Способы сварки нержавеющей стали - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Способы сварки нержавеющей стали

Сварка нержавейки в домашних условиях: варианты, советы, видео

Выполняя такую технологическую операцию, как сварка нержавейки, важно учитывать как физические свойства материала, так и его химический состав. Только в таком случае можно рассчитывать на то, что соединение будет выполнено качественно и надежно.

Аргонная сварка нержавеющей стали

Факторы сложности для сварки деталей из нержавеющей стали

Сварку нержавеющей стали затрудняет то, что данный материал относится к категории высоколегированных сплавов, а значит, в его составе в достаточно большом количестве содержатся элементы, влияющие на его основные свойства. В нержавейке, в частности, таким элементом является хром. Его содержание в данном сплаве может составлять 12–30%. Хром наряду с такими элементами, как никель, титан, марганец и молибден, формирует антикоррозионные свойства нержавеющей стали, но в то же самое время наделяет ее и другими особенностями, влияющими на свариваемость.

Для тех, кто не любит читать длинные статьи и вникать в технические тонкости, предлагаем сразу посмотреть два видео с наиболее актуальными для домашнего мастера вариантами сварки нержавеющей стали — электродом с помощью инвертора и опять же инвертором, но уже в среде защитного газа (аргона).

Сварка нержавейки должна выполняться с учетом следующих специфических характеристик этого материала.

По этой причине сварку нержавеющей стали всегда сопровождает значительная деформация соединяемых деталей. В отдельных случаях, когда свариваемые детали имеют значительную толщину и между ними не предусмотрен зазор, такие деформации могут привести даже к появлению крупных трещин.

Теплопроводность нержавеющей стали в 1,5–2 раза ниже, чем у низкоуглеродистых сплавов. Такая особенность материала приводит к тому, что соединяемые детали в зоне сварки проплавляются даже при меньших (на 15–20%), чем при сваривании изделий из низкоуглеродистой стали, силах тока.

При сильном нагреве (более 500 градусов Цельсия) в нержавеющих сталях возникает так называемая межкристаллитная коррозия. Происходит это потому, что по краям зерен структуры металла начинают формироваться прослойки, состоящие из карбида хрома и железа. Избежать этого явления можно не только тщательным подбором режима сварки, но и путем принудительного охлаждения свариваемых деталей из нержавейки, для чего можно использовать обычную воду. Однако следует иметь в виду, что охлаждать водой можно лишь детали, изготовленные из хромоникелевых сталей, которые имеют аустенитную внутреннюю структуру.

Перегрев электродов с хромоникелевыми стержнями

Из-за низкой теплопроводности соединяемых материалов и их повышенного электрического сопротивления сварка деталей из нержавейки сопровождается сильным нагревом электродов, стержни которых имеют хромоникелевый состав. Чтобы избежать этого нежелательного явления, используют электроды для сварки нержавейки длинной до 35 см.

Сварочные электроды Sabaros ME 101 3,2мм для сварки нержавеющих сталей

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.

Сварка покрытыми электродами (ММА)

Сварка деталей из нержавейки по технологии ММА, предусматривающая использование покрытых электродов, является самой распространенной технологией. Этот способ достаточно прост, его можно применять и дома, но он не позволяет получать шов самого высокого качества.

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:

  • с рутиловым покрытием на основе двуокиси титана (сварка такими электродами, обеспечивающими небольшое разбрызгивание металла и стабильную дугу, выполняется на постоянном токе и обратной полярности);
  • с покрытием на основе карбоната магния и кальция (такими электродами нержавейка сваривается на постоянном токе обратной полярности).

Чтобы понять, какими электродами варить нержавейку, достаточно заглянуть в ГОСТ 10052-75, в котором представлены все типы таких расходных материалов, а также оговаривается, какой из них следует использовать для работы с металлом конкретного химического состава. Для того чтобы выбрать электроды по нержавейке, соответствующие требованиям данного ГОСТа, достаточно знать марку металла, детали из которого необходимо соединить.

Со всеми требованиями к электродам для сварки нержавейки можно ознакомиться, бесплатно скачав ГОСТ 10052-75 в формате pdf по ссылке ниже.

Ручная и полуавтоматическая сварка нержавейки в среде аргона (AC/DC TIG, MIG)

Для выполнения ручной сварки нержавейки в среде аргона применяются электроды из вольфрама. Эта технология даже в условиях дома позволяет получать качественные и надежные соединения изделий, отличающихся небольшой толщиной. Сварку такими электродами по нержавейке используют преимущественно для монтажа коммуникаций из труб, по которым под давлением будут транспортироваться газы или различные жидкости.

Аустенитную нержавеющую сталь следует сваривать особенно тщательно и с осторожностью

У данной технологии есть определенные особенности.

  • Для того чтобы вольфрам, из которого изготовлены электроды по нержавейке, не попал в расплавленный металл в зоне сварки, дугу поджигают бесконтактным способом. Если выполнить это непосредственно на детали не представляется возможным, то дугу зажигают на специальной угольной плите и аккуратно перемещают ее на соединяемые заготовки.
  • Сварку нержавеющей стали данным способом можно выполнять как на постоянном, так и на переменном токе.
  • Режимы подбираются в зависимости от толщины соединяемых деталей. К таким режимам, в частности, относятся параметры сечения вольфрамового электрода, диаметр проволоки, используемой в качестве присадки, параметры тока (сила и полярность), расход защитного газа, скорость выполнения сварки.
  • Очень важно, чтобы уровень легирования присадочной проволоки был выше, чем у соединяемых деталей.
  • В процессе выполнения сварки электроды по нержавейке не должны совершать колебательных движений. Если пренебречь этим требованием, это может привести к нарушению сварочной зоны и окислению металла в ее области.

