Сварка нержавейки полуавтоматом: всё что нужно знать в одном месте

При больших объемах сварки нержавеющей стали целесообразно использовать полуавтомат. Почему именно такое сварочное оборудование лучше, как его правильно настроить и вести сварку, расскажем в нашей статье.

Сварка нержавейки полуавтоматом — это процесс соединения металла при помощи плавления кромок электрической дугой в среде защитного газа. В аппарате есть подающий механизм, толкающий сварочную проволоку. Она выступает одновременно электродом для замыкания контакта, возбуждающего электрическую дугу, и присадочным материалом. Ток на нее подается через токосъемный наконечник (мундштук).

Проволока проталкивается непрерывно, пока нажата кнопка на горелке. Это позволяет прокладывать длинные швы без отрыва. Одновременно подается защитный газ, поступающий из баллона через редуктор и газовый клапан. При сварке нержавейки используется смесь аргона и углекислоты. Газовая среда вытесняет окружающий воздух, поэтому сварочная ванна не бурлит, жидкий металл равномерно растекается, сварщик может управлять дугой и формировать красивые швы.

Сварочный ток вырабатывает инвертор полуавтомата. В нем настраивается сила тока, напряжение, индуктивность. Подающий механизм бывает встроенный в единый корпус с инвертором или с раздельным исполнением. В нем предусмотрена настройка скорости подачи проволоки и холостая протяжка без газа, необходимая при установке новой катушки, чтобы довести конец проволоки до сопла горелки.

Содержание

• Можно ли варить нержавейку полуавтоматом и что это такое?
• Достоинства и недостатки сварки полуавтоматом
• Видео о сварке нержавейки полуавтоматом
• Особенности сварки нержавеющей стали полуавтоматом
• Использование газа в сварке нержавеющей стали
• Материалы и оборудование, необходимые для сварки
• Выбор сварочной проволоки
• Предварительные работы до начала сварки
• Сварка нержавейки полуавтоматом с другими типами металлов
• Таблицы с настройками полуавтомата для сварки
• Заключительные работы по окончании сварки

Как выбрать хороший полуавтомат

При сварке деталей из нержавеющей стали в домашних условиях сами детали редко являются очень толстыми, обычно не более 2-3 мм. По этой причине нужда покупать дорогостоящий полуавтомат для сварки нержавеющей стали отпадает. Его стоимость измеряется десятками и сотнями тысяч рублей, что по карману лишь средним и мелким предприятиям.
Однако производители сварочного оборудования разработали хорошие варианты для тех, кто прибегает к сварке время от времени. Для работ в домашних условиях достаточно мощности 10 кВт, чтобы сварить хромированную сталь. Стоят такие аппараты не дороже 25 тысяч рублей, а большой их ассортимент предлагается отечественными производителями.

Примером подобного полуавтомата выступает «Ресанта САИПА-165». Его характеристики:

• мощность — 5 кВт;
• напряжение дуги — от 17 до 26 В;
• максимальный потребляемый ток — 22 А;
• совместимость с проволокой диаметром от 0,6 до 0,9 мм;
• габариты — 300х140х270 мм;
• вес — 11,5 кг.

Оптимальный выбор для дачи, дома или гаража стоимостью 16 до 20 тысяч рублей. При благосклонности к отечественным товарам также стоит рассмотреть продукцию брендов «Сварог» и «ФЕБ».

Сварка нержавейки полуавтоматом — способ, учитывающий специфику обрабатываемого материала. Его итогом станут качественный сварной шов, минимум дефектов на поверхности, ее однородность. Если вам известны тонкости сварки нержавейки с помощью MIG/MAG, напишите об этом в комментариях. Также вы можете высказать свое мнение относительно того или иного сварочного полуавтомата, если пользовались им.

Можно ли варить нержавейку полуавтоматом и что это такое?

