Сварка нержавейки – самые популярные способы

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.

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:

Контактная сварка нержавейки

Ток подается на два неплавящихся электрода из цветных сплавов, заготовки помещаются между ними. При подаче тока электроды с усилием сжимают. Варят нержавеющую сталь только в зоне контакта, дуга прошивает детали насквозь, расплавляет. Ручные сварочные клещи используют для сварки тонкой нержавейки до 2 мм. Заготовки потолще соединяют аппаратами с усилителями, чтобы можно было продавить зону контакта. Образуется точка размером с площадь электрода.

  • ручное, вторым контактом для образования дуги становится металлическая деталь;
  • автоматическое, дуга создается между электродом и стенкой камеры.

Особенности сварки деталей из нержавейки

Основные трудности, возникающие при сварке нержавейки, связаны с тем, что этот материал относится к группе высоколегированных сплавов, а потому содержит в своем составе множество разных элементов, определяющих его основные свойства. Так, в ее составе присутствует такое соединение, как хром. Его доля в сплаве может достигать 12−30%. Хром, как и другие элементы, содержащиеся в составе нержавейки — молибден, марганец, титан и никель, обеспечивает этого металлу антикоррозионные свойства. Но при этом от него нержавейка получает и ряд особенностей, которые влияют на ее свариваемость.

Поэтому при сварке нержавейки необходимо учитывать ряд характеристик этого материала.

  • Высокий коэффициент линейного расширения. Из-за этой особенности во время сваривания деталей из нержавейки они неизбежно подвергаются значительной деформации. Иногда вызванное этим свойством деформация может вызвать появление крупных трещин, если подготовленные для соединения детали имеют большую толщину и между ними отсутствует зазор.
  • Низкая теплопроводность. В отличие от низкоуглеродистых сплавов нержавейка имеет в полтора — два раза ниже показатель теплопроводности. Из-за этой особенности при сварке детали проплавляются даже при токах меньшей величины, чем при соединении деталей из низкоуглеродистой стали.
  • Межкристаллитная коррозия. В условиях, когда нержавейка во время сварки подвергается сильному нагреву (до температуры +500 градусов Цельсия и выше), приходится наблюдать такое явление, как межкристаллитная коррозия. Она возникает из-за того, что по краям зерен структуры металла образуются прослойки, состоящие из карбида хрома и железа.

Но предотвратить это явление можно, если с особой тщательностью подходить к выбору режима сварки, а также в принудительном порядке остужать соединяемые элементы, с чем легко может справиться обычная вода. Но важно помнить, что такой метод охлаждения можно применять только в отношении изделий из хромоникелевых сталей, обладающих аустенитной внутренней структурой.

  • Перегрев электродов с хромоникелевыми стержнями. Учитывая, что свариваемые материалы имеют низкие показатели теплопроводности и повышенное электрическое сопротивление, во время их соединения электроды, стержни которых состоят из хромоникелевого соединения, часто нагреваются до критических температур. Предотвратить подобное явление можно только при условии применения для сварки электродов, имеющих длину не более 35 см.


Но предотвратить это явление можно, если с особой тщательностью подходить к выбору режима сварки, а также в принудительном порядке остужать соединяемые элементы, с чем легко может справиться обычная вода. Но важно помнить, что такой метод охлаждения можно применять только в отношении изделий из хромоникелевых сталей, обладающих аустенитной внутренней структурой.

Полуавтоматом

Нержавеющие стали свариваются отлично полуавтоматом. Это более изящный процесс, позволяющий быстро и качественно заварить соединение любой толщины. Источником тока выступает аппарат с постоянным напряжением или инвертором. Масса крепится на изделие, а «плюс» подсоединяется к специальной горелке.

Горелка совмещает в себе подачу тока и подвод инертного газа в зону сварки. Электричество передается по кабелю и специальному мундштуку-контактору. Газ идет по параллельно уложенной в рукаве шланге и выходит через сопло. В качестве присадочного материала выступает проволока, автоматически подающаяся тяговым механизмом. Напряжение через мундштук переходит на проволоку и между ней и изделием возбуждается дуга. Одновременно происходит обдув защитным газом, предотвращающий контакт с внешней средой. Для соединения нержавейки используют чистый аргон или его смеси с углекислотой.