При использовании данной технологии можно сократить расход вольфрамового электрода. Для этого нужно некоторое время (10–15 секунд) не отключать подачу аргона после окончания сварочного процесса. Подобная процедура способствует защите раскаленного вольфрамового электрода от активного окисления.

У полуавтоматической сварки нержавейки в среде аргона, по сути, мало отличий от обычного ручного способа. Основное ее отличие заключается в том, что подача проволоки в зону сварки осуществляется при помощи специального оборудования. Благодаря механизации процесс протекает значительно точнее и с большей скоростью.

Благодаря использованию полуавтоматического оборудования могут быть реализованы следующие техники сварки деталей из нержавеющей стали:

  1. метод струйного переноса, который позволяет эффективно сваривать детали большой толщины;
  2. сварка короткой дугой – для выполнения соединения деталей небольшой толщины;
  3. импульсная сварка – универсальная технология, которая позволяет получать качественные и надежные соединения и является самым выгодным вариантом в финансовом плане.

Аргонодуговая сварка нержавеющей стали

Другие технологии сварки нержавеющей стали

Существует еще несколько способов сварки нержавейки, которые лучше демонстрируют себя в определенных ситуациях, то есть не отличаются универсальностью. Сюда относятся следующие способы, предполагающие использование специального оборудования.

Сварка нержавеющей стали с использованием лазерного луча

Такой способ сварки, который даже на видео выглядит очень впечатляюще, обладает целым рядом весомых преимуществ: металл в зоне сварки не теряет свою прочность из-за чрезмерного температурного воздействия, быстро остывает, на нем не появляются трещины, а в его структуре формируются зерна минимального размера. Оборудование для лазерной сварки и сама технология находят широкое применение в различных отраслях промышленности (автомобиле- и тракторостроение, монтаж коммуникаций из труб и др.).

Холодная сварка под большим давлением

Данная технология не предусматривает плавления материала в зоне сварки, а металлические детали соединяются на уровне их кристаллических решеток. В зависимости от получаемого соединения и конфигурации деталей давление может оказываться на одну или сразу на обе металлические заготовки. Очень интересно посмотреть на видео такого процесса: две детали, находясь в холодном состоянии, как будто вдавливаются друг в друга.

Контактная сварка изделий из нержавейки

Такая сварка может выполняться по точечной или роликовой технологии. В результате могут быть соединены тонкие листы нержавейки с толщиной не более 2 мм. При этом используется то же самое оборудование, что и для других металлов.

На видео ниже подробно объясняются и наглядно демонстрируются нюансы подачи присадочного прутка при сварке нержавейки неплавким электродом в среде аргона и прочие нюансы работы.

Способы сварки нержавеющей стали

Офицальный представитель

Made in Germany

Статьи о сварке

  • Сварочные процессы
  • Ручная дуговая сварка
  • Аргонодуговая TIG сварка
  • Полуавтоматическая MIG/MAG сварка
  • 10 ошибок сварочного процесса и простые пути их решения
  • Сварочное оборудование и материалы
  • Подбор оптимального сварочного аппарата
  • Как выбрать сварочный инвертор
  • Как выбрать сварочный инвертор (продолжение)
  • Цикл сварки, ПВ
  • Сварочная горелка для полуавтомата
  • Сварочные контактные наконечники и сопла для сварки
  • Выбор сварочного защитного газа
  • Правильный выбор сварочной проволоки
  • Важное средство защиты – сварочная маска
  • Сварка металлов
  • Электродуговая сварка стали
  • Сварка нержавеющей стали
  • Сварка алюминия
  • Сварка чугуна
  • Сварка титана и его сплавов – технология и особенности
  • Сварка меди и медных сплавов
  • Автоматизация и роботизация
  • Автоматизация сварки: гибкая или фиксированная система?
  • Сварка балок
  • 5 положений при выборе, эксплуатации и техническом обслуживании сварочного позиционера
  • Задание реалистичных целей для проектов роботизированной сварки
  • Роботизированная TIG сварка
  • Технология тандем сварки
  • Промышленные роботы. Сварочные роботы в автоматизации процессов
  • Сварочные роботы и бережливое производство
  • Разное о сварке
  • Основные виды сварных соединений и швов
  • Виды дефектов сварных швов и методы их устранения
  • Электродуговая сварка труб
  • Плазменная резка металла
  • Индивидуальные средства защиты сварщика
  • Сварочная дуга и ее характеристики
  • Предназначение подающего механизма для полуавтоматической электросварки
  • Контактная сварка
  • Виды контактной сварки
  • Устройства для ручной точечной сварки
Читайте также:  Как соединить выхлопную трубу без сварки

Читайте также.

Рассылка новых материалов

ПОДПИСЫВАЙСЯ вКонтакте!

Сварка нержавеющей стали – технологии и особенности

  • размер шрифта уменьшить размер шрифта увеличить размер шрифта

Почему нержавеющая сталь не ржавеет?

В 1913 году английский металлург Гарри Бреарли, работая над проектом по улучшению оружейных стволов, случайно обнаружили, что добавление хрома в низкоуглеродистую сталь придает ей способность сопротивляться кислотной коррозии.

Все нержавеющие стали содержат железо в качестве основного элемента и хром в количестве от 11% до 30%. Добавление не менее 12% хрома в сталь делает её коррозионностойкой. Содержащийся в стали хром при взаимодействии с кислородом из атмосферы образует тонкий, невидимый слой оксида хрома, называемый оксидной пленкой. Размеры атомов хрома и их оксидов схожи, поэтому они примыкают вплотную друг к другу на поверхности металла, образуя стабильный слой толщиной всего в несколько атомов.