Сварка нержавейки полуавтоматом представляет собой соединение заготовок между собой в среде защитного газа. Выделяют две технологии: MIG (сварка металла инертным газом) и MAG (сварка активным газом). Для проведения данного типа сварки необходимы защитный газ и сварочная проволока, которая автоматически непрерывно подается в зону сварки. Таким образом, присадочный материал плавится вместе со сталью заготовок, образуя сварной шов. Защитный газ, поступающий из баллона, нужен для того, чтобы кислород не смог проникнуть в зону сварки и окислить металл.

Достоинства и недостатки сварки полуавтоматом

Достоинства:

• высокая производительность без потери качества сварного шва;
• отсутствие сильной задымленности, что облегчает сварку в помещении;
• небольшое количество брызг металла (благодаря постепенной подаче сварочной проволоки);
• возможность сваривать тонкие и толстые заготовки;
• уменьшенное количество расхода сварочного материала.

Недостатки:

• необходимость использования газового баллона

В этом недостатке кроется сложность транспортировки баллона к месту сварки. Но если учесть все перечисленные достоинства, то на этот недостаток с легкостью можно закрыть глаза.

Особенности сварки нержавеющей стали полуавтоматом

Как и любой другой способ, сварка полуавтоматом имеет свои особенности. Рассмотрим самые важные

из них:

• газовая смесь для сварки должна включать в себя 70% углекислого газа и 30% аргона
• угол сварки должен составлять от 5 до 10 градусов по отношению к детали для лучшего проплавления шва. Это особенно актуально для сваривания толстых деталей
• обратная полярность
• видимая длина присадочного материала должна составлять от 6 до 12 мм. При формировании шва расстояние от сопла до металла должно быть минимальным

Обычно выделяют 3 способа соединения заготовок методом сварки полуавтоматом:

1. Струйным переносом

Его используют при необходимости сварить толстостенные детали между собой. Для этого применяют порошковую проволоку и специальные головки.

2. Короткой дугой

сваривают тонкую нержавейку для исключения прожига металла

3. В среде защитного газа

Наиболее традиционный метод сварки, где в качестве защитного газа используется аргон, углекислота или их смесь. Более подробно поговорим об этом ниже.

Использование газа в сварке нержавеющей стали

Когда мы используем полуавтомат для сварки нержавейки, возникает следующий вопрос: “Какой газ использовать?”

Существует 3 варианта газа, которые можно использовать:

Аргон

Сварка нержавейки полуавтоматом в среде аргона широко используется из-за эстетичности получаемых швов, но имеет недостатки в виде обилия брызг, нестабильности дуги и высокой стоимости.

Углекислый газ

Сварка полуавтоматом нержавейки в среде углекислого газа — самый дешевый вариант, но из-за ещё большего количества брызг, чем при аргоне, швы получаются очень грубыми.

Cмесь аргона и углекислого газа

В основном эти смеси содержат 98% аргона и 2% углекислого газа, либо 95% и 5% соответственно. Это самый оптимальный вариант, т.к. он объединяет в себе и доступную стоимость, и хорошее качество шва. При отсутствии высоких требований к виду шва процент углекислого газа возможно увеличить до 30.

Но всегда ли необходим защитный газ?

Ответ — нет. Защитную среду можно обеспечить и без использования газа. В этом случае применяют аналог сплошной проволоке — порошковую проволоку. Она представляет собой тонкостенную трубку, которая внутри заполняется флюсом и газом. Сверху покрывается металлическим защитным слоем, который при плавлении высвобождает флюс, который в свою очередь перекрывает доступ кислорода к месту сварки.

При этом порошковую проволоку применяют не так часто в силу неспособности обеспечить нужную защиту зоны сварки. Это в свою очередь занижает качество шва — он становится менее долговечным и прочным.

Материалы и оборудование, необходимые для сварки

1. Сварочный полуавтомат в качестве источника тока
2. Редуктор

Необходим при сварке полуавтоматом для регулирования давления газа, поступающего из баллона. Для каждого вида газа предусмотрен свой редуктор.

3. Сплошная или порошковая проволока (идентичного со свариваемыми деталями материала для повышения качества шва)
4. Баллон с защитным газом

Для исключения п. 4 необходимо выбрать порошковую проволоку, при этом необходимо помнить про снижение качества шва.

