.
Однако при попытке провести сварочные работы мастер сталкивается с рядом проблем, поэтому нержавейку относят к плохо свариваемым материалам. В настоящее время все трудности удается преодолеть, но при этом необходимо использовать специальные электроды для сварки нержавейки.
Особенности работы
Технология сварочного процесса при работе с нержавеющей сталью существенно отличается от традиционной технологии сварки черного металла. Именно устойчивость материала к коррозии вносит в процесс существенные изменения. Неопытные сварщики сталкиваются, в первую очередь, с тем, что в зоне формирования шва образуется течь. Прежде чем приступать к работе с нержавейкой, следует познакомиться с особенностями и свойствами металла.
Проблемы возникают по причине высокого коэффициента теплового расширения металла. С точки зрения внутреннего строения, при повышении температуры увеличивается расстояние между молекулами, причем в нержавеющей стали это выражено в большей степени, чем в других металлах. Естественно, при остывании это расстояние уменьшается до прежних показателей. Нержавейка как бы «стягивается». Но у материала, образующего шов, показатели расширения не такие высокие, поэтому в зоне сварки наблюдаются многочисленные разрывы, которые и провоцируют течи. Задачей производителей электродов является подбор такого материала присадки, который по физическим свойствам будет близок к нержавейке.
Многие начинающие мастера, не имеющие достаточного опыта, не могут понять, почему нельзя вести сварку обычными электродами, ведь требования по показателям температуры для этого металла не такие уж и высокие. Причина заключается в том, что при сварке обычным электродом образуется мощная дуга, которая выжигает все легирующие элементы. Даже если получится качественный шов, то в непосредственной близости к нему металл будет подвержен коррозии.
Опытные сварщики знают, что необходимо не только использовать специальные электроды, но и вести сварку по определенному алгоритму. Следует точно выбрать режим работы инвертора, а шов накладывать в шахматном порядке. Только такой подход обеспечит отсутствие участков с перегревом.
Еще одно затруднение при ведении сварки нержавеющей стали связано с попаданием кислорода в зону расплавленного металла. Он начинает взаимодействовать с углеродом, при этом образуется газ. При кристаллизации шва этот газ приводит к получению крупных пор. Прочность шва будет чрезвычайно низкой. Единственным вариантом избежать реакции с кислородом является применение защитного газа, препятствующего проникновению воздуха в сварочную ванну. В ряде случаев используется режим сварки MIG/MAG. Если же сварка ведется штучными электродами, то они должны иметь специальную обмазку.
Оборудование
При выборе оборудования сварщики не делают исключений для нержавейки, так как все работы выполняются с помощью сварочного инвертора. Существуют такие модели, которые способны вести качественные работы в бытовых условиях. Они компактны, питаются от бытовой сети (220 вольт) и надежны.
Характерной чертой работы любого инвертора служит неоднократное преобразование напряжения. При такой технологии присадка вплавляется в металл более эффективно, и шов получается качественным и ровным. Благодаря тому, что цены на такие аппараты более, чем демократические, они стали доступными не только для промышленных предприятий, но и для частных мастеров.
Как было отмечено выше, нержавейку можно сваривать в режиме MIG или MMA, это значит, что подойдет любой из имеющихся инверторов, даже самый простой. Важно, чтобы устройство позволяло точно настраивать параметры сварки, которые напрямую зависят от толщины заготовки. Перед работой следует обработать поверхность, очистить ее от грязи или маслянистых веществ.
Известно, что при сварке нержавейки следует между деталями выдерживать зазор, иначе будут образовываться трещины. При работе с листовым металлом, толщина которого не превышает 2 мм, зазор не нужен. Края деталей сводятся друг к другу вплотную. Если толщина листов превышает 4 мм, то кромки разделываются под углом 45° градусов, так увеличивается площадь зоны проплавления.
- При толщине металла 1,5 мм используются электроды диаметром 2 мм. Сила тока составляет 40 – 60 А.
- Толщина металла – 3 мм, диаметр электрода – 3 мм, сила тока – 85 А.
- Толщина металла – 4 мм, диаметр электрода – 3 мм, сила тока – 100 А.
- Толщина металла – 6 мм, диаметр – 4 мм, сила тока – 150 А.
Общие принципы выбора электродов
Если просто перечислить марки электродов, пригодных для сварки нержавейки, то такая информация будет полезной лишь разово. Специалист должен разбираться в особенностях выбора, впрочем, как и начинающий мастер. Ранее было определено, что обычные электроды не подходят для работ с нержавеющей сталью. Сразу после остывания шва можно услышать характерные щелчки. Это образуются трещины.
Специальные электроды должны состоять из такого материала, который имеет показатели теплового расширения, близкие к показателям для выбранного материала. В этом случае основной и присадочный материал будут хорошо взаимодействовать, не вызывая дефектов шва.