Если поверхность нержавеющей стали порезать или поцарапать оксидная пленка разрушается, создаются новые оксиды, восстанавливающие поверхность и защищающие ее от окислительной коррозии. Железо, с другой стороны, поэтому и ржавеет быстро, потому что атомы железа гораздо меньше, чем атомы их оксидов, и оксиды образуют рыхлый, а не плотный слой.

Кроме железа, углерода и хрома, современные нержавеющие стали могут также содержать другие элементы, такие как никель, ниобий, молибден, титан. Никель, молибден, ниобий и хром повышают коррозионную стойкость и другие физико-механические свойства нержавеющей стали. Добавление никеля в состав уменьшает теплопроводность и снижает электропроводность стали.

Типы нержавеющей стали

Существуют три основных типа нержавеющей стали – аустенитного, ферритного и мартенситного класса. Эти три типа стали определяются их микроструктурой, преобладающей кристаллической фазой.

    Аустенитные стали:
    Аустенитные стали имеют аустенит в качестве основной фазы. Это сплавы, содержащие хром и никель (иногда марганец и азот). Наиболее известная нержавеющая сталь аустенитного класса, 304 сталь, иногда её называют T304. Тип 304 –нержавеющая сталь с содержанием хрома 18-20% и 8-10% никеля. Такое содержание элементов делает сталь немагнитной и придает ей высокую коррозионную стойкость, прочность и пластичность. Благодаря этому они широко используются в разных отраслях промышленности.

Ферритные стали:
Ферритные стали имеют феррит в качестве основной фазы. Эти стали содержат железо и хром. Основной тип стали – сталь 430 с содержанием хрома 17%. Ферритные стали менее пластичны, чем аустенитные стали. Не закаляются путем термической обработки и используются, как правило, в агрессивных средах.

  • Мартенситные стали:
    Характерную микроструктуру мартенсита впервые наблюдал немецкий микроскопист Адольф Мартенс в 1890 году. Мартенситные стали – низкоуглеродистые стали основным типом которых является 410 сталь с содержанием 12% хрома и 0,12% углерода. Мартенсит придает стали высокую твердость, но и снижает ее жесткость и делает металл хрупким. Поэтому эти типы стали используют в слабоагрессивной среде, например при изготовлении столовых приборов и режущего инструмента.
  • Сварка нержавеющей стали

    Нержавеющая сталь может свариваться с помощью различных методов дуговой сварки, таких как ручная дуговая сварка MMA, аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом TIG и полуавтоматическая сварка MIG/MAG.

    Сварка нержавеющих сталей немного более сложный процесс, чем сварка обычной углеродистой стали. Физические свойства нержавеющей стали отличаются от обычной стали, что и делает процесс сварки более трудным и требует предварительного нагрева.

    Этими различиями являются такие свойства нержавеющей стали:

    • – Низкая температура плавления
    • – Низкий коэффициент теплопроводности
    • – Высокий коэффициент теплового расширения

    Стали с содержанием углерода менее 0,20%, обычно не требуют предварительного нагрева. При сварке нержавеющих сталей с уровнем углерода более 0,20% может потребоваться предварительный подогрев. Изделия с толщиной металла более 30 мм, следует также при сварке подогревать. Температуры 150 °С, как правило, достаточно.

    Ручная дуговая сварка MMA нержавейки

    Для ручной дуговой сварки нержавеющей стали существует два основных типа электродов. Электроды первого типа, с основным покрытием, используются только на постоянном токе на обратной полярности («+» на электроде). В качестве основного покрытия наиболее часто используются основном карбонаты кальция и магния.

    Электроды второго типа – с рутиловым покрытием, в основном из двуокиси титана, могут быть использованы при сварке на переменном токе и постоянном токе обратной полярности. Они значительно превосходят электроды с основным покрытием, благодаря стабильности горения дуги и уменьшенному разбрызгиванию при сварке.

    Оба типа электродов хорошо используются во всех пространственных положениях. Тем не менее, электроды с рутиловым покрытием, как замечают сварщики, работают лучше в нижнем положении. Покрытые электроды для дуговой сварки должны храниться при нормальной комнатной температуре в сухом месте.

    Аргонодуговая сварка TIG нержавеющей стали

    Аргонодуговая сварка TIG широко используется для сварки тонких листов из нержавеющей стали. В качестве защитного сварочного газа наиболее часто используется 100% аргон. Для автоматической сварки иногда применяют аргонно-гелиевую смесь.

    Аргонодуговая сварка может быть без подачи присадочной проволоки (для сварки тонкого металла), так и с подачей, вручную или автоматической.

    Полуавтоматическая сварка MIG MAG

    Процесс полуавтоматической сварки MIG MAG широко используется для толстых материалов, так как это позволяет увеличить производительность благодаря скорости сварки. Используемый защитный сварочный газ – смесь аргона и углекислоты в соотношении 98%Ar / 2%CO2. Вместо углекислоты может использоваться кислород. Содержание кислорода увеличивает смачиваемость по краям сварочного шва.

    При полуавтоматической сварке нержавейки используются несколько процессов, таких как сварка короткой дугой, сварка со струйным переносом и импульсная сварка. Сварка короткой дугой применяется при сварке тонкого металла, струйный перенос – для сварки более толстых изделий.

    Преимуществом импульсного процесса сварки является то, что он является наиболее управляемым процессом. Металл сварочной проволоки переходит в сварочную ванну благодаря подаваемым импульсам. Каждый импульс – одна сварочная капля. Благодаря этому снижается средний ток горения дуги, следовательно, и тепловложение, что очень важно при сварке нержавейки. Уменьшается зона термического влияния. Подробнее про сварочный полуавтомат для сварки нержавеющей стали можно посмотреть здесь.