5. Средства защиты:

• Cварочная маска — обязательное средство защиты глаз и лица во время проведения сварочных работ

Сварочные маски выпускают нескольких типов: с небольшой площадью покрытия лица и головы, с большим защитным покрытием включая шею и волосы, а также с поднимающимся светофильтром.

• Краги — необходимый атрибут для защиты рук сварщика

Их изготавливают из спилка или брезента. Помимо этого, они различаются по количеству отделений под пальцы.

Что понадобится для процесса

К числу обязательных атрибутов относятся:

• сварочный аппарат типа MIG/MAG (полуавтоматический);
• стальная щетка (для удаления грубых брызг после окончания работ);
• баллон с газом;
• растворитель (противокоррозийный);
• присадочная проволока, предназначенная для сварки нержавеющих сталей в соответствии с ГОСТ 2246-70.

Конечно, стоит помнить про средства индивидуальной защиты — маску сварщика, рукавицы, брезентовая спецодежда и иже с ними.

Примером присадочной проволоки выступают изделия отечественной фирмы БАРС (например, БАРС ER-309LSi) или зарубежных производителей (BRIMA, ESAB, Linkoln Electric и ряд других).

Если вы собираетесь варить металл без использования газа, обязательно приобретите порошковую проволоку с функцией самозащиты.

Выбор сварочной проволоки

Cплошная проволока

Дает хорошее качество шва, несмотря на то, что имеет невысокую стоимость.

Порошковая проволока

Дает более низкое качество шва, зато позволяет проводить сварочные работы без использования газовых баллонов.

Омедненная

Применяется по большей части при сварке в среде углекислого газа и его смесей. Использование этого типа проволоки ведет к увеличению устойчивости горения дуги.

Присадочная проволока производится от 0,13 до 6 мм в диаметре.

Сварка закончена. Выпрямляем деформации

Чтобы удалить возможные деформации, необходимо дополнительно обработать деталь после сварки. С помощью молотка воздействуют на деталь через гладилку.

Образовавшийся на листе пузырь простукивают молотком, начиная от края и двигаясь постепенно в сторону пузыря.

Еще один способ устранить пузырь — нагреть его выпуклую часть с помощью горелки. Движения должны идти по кругу и чередоваться с простукиванием.

Для качественной варки нержавеющей стали необходимы определенные навыки.

Видео в нашей статье познакомит вас с различными этапами сварки нержавейки — подготовкой сварочной области и проволоки, осуществлению качественного шва, а также после сварки работами по охлаждению шва и устранению деформаций.

Предварительные работы до начала сварки

Непосредственно до начала процесса сварки необходимо выполнить следующие действия:

1. Зачистить до блеска абразивным материалом поверхность, по которой будет проходить сварка
2. Снять фаски, если толщина стенок свариваемых заготовок более 4 мм
3. Произвести обезжиривание поверхности спиртом, ацетоном, бензином или растворителем
4. Удалить влагу путем прогревания кромок горелкой до 100⁰C
5. Чтобы устранить внутреннее напряжение перед сваркой металл нагревают до 200⁰

Предварительные работы до начала сварки

В независимости от типа газа, обеспечивающего защитную среду (аргон или углекислый газ) правила проведения сварки полуавтоматом одни и те же:

1. Ток должен быть обратной полярности
2. Наклонять горелку нужно так, чтобы обеспечить провар достаточной глубины и правильную ширину шва
3. Вылет проволоки достаточно сделать до 12 мм
4. Расход газа настраивают от 6 до 12 мᶾ/час
5. Защитный газ пропускают через осушитель (чаще всего на основе медного купороса) для удаления влаги. Перед применением его необходимо прокалить при 200 ⁰С при длительности около 20 мин
6. Для защиты от раскаленных брызг поверхности, прилегающие к стыку, необходимо обработать растворенным в воде мелом
7. Во избежание образования водородных трещин сварку нужно начинать, отступив примерно 5 мм от края заготовки
8. Сварку нужно выполнять плавным движением полуавтоматической горелки вдоль шва. Если производить поперечные движения, то расплавленный металл может выйти за пределы защитной среды

Некоторые особенности технологии

Значительно повысить качество сварки нержавейки, а также упростить процесс ее выполнения позволяет использование специальных сварочных полуавтоматов, упомянутых выше. Использование такого оборудования позволяет решить сразу несколько технологических задач, к числу которых относятся:

• подача присадочной проволоки в зону формирования соединения;
• подача в зону сварки защитного газа;
• охлаждение сварочной горелки;
• обеспечение удобства выполнения сварных соединений в труднодоступных местах.