Читайте также:  Прокладка канализации под фундаментной плитой

Проволока должна быть из того же материала, что и свариваемые детали. Ее диаметр и скорость подачи выставляются исходя из толщины изделия и пространственного положения. Рекомендуемые параметры следующие:

Толщина изделия, ммСила тока, АДиаметр проволоки, ммСкорость подачи, м/ч
1.580-1000,8-1,0160-180
21301.2180-230
3160-2001,2-1,4350-400
5200-3001,2-1,6450-650

Для создания особо прочных швов, подвергающихся химическому воздействию на предприятиях, применяют порошковую проволоку, которая имеет трубчатое строение и включает в себя флюс, дополнительно защищающий зону сварки. После окончания шва флюс застывает на поверхности в виде шлака и требует отбития. Швы ведутся с колебательными движениями, справа налево или наоборот. Важно следить за полным заполнением зоны соединения присадочным металлом. Это хорошо контролировать, поскольку при сварке обычной проволокой нет шлака, мешающего обзору.

Полуавтоматические аппараты стоят дороже инверторов и требуют дополнительной оснастки баллоном, редуктором и шлангами. Но благодаря такому способу сварки можно быстро вести работы.

Швы таким методом ведутся справа налево, с наклоненной горелкой. Если необходимо тоненькое соединение, то никаких колебаний не требуется. В случае широких стыков, выполняются поперечные движения электродом. Зазор между ним и изделием поддерживается на расстоянии 5 мм. Вылет электрода из сопла тоже устанавливается 5-6 мм, чтобы было удобно вести шов, но не перегревать вольфрам. Рекомендуются следующие параметры:

Полуавтоматическая в аргоне

Этим способом можно более качественно сваривать нержавейку. С помощью полуавтомата появляется возможность добиться высокой производительности. Чтобы создать прочное соединение используется несколько видов проволоки:

  1. Порошковая.
  2. Алюминиевая.
  3. С медным покрытием.
  4. Изготовленная из легированной стали.
  5. С флюсом.

Проведение работ полуавтоматом представляет собой поэтапный процесс:

  1. Мастер подготавливает детали. Зачищает их от ржавчины, налёта, грязи.
  2. Выставляется режим сваривания на сварочном аппарате. Оптимальный показатель силы тока для нержавеющей стали толщиной до 3 мм не должен превышать 145 А.
  3. В рабочую зону подаётся проволока, зажигается дуга.

Сопло горелки должно передвигаться только в одном направлении без поперечных движений.

Полуавтоматическая сварка нержавеющей стали

  1. Мастер подготавливает детали. Зачищает их от ржавчины, налёта, грязи.
  2. Выставляется режим сваривания на сварочном аппарате. Оптимальный показатель силы тока для нержавеющей стали толщиной до 3 мм не должен превышать 145 А.
  3. В рабочую зону подаётся проволока, зажигается дуга.

Обработка изделий перед сваркой

Перед осуществлением сварочного процесса требуется непременно выполнить следующие операции:

Удалить с поверхности соединяемых деталей загрязнения. Это можно сделать с помощью металлической щетки, наждачной бумаги.

Обработать места соединения заготовок любым растворителем (специальной жидкостью, ацетоном, уайт-спиритом). Отсутствие жировых пятен позволит значительно увеличить устойчивость дуги.

Произвести обработку свариваемых поверхностей средством, исключающим налипание брызг расплавленного металла. Это даст возможность устранить необходимость в последующей очистке изделия.

Дополнительная обработка изделий из нержавеющей стали после завершения сварочного процесса должна осуществляться непременно. Не проведение этой операции может спровоцировать появление негативных последствий: образованию коррозии, уменьшению прочностных характеристик готового изделия.

Особенности сварки

Как мы уже писали выше, у данного металла есть некоторые нюансы. И все особенности сварки нержавейки нужно обязательно учитывать, чтобы выполнить работу быстро и качественно. Из основных особенностей можно выделить как раз оксидную пленку. Не пытайтесь полностью избавиться от нее, просто как следует зачистите металл перед сваркой, подготовьте поверхность. Для этого можно использовать шлифмашинку, или болгарку со шлифовальным кругом. Также можно использовать металлическую щетку. После такого метода обработки металл потеряет свою внешнюю привлекательность, так что его нужно будет потом отполировать до блеска.

Если вы все же располагаете свободным временем, то можете использовать метод травления. Он особенно хорош, если детали не очень большого размера. Для травления используют специальные растворы. Дома можно выполнить травление с помощью специальной пасты. Ее наносят с помощью толстой широкой кисти. Но учтите, что перед началом травления поверхность деталей нужно как следует вымыть и обезжирить.