    Кроме того, при импульсной сварке практически отсутствуют сварочные брызги, что значительно экономит сварочные материалы (сварочная проволока для нержавейки – дорогой продукт) и увеличивает производительность, сокращая время на зачистку сварочного шва.

    Новости

    Avesta Welding проводит курсы для сварщиков компании Alfa Laval и дает отличную подготовку по сварке дуплексной стали
    Avesta Welding и Böhler Welding Group представляют две новые марки порошковых проволок для варки super duplex нержавеющих сталей.

    Компания Раден совместно с концерном Bohler Welding Group организовала и провела семинар: «Передовые материалы в сварке нержавеющей стали».

    Контакты

    г. Ижевск, ул. Маяковского, д. 17

    Телефоны:
    (3412) 655-294

    Способы обработки и травления нержавеющей стали после сварки. Виды коррозии и причины образования.

    Нередко можно наблюдать, как на качественной нержавеющей стали образуется ржавчина. Это происходит в случаях, когда нержавеющая сталь работает в агрессивных средах, при повышенных температуре или влажности. Трубопроводы, емкости, ванны покрываются ржавчиной при работе со слабыми кислотами, щелочами, молочной продукцией, с водой как водопроводной, так и прошедшей тонкую очистку. Но даже в идеальных условиях, когда на первый взгляд поверхности ничего не угрожает, атмосфера вносит свое разрушающее, окслительное действие на поверхность, всегда имея в своем составе кислород и водяной пар, зарождая очаги ржавчины в местах с поврежденной защитной пленкой оксида хрома.

    Чтобы понять, что происходит, необходимо еще раз проанализировать основные сведения о нержавеющей стали и процессе коррозии.

    Нержавеющая сталь – легированная сталь, устойчивая к коррозии в атмосфере и агрессивных средах. Сопротивление нержавеющей стали к коррозии напрямую зависит от содержания хрома: при его содержании 13 % и выше сплавы являются нержавеющими в обычных условиях и в слабоагрессивных средах, более 17 % — коррозионностойкими в более агрессивных окислительных и других средах, в частности, в азотной кислоте крепостью до 50 %.

    Наиболее популярными марками применяемыми в производстве оборудования, оснастки, сварных конструкций яляются: 12Х18Н9Т,04X18H10, 14Х17Н2, 20Х13, где цифра после буквы «Х» обозначает процентное содержание хрома, а после «Н» – никеля.

    Причина коррозионной стойкости нержавеющей стали объясняется, главным образом, тем, что на поверхности хромсодержащей детали, контактирующей с агрессивной средой, образуется тонкая плёнка нерастворимых окислов, при этом большое значение имеет состояние поверхности материала, отсутствие внутренних напряжений и кристаллических дефектов.

    Технологические этапы производства изделий из нержавеющей стали неизбежно предполагают создание внутренних напряжений, механическую обработку и сварку стали, что впоследствии сказывается на ее коррозионной стойкости, и вызывает необходимость ее травления. Есть несколько основных процессов, приводящих к коррозии нержавеющей стали:

    · Гальваническая или обычная коррозия, включающая изъязвление и коррозию в трещинах;

    · Коррозия в трещинах от механического воздействия;

    · Коррозию, вызванную микробиологическими факторами (МИК).

    В дополнение, ряд механических процессов усиливают основные процессы образования ржавчины: эрозия, порообразование, истирание образование коррозионных элементов, а также изменения поверхности под термическим или электрическим воздействием. Все эти процессы имеют одну общую черту: слой пассивации оксидом хрома нарушается, и незащищенная железная составляющая окисляется.

    Особенно высока вероятность коррозии нержавеющей стали после сварки, т.к. во время дугового расплавления металла в сварочной ванне, происходит активное выгорание легирующих сталь веществ, и в частности хрома, таким образом, в металле шва и на его границах повышается концентрация железа. Дальнейшая самопассивация (образование на поверхности пленки из оксида хрома) такой стали значительна затруднена. Многие заканчивают обработку сварного шва механической зачисткой абразивным инструментом (шлифовальными кругами, витыми щетками(кор-щетками), методом стекло- дробе- струйной обработки), что временно дает чистый внешний вид, но ни как не влияет на пониженное содержание хрома в металле шва, и соответственно на коррозионную стойкость. Такой шов со временем, неизбежно подвергнется коррозии. Любое механическое воздействие на нержавеющую сталь необходимо заканчивать пассивацией поверхности. Механическая обработка не является альтернативой или заменой пассивации.

    Для защиты от коррозии сварного шва необходимо прибегать к химическим методам травления и пассивации. Рассмотрим два основных способа травления и пассивации:

    I . Травление концентрированными кислотами на специализированно организованных участках:

    1. Разъедание окалины в ванне со смесью серной и соляной кислот, содержащей 6—8% (по объему) серной кислоты и 2—4% кон­центрированной соляной кислоты, при температуре 60-80 °С, в течении 20-40 минут. Строгий контроль температуры и насыщенности раствора.

    2. Тщательная промывка водой

    3. Погружение в ванну со смесью азотной кислоты (10-20% по весу) и плавиковой кислоты (1-2% по весу).

    4. Обильная промывка водой.

    Процесс происходит с образованием в воздухе паров кислот, что требует серьезных мер по защите органов дыхания и поверхности кожи.