По причине доступности устройств ММА многие предпочитают работать плавящимися штучными электродами. Для них можно определить ряд основных требований.
- Металл электрода должен обладать устойчивостью к температурным деформациям (ползучести).
- Температурное расширение соответствует показателям для нержавейки.
- Стержни электродов должны быть упругими.
- Они обладают высокой теплопроводностью, а также устойчивы к механическим воздействиям.
Все перечисленные параметры имеют вполне определенное измерение и указываются при маркировке изделий. Нельзя забывать, что процессы сварки постоянным током и переменным током отличаются друг от друга, поэтому данное условие влияет на выбор электродов. При выполнении работ постоянным током существенно сказывается экономия расходных материалов, которая достигается, благодаря практическому отсутствию разбрызгивания.
Недостатки одного метода подчеркивают достоинства другого. Сварочное оборудование переменного тока доступно по цене. Здесь также можно получить качественный шов, однако стабильность дуги хуже, нежели в первом случае. В процессе сварки образуются брызги расплавленного металла. При подобном способе ведения сварки электроды расходуются значительно быстрее.
В зависимости от сварочного инвертора различают два способа сварки коррозионностойкой стали.
- Первый заключается в ведении сварки штучными электродами. Это ручная дуговая сварка, в которой применяются электроды со специальным покрытием.
- Второй способ связан с применением защитного газа. Там основным элементом служит вольфрамовый электрод.
Сварка постоянным и переменным током
Правильный выбор электродов является залогом успешной работы. Сварка ведется на обратной полярности. Нижеперечисленные марки отличаются наличием обмазки стержня. Марка ЦЛ-11 стала популярной среди сварщиков. Такие электроды используются при сварке сталей, содержащих хром или никель. Полученный шов отличается прочностью, пластичностью и аккуратностью. Именно пластичность дает высокий уровень ударной вязкости. Отметим, что при работе с ЦЛ-11 практически отсутствует разбрызгивание.
Аналогом представленной марки электродов является модель ОЗЛ-8. Расходные материалы с данными индексами обладают такими же высокими показателями, однако дополнительно адаптированы для применения в конструкциях, эксплуатируемых в условиях высоких значений температур (температура может достигать 1000°C градусов). ОЗЛ-8 и ЦЛ-11 применяются в пищевой промышленности.
Пищевая сталь безопасна для продуктов питания. Следовательно, наложенные швы также должны быть безопасными. Для сталей, содержащих молибден, никель и хром применяются электроды марки НЖ-13. При формировании шва может образовываться тонкая корка из шлака, однако она самопроизвольно отпадает.
Пополнить перечень расходников для сварки нержавейки под постоянным током можно такими марками, как:
- ЗИО-8. Электроды для нержавеющей стали и жаропрочных материалов.
- НИИ-48Г.
- ОЗЛ-17У. Применяются в том случае, если конструкция будет эксплуатироваться в агрессивной среде серной или фосфорной кислоты.
При отсутствии оборудования приходятся варить нержавеющую сталь переменным током. Данный факт и стал причиной возникновения ряда вопросов, связанных с технологией сварки. Сразу укажем, что существуют такие электроды, которые маркируются, как ОЗЛ-14, ЦТ-50, ЛЭЗ-8, ОЗЛ-14А, АНВ-38, Н-48. Вольфрамовые электроды также подходят для сварки переменным током. Их применяют при ремонте тонкостенных изделий, при необходимости получения качественного и аккуратного шва.
Рейтинг производителей и марок по популярности
Наибольшим спросом пользуются те электроды, которые произведены компаниями, специализирующимися на выпуске и продаже сварочного оборудования. Это именитые бренды, известные на российском и европейском рынке. Качество продукции всегда остается под контролем, вплоть до момента ее реализации. Кроме этого, официальные представители всегда готовы предоставить выгодные условия для постоянных клиентов.
Шведская компания Esab поставляет на российский рынок большое количество марок электродов, среди которых встречаются электроды для сварки нержавейки. Компания представляет целую серию данного типа расходных материалов. Электроды ОК 61.35 обычно используются при сварке трубопроводов и прочих конструкций, где нужна герметичность. Для сварки деталей из нержавейки с деталями из другого материала подходит марка ОК 67.72. В перечне продукции есть и универсальные электроды – ОК 67.45.
Описанные выше электроды ЦЛ-11 выпускаются российской компанией «Монолит». Для них характерны такие качества, как стабильность дуги, шлаковая корка, которая впоследствии сама отделяется, малое разбрызгивание.
Замыкает тройку лидеров бренд «Уони». Электроды УОНИ-13/НЖ, УОНИ-13/НЖ-2 и УОНИ-13/ЭП-56 расфасованы в пачки от 3,5 до 6 кг. К сведению потенциальных покупателей, бренд «Уонии», несмотря на видимую схожесть, принадлежит компании Esab.