Также не забудьте подготовить кромки, предварительно разделав их. Обратите внимание, что в сварном стыке обязательно должен быть зазор, чтобы у шва была свободная усадка в процессе охлаждения. Вернемся к подготовке кромок. Их также нужно тщательно зачистить щеткой и промыть ацетоном (или любым другим растворителем), чтобы обезжирить поверхность. Это поспособствует улучшению качества шва, а дуга будет гореть стабильно.

Сначала расскажем о плазменной сварке. Этот метод получил широкое распространение в последнее время. Можно варить нержавейку различной толщины. Суть плазменной сварки заключается в сужении дуги с помощью специального сопла. В итоге создается мощный поток плазмы, температура которой достигает 20 тысяч градусов по Цельсию.

Методы сварки

Есть несколько методов сваривания «нержавейки».

Плазменная сварка или TIG сварка. Широко применимый метод позволяющий сваривать нержавеющей стали разных толщин. Смысл “тига” в сужении дуги при помощи сопла.

В результате получаем поток плазмы с температурой приближающейся к двадцати тыс. по Цельсию.

Метод, к которому можно прибегнуть в быту или в большом цехе. Для его выполнения надо учесть два момента: наличие вольфрамовых стержней и защитный газ (к примеру, аргон). Особенно применим для работ по свариванию заготовок более полутора миллиметров.

Читайте также:  Портативные колонки с USB-входом для флешки: рейтинг лучших и правила выбора

Дуговая сварка в инертном газе. Метод сварки для выполнения заказов с трубами или тонкими листами (нержавеющая сталь меньше одного миллиметра). Для использования этого метода достаточно наличия полуавтомата инверторного типа и покрытые электроды.

Это самые используемые методы сваривания нержавеющей стали, как дома, так и в профессиональной практике.


Дуговая сварка в инертном газе. Метод сварки для выполнения заказов с трубами или тонкими листами (нержавеющая сталь меньше одного миллиметра). Для использования этого метода достаточно наличия полуавтомата инверторного типа и покрытые электроды.

Как осуществляется сварка нержавейки

Перед выполнением сварки нержавеющей стали необходимо ее подготовить. Очень важно уделить внимание кромкам свариваемых деталей – они должны быть зачищены до стального блеска. Также следует обезжирить поверхность с помощью растворителя, авиабензина или ацетона.

Для сваривания нержавейки можно применить одну из следующих технологий:

  • MMA;
  • TIG;
  • MIG/MAG.

Ручная MMA-сварка, как правило, используют при отсутствии высоких требований к качеству шва. Основная сложность данной технологии заключается в правильном выборе электрода, который нужно подбирать в соответствии с маркой металла. Обычно для таких целей применяют электроды с основным покрытием, изготовленным из карбонатов магния и кальция, или рутиловым покрытием, созданным на основе двуокиси титана. Если в первом случае сваривание осуществляется исключительно обратнополярным постоянным током, то во втором допускается применение тока с переменной характеристикой.

Таблица для подбора электродов

TIG-сварка эффективна для сваривания тонких листов нержавейки. Чтобы добиться высокого качества шва, следует использовать присадочную проволоку с более высоким уровнем легирования, чем у основного металла. В качестве защитной среды зачастую применяется 100% аргон, однако в некоторых случаях для повышения стабильности дуги и увеличения скорости процесса аргон могут разбавлять гелием.

TIG сварка изделий из нержавейки

TIG сварка выхлопных систем

Аргонодуговая сварка TIG с вольфрамовым электродом

Полуавтоматическая технология MIG/MAG является наиболее универсальной для сварки нержавеющей стали, так как позволяет работать с разными толщинами: для тонких листов подходит метод короткой дуги, для толстых – струйного переноса. С целью защиты шва обычно используют смесь аргона (98%) с диоксидом углерода (2%). Не рекомендуется увеличивать концентрацию углекислоты и, тем более, применять ее в чистом виде, поскольку это приводит к появлению металлических брызг и нарушению структуры шва. Подробнее о сравнении углекислого газа и сварочных смесей читайте в нашей статье.

Приступая к сварочному процессу, необходимо учитывать несколько важных моментов, характерных для нержавейки:

Сварка нержавеющей стали

Для начала нужно определиться, что представляет из себя нержавеющая сталь. В быту её ещё называют нержавейкой, но не все знают, что нержавейка нержавейке рознь. Из статьи вы уже знаете, какие бывают стали, чем они легируются и многое другое. Но давайте подробнее рассмотрим такое понятие, как нержавеющая сталь.