    Описанный процесс имеет много вариантов с вариантами последовательности обработки, концентраций, времени. Одним из способов кислотного травления является электро­литическое травление. В процессе обработки через кислотную ванну пропускают электрический ток, переменный или постоянный, причем ме­талл, подвергаемый травлению, играет роль либо анода, либо катода. По-видимому, электрический ток оказывает главным об­разом механическое воздействие: выделение газообразного кислорода или водорода облегчает отделение окисной пленки.

    Далеко не у каждого производителя изделий из нержавеющей сталей имеется травильный участок, и оборудование для работы с концентрированными кислотами, а организация такого участка для требует крупных затрат и долгий процесс согласования и контроля разрешительных систем. Выходом из данной ситуации может быть травление подготовленными концентратами.

    II . Травление готовыми к использованию смесями кислот, в виде паст, гелей, спреев, концентратов травильных ванн.

    Пасты, гели, спреи, очень удобно использоваться условиях цеха, не прибегая к лишним затратам. Как правило, наносятся данные составы либо кислотоустойчивыми кисточками, либо ручными или механизированными распылителями.

    Для травления швов удобно использовать пасты густой консистенции, которые удерживаются толстым слоем на нижних и вертикальных швах, и проявляют свою травильную активность при температуре от 10°С.

    Полная технология травления подготовленными составами кислот заключается в следующем:

    1. Очистка, от жирных пятен, грязи, ржавчины, для повышения эффективности работы травильного средства, и меньшего снижения его концентрации в процессе травления. Очищающий состав наносится на время до 30 минут.

    2. Травление, для которого используются, пасты, гели, спреи, аэрозоли. Пасты и гели наносятся по сварным швам с захватом по 20 см с каждой стороны шва, спреи и аэрозоли, наносятся распылителями по всей поверхности изделия. Травильное средство наносится на время от 20 минут до 90 минут, в зависимости от окружающей температуры. В своем составе имеет смесь от 2-ух до 4-ех кислот.

    3. Обработка пассиватором. Нанесение пассиватора обеспечивает принудительное образование устойчивой пленки оксида хрома на поверхности металла. Пассиватор наносится на время от 30 до 60 минут и обеспечивает бóльшую коррозионную стойкость изделия.

    Наиболее популярным производителем подобных травильных средств, на данный момент является компания Avesta Finishing Chemicals .

    Сварка нержавеющей стали

    Абсолютно в каждом доме есть какие-то изделия, которые изготовлены из нержавеющей стали. Вставки в бытовой технике, столовые приборы, различная посуда, ведра, проволока и т.д. Все это сделано из нержавеющей стали. Однако многие люди при поломке какого-то предмета не знают, как его отремонтировать. В этом им может помочь сваривание нержавейки. Очень часто такому ремонту подвергается внешняя часть труб водопровода, она, как правило, создается именно из такой стали. Сварка помогает экономить финансы, согласитесь, лучше отремонтировать что-либо, чем покупать новое.

    Свойства нержавеющей стали

    По стандартам ГОСТ, в состав этого материала входит сталь и дополнительные примеси, в число которых входят: хром, молибден и ниобий. Такой комплект веществ в составе помогает улучшить стойкость стали к коррозии. После того как атомы кислорода сконтактируют с атомами хрома, на поверхности металла возникает особое защитное покрытие. Именно оно не даёт материалу ржаветь.

    Толщина слоя из хрома минимально, однако его атомы находятся в скрученном состоянии, поэтому слой стабильно крепкий. Нержавеющее покрытие на стали имеет свойство регенерации. Если по каким-то причинам покрытие подвергнется механическому воздействию, стойкость к коррозии исчезнет. Но как только на предмет начнёт действовать кислород, который находится в атмосфере, покрытие восстанавливает свои функции. То есть, говоря простым языком, стойкость к коррозии имеется всегда. Данное свойство было открыто в оружейной промышленности.

    Во время процесса повышения качества оружия, исследователи создали сплав хрома и стали. В итоге они получили отличный материал, который смог самостоятельно защищаться от негативного воздействия окружающего мира. Примесь из хрома наделила сталь огромной устойчивостью к коррозии. Именно этот сплав сделал нержавеющую сталь популярной не только в военной сфере, а также в быту. На сегодняшний день очень много предметов делается из нержавейки. Однако это не только предметы быта, данный материал активно используется во многих отраслях. По ГОСТу в нержавеющую сталь можно добавлять дополнительные примеси меди, азота, латуни и титана.

    Свариваемость нержавеющей стали

    Одним главных свойств сваривания, является особый способ создания шва. Сплав двух металлов разного типа или же двух частей одного металла, а точнее его состав после остывания должен быть примерно одинаковым. Химические и физические свойства также должны быть одинаковыми. Соблюдение данных показателей напрямую влияет на состояние шва.

    Свойства свариваемости нержавеющей стали:

    Нержавеющая сталь сваривается с использование аргона точечной, контактной или же лазерной сваркой. Основные требования, которые должны соблюдаться для качественного шва – это пониженный ток, наличие дополнительного зазора и очень быстрое охлаждение. Только после того как все вышеописанные требования будут соблюдены, можно будет приступать к полировке детали. В быту чаще всего используется сварка с помощью инвертора. Но и в домашних условиях особых требований ко шву не требуется, поэтому этот способ не требует наличия особых навыков у сварщика.

    Сварка нержавейки

    Для того чтобы обеспечить качественный шов при сваривании нержавеющей стали, нужно обеспечить условия, которые должны быть созданы с учётом высокой электропроводности, которая примерно в шесть раз больше чем у обычной стали. Также стоит учитывать довольно низкую точку плавления, она практически на сотню градусов меньше чем у стали.