Оборудование для сварки полуавтоматом

В изделиях из нержавеющих сталей в процессе сварки образуются значительные внутренние напряжения, которые снимаются их дальнейшей термической обработкой – нагревом до температуры 660–760° и медленным охлаждением на открытом воздухе.

Подготовка к сварочным работам

Прежде чем варить с помощью полуавтомата изделия, изготовленные из нержавейки, их необходимо правильно подготовить, чтобы получить качественное и надежное соединение. Процесс такой подготовки заключается в следующем.

• Поверхность соединяемых деталей тщательно зачищается с применением металлической щетки, а затем обезжиривается, для чего можно использовать наиболее распространенные растворители.
• Чтобы удалить с поверхности изделия остатки влаги, его нагревают до температуры 100°.

Подготовка нержавейки для сварки коллектора

Правила и методы сварки

Как уже говорилось выше, чтобы качественно варить нержавейку с помощью полуавтомата, необходимо правильно подобрать присадочную проволоку, из которой и будет формироваться сварной шов. Оптимально, если степень легирования проволоки превышает аналогичный параметр основного металла. Объясняется это тем, что легирующие элементы, содержащиеся в химическом составе проволоки, будут выгорать из металла в процессе его плавления, поэтому их содержание и должно быть учтено с запасом.

Для полуавтоматической сварки нержавейки используется проволока со сверхнизким содержанием углерода и высоким содержанием кремния, устойчивая к окисляющим средам

Для сварки изделий, изготовленных из нержавейки, используются три основные метода:

• метод короткой дуги (применяется в тех случаях, когда свариваются изделия небольшой толщины);
• метод струйного переноса (позволяет выполнять сварку деталей даже очень значительной толщины);
• импульсный (наиболее универсальная технология, позволяющая выполнять сварочные работы с высокой производительностью и при этом экономить затрачиваемые ресурсы).

Каждый из перечисленных методов отличается определенными особенностями, но есть и общие правила, которых следует придерживаться, используя каждый из них. Рассмотрим эти правила.

• Корпус горелки располагается под противоположным углом к ходу шва, чтобы обеспечить качественный обзор последнего.
• Сопло горелки, через которое подаются защитный газ и сварочная проволока, располагают на расстоянии приблизительно 12 мм от поверхности изделий.
• Присадочная проволока, расплавленная в результате горения электрической дуги, подается в зону формируемого сварного шва небольшими каплями.

Положение горелки – примерно на 11 часов

Кроме того, существуют общие рекомендации по выполнению сварочных работ, для осуществления которых используется защитный газ.

• Варить нержавейку следует только на обратной полярности.
• Угол, под которым располагается сопло сварочного аппарата, должен обеспечивать хороший провар места соединения и небольшую ширину формируемого шва.
• Вылет проволоки из сопла сварочного аппарата не должен превышать 12 мм.
• Расход газа, который формирует защитную среду, должен находиться в интервале 6–12 м3/мин.
• Газ, который подается в зону сварки, должен предварительно пропускаться через осушитель, в качестве которого используется медный купорос.
• Чтобы минимизировать разбрызгивание расплавленного металла из зоны выполнения сварки, поверхность соединяемых изделий обрабатывают водным раствором мела.
• Чтобы получить красивый и качественный сварной шов, его не следует начинать и заканчивать на самом краю соединяемых деталей. Лучше отступить на некоторое расстояние. Сама сварка, что важно, выполняется без колебательных движений в стороны от формируемого шва.