Нержавеющей сталью называется сталь, которая обладает антикоррозионными свойствами. Эти свойства обеспечиваются легирующими элементами, которые входят к ней в состав. К таким легирующим элементам относится: хром, никель, марганец и молибден. Но основным из них является хром (Сr).

Группы нержавеющей стали

Данные стали делятся на 3 основные группы:

В каждой группе содержится сотни различных марок нержавеющей стали, с различным химическим составом. Рассматривать каждую нет смысла. Но есть один способ как узнать, какая сталь является нержавеющей, и это содержание хрома в %. Если сталь содержит Сr≥14%, то она является нержавеющей. На свариваемость этот показатель не влияет. Свариваемость такой стали можно узнать по справочнику или просчитать эквивалент углерода.

Данные стали делятся на 3 основные группы:

Методы сварки

Сварочные работы по нержавеющей стали получили широкий интерес, благодаря возрастающей популярности эксплуатации данного металла. На сегодняшний день сварочные работы по нержавейке производятся множеством способов:

  • MMA (используется дуговой ручной метод);
  • tig сварка нержавейки (посредством вольфрамового электрода при аргоновой атмосфере);
  • MIG/MAG (обработка в условиях инертной атмосферы).

Однако, чтобы грамотно ответить на вопрос, какой сваркой варить нержавейку, важно обратить внимание на химические и физические параметры металла. К особенностям сварки нержавейки, которые могут затруднить процесс, стоит отнести следующее:

  1. Плавление начинает при меньшей температуре
  2. Низкий критерий теплопроводности
  3. Широкий диапазон теплового расширения.

Перед тем, как приступить к сварке нержавеющей стали в домашних условиях или промышленных целях, материал необходимо прогреть. Единственный материал, который не требует данной процедуры, это сплав, где содержание углерода менее 0,2%. При толщине больше 30мм, все же нагревать металл следует до температуры в 150 градусов. Сварочный ток должен подаваться с заниженной силой порядком 20%. Это поможет избежать ситуации прогорания в зоне проведения сварочных работ.


Сварка TIG нержавейки также обращает внимание на мощность. Чтобы грамотно произвести процесс, перед началом процедуру обязательно все детали необходимо обезжирить. Для сварки понадобиться баллон, где содержится аргон. Если работы будут проводиться на свежем воздухе, то подойдет устройство с током в 160А. Горелка крепится к специальном шлангу, куда нужно вставить вольфрамовый электрод. В процессе сварки инверторной сваркой нержавейки понадобится специальная проволока, изготовленная из того же материала, что и сами детали.

Читайте также:  Серые двери в интерьере: виды, материалы, оттенки, дизайн, сочетание с полом, стенами

Нержавеющая сталь – что это за материал

Во все времена, главным врагом изделий из железа была ржавчина. Она способна превратить в груду бесполезного металлолома самые прочные сооружения. Из-за окисления на открытом воздухе приходят в негодность точные инструменты и разрушаются огромные конструкции.

Но чуть более века назад, людям удалось найти отличное средство от ржавчины. В 1913 году английский исследователь Гарри Брайрли создал первую в мире (по официально признанной версии) нержавеющую сталь. Она содержала в своем составе 12,8% хрома и 0,24% углерода. Хотя первые опыты со сплавами железа и хрома начали проводить еще в 1820 году.

Нержавеющая сталь обладает ярко выраженными антикоррозионными свойствами. Эти характеристики нержавейка приобретает при добавлении в ее расплав определенных металлов. Чаще всего для таких целей используют хром, никель, марганец и молибден.

Существует 3 основных группы нержавеющей стали по химическому составу:

  1. Хромистые (имеют повышенную прочность) Это – самые дешевые виды нержавеющей стали. Они хуже поддаются обработке из-за низкой пластичности.
  2. Хромоникелевые (отличаются большей пластичностью). Наиболее востребованная и широкая группа нержавейки. Добавление никеля стабилизирует структуру сплава и придает стали слабые магнитные свойства.
  3. Хромомарганцевоникелевые. Добавление марганца в сплав увеличивает прочность, сохраняя пластичность стали.