    Сварка нержавейки на промышленном уровне, выполняется с помощью электродов, которые плавятся в инертном газе с аргоновыми примесями. Если необходимо сварить небольшие трубы или же листы малой толщины, в этом случае используется сварка дуговым методом также с использованием аргона. В бытовых условиях аргон не применяется.

    Проволока, которая используется для сварки в быту инвертором, значительно экономит количество используемых электродов, а также обеспечивает более высокую прочность соединения. С развитием традиционного дугового метода сварки было установлено, что аргон можно без особых проблем заменить азотом, который лучше защищает шов. Использование азота рекомендуется при сваривании деталей из нержавеющей стали с широким краем. Изначально, такой метод сварки применялся только для сваривания нержавейки определённого типа. Но с развитием технологий было предложено использовать сварку с использованием азота для сваривания нержавейки и серебра (включая все его сплавы), медью и т.д.

    Холодная сварка нержавейки

    Этот метод, единственный из всех, который не предполагает наличия каких-то определённых знаний и умений, а также использования дополнительных инструментов. По своей натуре холодная сварка это не что иное, как клей. В отличие от обычной, холодная сварка состоит из двух компонентов, которые начинают действовать только после смешивания. Она используется для небольших ремонтных работа и заделывания отверстий. Клей «холодная сварка» продаётся в небольших цилиндрах. Использовать её очень просто.

    Перед проведением процедуры, необходимо очистить обе склеиваемые поверхности от следов жира и масел, после чего нужно смешать компоненты и можно приступать к склеиванию. Также перед склеиванием нержавеющей стали нужно очистить края от сколов и заусениц. Чаще всего этот метод используется для заделывания отверстий труб и ёмкостей, причём применять её можно как на пустых, так и на заполненных сосудах. Компоненты клея нужно смешивать строго в равных пропорциях, далее их надо перемешать сминая.

    После того как вы получите однородную массу, можно приступит к заделыванию отверстий или же склеиванию деталей. После того, как соединения полностью затвердеет (срок высыхания написано в инструкции, для каждой марки оно разное) можно приступать к обработке детали.

    Особенности клея «холодная сварка»:

    • Ремонт на короткое время. Холодная сварка может применяться только для временного ремонта и только в том случае, когда он экстренный. Соединения, полученное этим методом очень слабое на разрыв, поэтому при первой же возможности шов холодной сварки нужно будет заменить на классическую.
    • Не рекомендуется использовать этот метод для соединения двух металлических деталей среднего и большого размера. Простота в использовании делают холодную сварку популярной для применения в домашних условиях.

    Сварка нержавеющей стали с другими металлами

    Практически во всех отраслях промышленности используются сплавы разнородных материалов. При сваривании таких материалов необходимо учитывать физические и химические характеристики каждого материала. Также нужно подобрать необходимые электроды и режим сварочного аппарата. Все свойства передаются от материалов к сварочному шву.

    Если какая-то часть материала выгорит, то свойства шва будут неодинаковыми. Сварка нержавеющей стали имеет несколько особенностей, соблюдение которых помогут предотвратить дефекты шва.

    Если их игнорировать соединение будет не прочным, а если его задачей будет являться ещё и выдержка разрыва, то оно очень быстро придёт в негодность. Разломы от нагрева достаточно легко предотвратить. Они появляются из-за аустенитного состава шва. Склонность металла к ломкости возникает из-за длительного чрезмерного нагревания. Использование проволоки в качестве присадки, позволит вам избежать всевозможных разломов от нагрева и обеспечит сварной шов высокой прочности. Если использовать короткий дуговой метод сваривания, также можно защититься от появления разломов.

    Сварка нержавейки

    Нержавеющий металлопрокат: круг, лист, труба.
    Продажа нержавейки со склада в Москве и под заказ.
    О компанииКаталогСпецпредложенияОтправить запросСправочникЦены

    ГОСТ
    Марочник
    Применение
    Статьи

    12Х18Н10Т. Особенности сварки нержавейки.

    Сварка стали – основной технологический процесс практически любого производства изделий из металла. С VII века до нашей эры и до наших дней сварка широко применяется как основной способ образования неразъемных соединений металлов. С самого зарождения и вплоть до XIX века н.э. в применялся метод кузнечной сварки металлов. Т.е. свариваемые детали нагревались и затем спрессовывались ударами молота. Эта технология достигла своего пика к середине XIX века, когда по ней стали изготавливать даже такие ответственные изделия как железнодорожные рельсы и магистральные трубопроводы.

    Однако сварные соединения, особенно в массовом, промышленном масштабе отличались невысокой надежностью и нестабильным качеством. Это зачастую приводило к авариям из-за разрушения детали в месте шва.

    Открытие электродугового нагрева и высокотемпературного газо-кислородного горения наряду с возросшими требованиями к качеству сварного соединения совершили мощный технологический прорыв в области сварки, в результате чего создалась технология бескузнечной сварки – такой, какую мы привыкли наблюдать сегодня.

    С появлением легированной стали процессы сварки усложнились в связи с необходимостью предотвращения карбидации легирующих элементов, в основном – хрома. Появились методы сварки в инертных средах или под флюсом, а также технологии долегирования сварного шва.

    Рассмотрим особенности сварки аустенитных сталей на примете наиболее распространенной нержавеющей стали 12Х18Н10Т.

    Сталь 12Х18Н10Т относиться к хорошо свариваемым. Характерной особенностью сварки этой стали является возникновение межкристаллитной коррозии. Она развивается в зоне термического влияния при температуре 500-800?С. При пребывании металла в таком критическом интервале температур по границам зерен аустенита выпадают карбиды хрома. Все это может иметь опасные последствия – хрупкие разрушения конструкции в процессе эксплуатации.