Устранение деформаций

В процессе сварки изделия из нержавейки могут деформироваться, что связано с их значительным нагревом в процессе выполнения этой процедуры. Для того чтобы исправить такие дефекты, можно воспользоваться одним из двух способов.

• Используя молоток и гладилку, образовавшийся на поверхности нержавейки «пузырь» просто простукивают, двигаясь от края детали.
• Выправление сформировавшегося коробления при помощи простукивания будет более эффективным, если совместить его с прогревом деталей, для чего можно использовать обычную газовую горелку.

Для того чтобы качественно варить нержавеющую сталь с помощью полуавтомата, недостаточно просто познакомиться с теоретической базой, очень желательно посмотреть и обучающее видео на эту тему.

Сварка нержавейки полуавтоматом с другими типами металлов

Сегодняшние технологии сварки полуавтоматом позволяют соединять нержавеющий металл с алюминием, металлы высокой и низкой легированности, а также и другие сплавы.

Отличительные черты сварки полуавтоматом нержавейки с другими металлами:

• во время сварки черного металла с нержавейкой понижается предел текучести металла, образуется защита поверхности от действия окружающей среды
• когда мы привариваем Ст40 к нержавейке, то применяем проволоку 08Г2С, которая помогает избежать разрыва шва в месте соединения двух типов металла после остывания
• чтобы сварить нержавейку с медью необходимо использовать легкоплавкие припои и флюс
• импульсный режим применяется для сварки нержавейки с алюминием и другими металлам, за счет чего появляется повышенная устойчивость к коррозии и улучшается качество провара
• аргон используют для сварки алюминия с нержавейкой с включением импульсного режима. При этом рекомендована медно-порошковая проволока

Особые свойства нержавейки, о которых нужно знать сварщику

По физическим и химическим свойствам нержавейка считается сложным для сварки материалом. Поэтому, при сварке необходимо учитывать следующие параметры.

Низкая теплопроводность нержавеющей стали. По сравнению с другими видами низкоуглеродистой стали, теплопроводность нержавейки ниже в 2 раза.

Этот фактор может способствовать концентрации теплоты и более мощному проплавлению металла. При этом антикоррозионные свойства металла ухудшаются.

Чтобы избежать нежелательных эффектов, сварщики прибегают к уменьшению силы тока на 20 % и дополнительному охлаждению шва.

Невысокий уровень температуры плавления.

Соблюдение правильного термического режима — это единственный способ избежать потери антикоррозийного качества стали.

Межкристаллитная коррозия появляется как результат образования карбидного соединения железа и хрома. Это происходит, если температура сварки превышает 500 °С.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Техника сварки тонкого металла инвертором

Впоследствии карбиды провоцируют растрескивание, которое и приводит к коррозии.

Чтобы предотвратить явление, сварщики прибегают к охлаждению свариваемого металла. Для этого применяют разные способы, в том числе и воду.

Видео:

Склонность к тепловому расширению. Вследствие высокого уровня линейного расширения возникает литейная усадка.

Что в свою очередь запускает процесс деформации металла и провоцирует появление трещин между деталями сварки. Избежать этого можно, если оставить между ними зазор на расширение.

Высокий показатель электрического сопротивления может стать причиной интенсивного нагрева электродов, сделанных из стали высоколегированного типа.

Поэтому длина электродов со стержнями из хрома и никеля обычно не превышает 350 мм.

Таблицы с настройками полуавтомата для сварки

Встык нижнее положение

Вертикальное пространственное положение

Угловое соединение нижнее положение

Заключительные работы по окончании сварки

1. Механическая обработка — удаление пузырей путем простукивания их тяжелым предметом через гладилку и брызг, полученных при плавке металла
2. Травление — удаление специальным составом со швов окалины, вызывающей коррозию
3. Пассивация — нанесение на сварной шов средств для образования на нем оксидной пленки хрома, что защищает от появления коррозии

Полезные советы

В конце статьи хотелось бы поделиться несколькими полезными советами по сварке нержавейки, которые помогут повысить качество итогового шва:

• в процессе сварки в защитной среде (смеси аргона и углекислого газа) устанавливают обратную полярность, а с использованием флюса — прямую
• для расстояния между проволокой и стыком рекомендуется принимать значение, не превышающее 12 мм
• двигать горелкой нужно слева направо с наклоном от себя, чтобы она не закрывала от нас шов
• соединение толстостенных деталей выполняют под углом 5 — 10⁰, чтобы обеспечить глубокий проплав, а также прочный и надежный шов
• при сварке тонкой нержавейки горелку наклоняют вперед, уменьшая таким образом глубину провара и снижая к минимуму риск прожога

Основы процесса сварки

Специальная сварочная нержавеющая проволока сама по себе является электродом, что упрощает процесс сварки.
Нержавеющие стали выпускаются 3-х марок, от выбора такой марки будет сильно зависеть процесс сварки:

• пищевая нержавеющая сталь, низколегированная;
• пищевая, химическая нержавеющая сталь, среднелегированная;
• жаропрочная, выдерживающая высокое давление, химическая нержавеющая сталь, высоколегированная.

Чтобы варить полуавтоматом правильно, необходимо использовать специальную проволоку:

1. Первые два вида такой сварочной проволоки во время варки обеспечивают смешивание всех легирующих элементов, но металл выгорает, особенно это касается хрома. Происходит процесс так называемого корродирования, когда встречаются агрессивные среды.
2. Третий вид сварочной проволоки является специальным, во время сварки не образуются трещины, напряжения в шве, т. е. стык получается качественным.

Подготовительные работы по металлу:

1. Поверхность свариваемых деталей надо обезжирить, полностью удалить все следы оксидной пленки. Делается это механическим методом либо с использованием специальных кислот.
2. Перед самой сваркой необходимо будущий шов обезводить, для чего его горелкой прогревают до 100°C. Но во время сварки все оставшиеся излишки выкипают автоматически, особенно если делается сплошной шов.
3. Есть вариант подготовки, при котором прогревается область металла вокруг будущего шва до 200°C, в некоторых случаях такую процедуру проводят для всей заготовки. Это позволяет уменьшить влияние на металл около шва во время его нагрева при сварке.
4. Не рекомендуется греть 2 разных типа стали, только одного типа.

Для боков лучше всего выполнять нахлест с проваркой по двум сторонам, сами кромки можно подогнуть наружу, внутренний угол не проваривается. Наружные кромки часто обрабатывают роликами по методу прессовки.

https://moyakovka.ru/youtu.be/OvpbnoHZlSM

Как снять напряжение?

При сварке полуавтоматом важно снять напряжение с металла, применяются такие действия:

1. Напряжение при отпуске в 560-660°C снимаются. Такой процесс включает прогрев свариваемой детали до необходимой температуры, после чего сама деталь остужается на открытом воздухе.
2. Если достигается температура в 760°C, то наблюдается такой процесс, как восстановление хрома на шве. Это позволяет быстро снять напряжение, чтобы обеспечить требуемое качество сварки.
3. Для тонкостенных деталей напряжение отлично снимается. Если начинать проколачивать молотками шов уже после сварки, то соблюдается температура работы всего в 100°C.

https://moyakovka.ru/youtu.be/tv-wgQk5aJw

Выпрямление деформаций

После окончания сварки необходимо выполнить такие действия, направленные на удаление возможных деформаций:

1. Через специальную гладилку молотком обрабатывается деталь, которая должна плотно прилегать к наковальне.
2. Если на поверхности образовался пузырь, то по краю требуется простучать его молотком, аккуратно приближаясь к самому пузырю. С другой стороны эту область также можно прогреть горелкой, двигаясь по кругу в 30-60 мм. Двигаться надо только в шахматном порядке, не прекращать простукивание молотком.

https://moyakovka.ru/youtu.be/NopfUuLBbRo

Сварка нержавеющей стали полуавтоматом требует определенных навыков. Сам процесс включает подготовку области сварки, проволоки для работы. После сварки, если есть необходимость, выполняется работа по устранению деформаций.