Каждая из этих групп содержит в себе десятки и даже сотни марок нержавеющих сталей, которые могут значительно отличаться по своим свойствам. Например, хромистые стали с минимально допустимым (12-14%) содержанием хрома массово используются при изготовлении клапанов в агрегатах и производстве обычной кухонной утвари. В то же время хромистые стали с содержанием хрома 25-33% обладают великолепной жаропрочностью. Поэтому они применяются в металлургии при создании оборудования для выплавки металла.

Кроме того, нержавеющие стали различают по физической структуре. Среди множества видов, наиболее известны ферритные, аустенитные и мартенситные стали.

Сварка нержавеющей стали может производиться различными способами. Но наиболее часто используют 3 основные технологии:

Сварочный процесс

Сварочный процесс при осуществлении изготовления изделий из нержавейки, как и в случаях со сваркой других металлов, делятся на три этапа – подготовительный, этап собственно сварки и завершающий.

  • инверторный источник сварочного тока, соответствующий требованиям, предъявляемым к аппаратам, с помощью которых происходит сварка нержавеющей стали;
  • сварочные кабели для подачи сварочного тока в зону сварки (кабель электродержателя и кабель «массы») достаточной длины, чтобы избежать перекручиваний и перекрещиваний с целью исключения нарушения изоляции кабеля;
  • кабель подключения инвертора в электрическую сеть в зависимости от используемого напряжения;
  • присадочные материалы (электроды той марки, которые соответствуют сварке конкретного класса нержавеющей стали, при необходимости баллон с защитным газом и шланги для подачи газа в сварочную зону, а также газовая горелка);
  • болгарка и круги к ней для работы именно с нержавеющей сталью;
  • щетка по металлу, также предназначенная для работы с нержавеющей сталью;
  • приспособления для соединения деталей при осуществлении сварки и качественного их закрепления;
  • сварочный стол.

3 Технология ММА – электроды для сварки нержавеющей стали

Самой распространенной считается сварка покрытыми электродами (ММА). Такой метод очень часто применяется домашними мастерами. Он подходит для тех случаев, когда к качеству сварки не предъявляется очень жестких требований. Важно только грамотно подобрать электроды для нержавеющей стали, которые делятся на два типа:

  • из двуокиси титана с рутиловым покрытием: ими можно осуществлять сварку на постоянном (полярность – обратная) и переменном токе, подобные электроды характеризуются малым разбрызгиванием при использовании и стабильной дугой, обеспечивающей постоянное горение;
  • с основным покрытием (как правило, оно создается карбонатами магния и кальция): годятся для применения на постоянном токе (полярность – обратная).

Выбирать электроды для сварки нержавеющей стали лучше всего по ГОСТ 10052, в котором четко указаны их типы и соответствие каждого из них нержавейке конкретного состава. Если вы знаете марку стали, которую требуется сваривать, Госстандарт подскажет, какой вам выбрать электрод. Причем нужно помнить, что выбранное изделие обязано обеспечить сварным поверхностям заданные характеристики (механические параметры и требуемую коррозионную стойкость).

Сократить расход вольфрамового электрода при выполнении сварочных работ можно очень просто. Для этого не нужно в течение 10–15 секунд отключать подачу аргона после окончания сварочной процедуры.

Чем различаются неподвижные и подвижные опоры трубопроводов

Опорные металлоконструкции предназначены для строительства подземных и надземных коммуникационных систем. Их используют при укладке промысловых, технологических, магистральных трубопроводов. Они выполняют следующие функции:

  • удерживают трубы в проектных положениях;
  • предотвращают провисание, поломку трубопроводных магистралей;
  • компенсируют нагрузки;
  • воспринимают воздействие внутренних и внешних сил;
  • увеличивают срок эксплуатации всей системы.

Опора также распределяет вес трубы, соединительных деталей, оборудования и массу транспортируемого вещества. Другими словами, она выступает в роли «фундамента» трубопровода, является его основным элементом.

Арматуру применяют при возведении:

  • газопроводов;
  • нефтепроводов;
  • топливопроводов;
  • трубопроводов тепловых и электрических станций;
  • коммуникаций ЖКХ;
  • прочих промышленных объектов.

В зависимости от назначения, устройства, технических характеристик опоры делятся на подвижные и неподвижные. Рассмотрим особенности каждой из них более подробно.

Опорные металлоконструкции предназначены для строительства подземных и надземных коммуникационных систем. Их используют при укладке промысловых, технологических, магистральных трубопроводов. Они выполняют следующие функции:

Добавить комментарий