    Чтобы добиться стойкости стали нужно исключить или ослабить эффект выпадения карбидов и стабилизировать свойства стали в месте сварного шва.

    При сварке высоколегированных сталей используют электроды с защитно-легирующим покрытием основного вида в сочетании с высоколегированным электродным стержнем. Применение электродов с покрытием основного вида позволяет обеспечить формирование наплавленного металла необходимого химического состава, а также других свойств путём использования высоколегированной электродной проволоки и долегирования через покрытие.

    Сочетание легирования через электродную проволоку и покрытие позволяет обеспечить не только гарантированный химический состав в пределах паспортных данных, но и некоторые другие свойства, предназначенные для сварки аустенитных сталей 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 12Х18Н12Т и им подобных.

    Содержащийся в электродных стержнях титан при сварке практически полностью окисляется. По этой причине при сварке покрытыми электродами в качестве элемента-стабилизатора используют ниобий. Коэффициент перехода ниобия из стержня при сварке покрытыми электродами составляет 60-65%.

    Сварку высоколегированных сталей под флюсом осуществляют с применением или нейтральных по кислороду фторидных флюсов, или защитно-легирующих в сочетании с высоколегированной электродной проволокой. С металлургической точки зрения для сварки высоколегированных сталей наиболее рациональны фторидные флюсы типа АНФ-5, которые обеспечивают хорошую защиту и металлургическую обработку металла сварочной ванны и позволяет легировать сварочную ванну титаном через электродную проволоку. При этом процесс сварки малочувствителен к образованию пор в металле шва из-за водорода. Однако фторидные бескислородные флюсы имеют относительно низкие технологические свойства. Именно низкие технологические свойства фторидных флюсов служат причиной широкого использования для сварки высоколегированных сталей флюсов на основе оксидов.

    Сварку высоколегированных сталей для снижения вероятности формирования структуры перегрева, как правило, выполняют на режимах, характеризующихся малой величиной погонной энергии. При этом предпочтение отдают швам малого сечения, получаемым при использовании электродной проволоки небольшого диаметра (2-3мм). Поскольку высоколегированные стали обладают повышенным электросопротивлением и пониженной электропроводностью, то при сварке вылет электрода из высоколегированной стали уменьшают в 1,5-2 раза по сравнению с вылетом электрода из углеродистой стали.

    При дуговой сварке в качестве защитных газов используют аргон, гелий (реже), углекислый газ.

    Аргонодуговую сварку выполняют плавящимися и неплавящимися вольфрамовыми электродами. Плавящимся электродом сваривают на постоянном токе обратной полярности, используя режимы, обеспечивающие струйный перенос электродного металла. В некоторых случаях (в основном при сварке аустенитных сталей) для повышения стабильности горения дуги и особенно снижения вероятности образования пор из-за водорода при сварке плавящимся электродом используют смеси аргона с кислородом или углекислым газом (до 10%).

    Сварку неплавящимся вольфрамовым электродом в основном осуществляют на постоянном токе прямой полярности. В некоторых случаях при наличии в сталях значительного количества алюминия используют переменный ток для обеспечения катодного разрушения оксидной плёнки.

    Применение дуговой сварки в атмосфере углекислого газа позволяет снизить вероятность образования пор в металле шва из-за водорода; при этом обеспечивается относительно высокий коэффициент перехода легкоокисляющихся элементов. Так, коэффициент перехода титана из проволоки достигает 50%. При сварке в атмосфере аргона коэффициент перехода титана из проволоки составляет 80-90%. При сварке в углекислом газе сталей, имеющих высокое содержание хрома и низкое содержание кремния, на поверхности шва образуется тугоплавкая трудноудаляемая оксидная плёнка. Её присутствие затрудняет проведение многослойной сварки.

    При сварке сталей с малым содержанием углерода (ниже 0,07-0,08%) возможно науглероживание наплавленного металла. Переход углерода в сварочную ванну усиливается при наличии в электродной проволоке алюминия, титана, кремния. В случае сварки глубокоаустенитных сталей некоторое науглероживание металла сварочной ванны в сочетании с окислением кремния снижает вероятность образования горячих трещин. Однако науглероживание может изменить свойства металла шва и, в частности, снизить коррозийные свойства. Кроме того наблюдается повышенное разбрызгивание электродного металла. Наличие брызг на поверхности металла снижает коррозийную стойкость.

    Технологии сварки нержавеющих высоколегированных сталей постоянно совершенствуются. На данном этапе при строгом соблюдении технологического процесса качество сварного шва нержавейки практически не уступает по своим свойствам металлу соединяемых деталей и гарантирует высочайшую надежность сварного соединения.

    Посмотреть специальные предложения на продажу стали 12Х18Н10Т.

    Варианты сварки нержавеющей стали, госты, методы

    Типы сварки нержавейки

    ГОСТ 14771-76 Дуговая сварка в защитном газе.
    Настоящий стандарт устанавливает основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений из сталей, а также сплавов на железоникелевой и никелевой основах, выполняемых дуговой сваркой в защитном газе.

    Так же следует отметить такие методы сварки как: точечная, роликовая, лазерная, высокочастотная, сварка сопротивления и другие.

    Итак, следующий этап это обработка сварных швов. Поверхность сварного соединения нержавеющей стали образует пористый оксидный слой, который в своем составе содержит хром. Этот слой способствует значительному ослаблению стойкости к воздействию коррозии. Поверхность оксидного слоя возникает из стали, после чего под оксидным слоем образуется т.н. с низким содержанием хрома. Когда есть необходимость увеличить стойкость сварного соединения к коррозии, то оксидный слой и слой с низким содержанием хрома необходимо удалить. Этот процесс осуществляется с помощью термообработки, в данном случае термообработка способна выполнять растворение внутри стальной конструкции, благодаря этому процессу сглаживаются все возможные отличия присадочных материалов. Необходимо знать то, что разрешается использовать только те принадлежности, которые предназначены для обработки нержавейки, это могут быть: ленты и круги для шлифовки, щетки для обработки нержавеющего проката, дроби из нержавеющей стали.

    Обработка сварных швов

    Эффективным методом обработки сварных швов является травление. Если правильно выполнить метод травления, то это позволит качественно устранить оксидный слой и зону с низким содержанием хрома. Обработка по этому методу выполнения путем покрытия, погружения или наружного нанесения пасты, все зависит от условий. В основном, при травлении используют смешанные кислоты (азотная кислота/плавиковая кислота) в пропорциях 8 – 20% азотной кислоты и 0,5 – 5% плавиковой кислоты, с добавлением H2O (вода). Время травления зависит не только от концентрации кислот, но и от температуры, сорта проката и толщины окалины (кислотоупорный прокат по сравнению с нержавеющим прокатом требует продолжительной обработки). После метода травления конструкция становится стойкой к воздействию коррозии.

    Мы ознакомились с основными методами сварки нержавейки и теперь можно смело поговорить о специальных требованиях по сварке при изготовлении нержавейки. При подготовке вышеперечисленных сплавов и сталей, нужно учитывать специальные требования и основные особенности:

    Сварные конструкции МКК и основного металла в зоне около шва, могут подвергшейся сварке до температуры 450 – 650 градусов;
    Если образуются кристаллизационные трещины, то это является следствием образования аустенитной структуры металла шва;
    Охрупчивание может происходить в температурных диапазонах от 350 – 550 градусов из-за высокого содержания феррита и в диапазонах 550 – 850 градусов, при возникновении стигматизации.
    Например, охрупчивание сварных швов может возникнуть в процессе штамповки горячих днищ, в случае если сварка происходит с применением присадочных материалов, которые дают чрезмерное содержание феррита. Для того чтобы избежать охрупчивания сварочных соединений в процессе обработки, следует ограничить содержание феррита в пределах 8 – 10%.
    Усиленное коробление сварных конструкций, несет за собой следствие низкой теплопроводности и коэффициент термического расширения, который больше в 1,5 раз в сравнении с углекислыми сталями;

    Увеличение длины прихваток и уменьшение расстояния между ними в сравнении с соединениями низколегированных сталей, сварных соединений и из-за большого коэффициента линейного расширения;
    Если в структуре металла шва есть наличие феррита, то при температуре ниже 100 градусов снижается его пластичность и охрупчивание;

    Чтобы увеличить стойкость сварных соединений к воздействию коррозии необходимо:

    Использовать стали и присадочные материалы, содержащие минимальное количество углерода;
    Добавлять в легированную сталь другие вспомогательные элементы (титан, ниобий, никель);
    Применять стабилизирующий отжиг от 870 до 900 градусов, выдерживать от двух до трех часов и охлаждать на воздухе.

    Уменьшить перегрев нержавеющей стали и обеспечить оптимальные механические свойства для стойкости к внешним факторам можно благодаря сварке соединений на максимально высокой скорости. Каждый последующий проход сварки нужно выполнять после охлаждения и тщательной зачистки конструкции.

    Повышение коррозийной стойкости сварных соединений

    Если вы будите соблюдать следующие требования, то сможете обеспечить повышение коррозийной стойкости сварных соединений:

    Все внешние швы заваривают в последнюю очередь, а в случаях двусторонней сварки выполняется третий облицовочный шов, который обращен к внешней среде. Если такая возможность отсутствует, то следует принимать все необходимые меры чтобы уменьшить нагрев металла первого слоя. Чтобы не допускать нагревания металла сварку следует вести на максимально высокой скорости с применением минимальных токов. Для того чтобы устранить горячие трещины при сварке, нужно применить присадочные материалы, которые образуют сварные швы, эти швы обладают аустенитно-ферритной структурой и содержат ферритную фазу более 2%.

    Если необходимо предотвратить горячие трещины в соединениях толщиной 10 мм и более, то рекомендуется сделать следующее:

    Метод ручной дуговой сварки выполнять при минимальной длине дуги;
    Сварку под флюсом выполнять на низкой скорости с минимальными подходами;
    Тщательно выполнить шлифовку или заправить все кратеры. Запрещается выводить все кратеры на основной металл. В том случае, если произошел обрыв дуги, то необходимо убедиться в отсутствии горячей трещины, если же обнаружили трещину, то кратер необходимо удалить механическим методом;
    Сварку соединений большой толщины выполнять с помощью электродов, которые обеспечивают повышенную стойкость металла к горячим трещинам (но при этом слабую стойкость к коррозии)
    К сварке стабильно аустенитных сталей допускаются только те сварщики, которые уже имеют опыт и навыки по борьбе с горячими трещинами.

    Что нужно знать, чтобы уменьшить сварочные деформации:
    Рекомендуется производить процесс сварки на скоростных режимах, с короткой дугой и с минимальными токами;
    Для ручной сварки следует разделить швы на отдельные участки и выполнять сварки в последовательности, для того чтобы обеспечить минимальное коробление;
    Чтобы избежать трещин в зоне термического влияния, необходимо обвить шлак при температуре 100 -150 градусов;
    Метод ручной дуговой сварки нержавеющей стали выполняют на короткой дуге без использования поперечных колебаний электрода.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector