Сварка нержавейки газовой горелкой

Пайку нержавеющей стали относят к квалифицированным работам. Это связано с тем, что для выбора оптимального режима пайки необходимо точно определить тип материала. Например, наклепанные сорта нержавейки спаивают без нагрузки, во избежание образования дефектов на поверхности, вследствие температурного воздействия.

Алюминий и магний слабо взаимодействуют с рассматриваемым сплавом, поэтому при подборе материала следует обращать внимание на состав изделия. С прочими сортами металлов нержавейка образует высокопрочное соединение.

Высоколегированные составы с высоким содержанием хрома плохо переносят воздействие высокой температуры. При нагреве свыше 500 Сº активизируется процесс образования карбида хрома, негативно влияющий на параметры металла.

[stextbox этой причине опытные мастера стараются сократить период температурного воздействия на заготовку.[/stextbox]

Подготовка к успешной пайке

Спаиваемые детали подготавливаются, подгоняется форма и размер сопряжений, чтобы в итоге получился стык с минимальным зазором. Поверхности зачищаются. Лучше не использовать металлическую щётку, так как от неё останутся частички стружки, которые потом образуют ржавчину. Детали фиксируются друг относительно друга. На поверхности вокруг стыка наносится флюс.

Если используется офлюсованный пруток — сначала он прогревается боковой стороной на стыке, чтобы флюсующее вещество на нём расплавилось и попало в зазор до начала пайки.

В некоторых случаях, чтобы упростить и ускорить непосредственное спаивание, ответные поверхности заранее пропаивают, покрывают тонким слоем припоя. Лужёная поверхность металла лучше смачивается припоем. Но нужно учитывать, что размеры соединяемых деталей при этом изменяться. Например, при паянии тройника диаметр трубки увеличиться, а посадочного отверстия уменьшится.

Используемое оборудование

Правильная работа с предметами из нержавейки требует теоретической подготовки и ознакомления с самим процессом посредством видеоматериалов. Для паяния нержавеющего металла в домашних условиях используется следующее оборудование и материалы:

• электропаяльник порядка 100 Вт или же газовая горелка;
• флюс для пайки нержавейки в виде особой паяльной кислоты;
• шлифовальная шкурка, металлическая щетка или же напильник;
• растворитель (ацетон);
• припой;
• защитные перчатки и ткань для протирки.

Помимо основных инструментов, материалов могут понадобиться дополнительные принадлежности в зависимости от вида обрабатываемой детали. Припаивание изделий крупных размеров может потребовать использование электропаяльника большей мощности. Это необходимо для хорошего прогрева мест соединения. Учтите, что данный электроинструмент используется исключительно при работе с мягкими (легкосплавными) припоями типа ПОС или же из олова. Чистый металл отлично подходит для ремонта посуды, где в качестве флюса применяется ортофосфорная кислота. Она обеспечивает превосходную схватываемость сплава на месте спайки.

Сварка нержавеющей стали (нержавейки)

Сварка нержавеющей стали имеет свои отличительные особенности. Из нашей статьи вы за несколько минут узнаете много полезной информации об этом процессе. В одном месте мы собрали основные данные о методах сварки и важных нюансах при проведении работ. Читайте и применяйте полученные знания на практике. Магазин сварочного оборудования Тиберис всегда с удовольствием делится с вами секретами и рад помочь дельным советом.

Содержание

• Нержавеющая сталь – что это за материал
• Где используются различные виды нержавеющей стали
• Какими методами сваривают нержавейку
• Особенности сварки нержавеющей стали или как избежать появления дефектов при сварке нержавейки
• Каким должно быть качественное оборудование для сварки нержавеющей стали
• Обработка изделий перед сваркой – что и как надо делать
• Как обрабатывают изделия из нержавейки после сварки
• Особенности сварки нержавейки с другими материалами
• Выводы

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.

Где используются различные виды нержавеющей стали

Сфера применения нержавеющей стали затрагивает буквально все стороны жизни человека. Наиболее популярные хромоникелевые аутенситные стали массово идут на изготовление крепежных деталей (болтов и гаек). Из этих сплавов часто делают монеты, например, украинские 1,2 и 5 копеек. Аутенситы достаточно просто поддаются термической обработке, в том числе и сварке.

Ферритные сплавы нашли широко применение в химической промышленности. Высокая стойкость к воздействию многих видов кислот и большой температуры позволяет использовать такие виды стали для изготовления огромных резервуаров на химических предприятиях. Но сваривать изделия из ферритной стали намного сложнее. Значительная устойчивость к высоким температурам делает эти сплавы неудобными для сварки наиболее распространенными методами (MMA, MIG/MAG, TIG). Но в домашних условиях ферриты встречаются очень редко.

Мартенситные стали получили широкое распространение в производстве инструментов. Именно из мартенситных марок стали изготавливают кухонные ножи. Как и аутенситные аналоги, их сваривать можно без особых проблем.

Какими методами сваривают нержавейку

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

1. Ручной дуговой сваркой плавящимися электродами (MMA). Этот метод наиболее распространен в домашних условиях, т.к. инверторы для РДС по цене доступны каждому сварщику. Отличается самым низким качеством, поэтому в промышленных масштабах практически не используется.
2. Полуавтоматической сваркой проволокой в среде защитного газа (MIG/MAG), для этого отлично подойдут сварочные полуавтоматы. Наиболее эффективный способ: быстрый, образующий ровный шов. Лучше подходит для более толстых деталей.
3. Сварку неплавящимися электродами в среде инертного газа (TIG), чаще всего используют инверторы для аргонодуговой сварки. Более предпочтителен при сварке тонких заготовок. Рекомендуется при сварке труб высокого давления..

Кроме того, сварка нержавейки может проводиться и менее распространенными способами. К ним относятся:

1. Точечная и роликовая сварка.
2. Плазменная сварка.
3. Лазерная сварка.

Но, использование этих технологий ограничивается высокой стоимостью и сложностью процесса. Поэтому их применяют исключительно при необходимости сварки деталей, требующей высокой точности или при обработке трудносвариваемых материалов.

Особенности сварки нержавеющей стали или как избежать появления дефектов при сварке нержавейки

Сварка нержавейки имеет свои нюансы, которые определяются свойствами этого материала:

1. Присутствие в составе стали хрома. Этот металл под воздействием высокой температуры реагирует с углеродом, образуя карбид хрома, тем самым снижается прочность сварного соединения. Поэтому место сварки быстро охлаждают (иногда даже обычной водой).
2. Пониженная теплопроводность. В связи с чем, силу тока сварки необходимо снизить на 15-20% по сравнению с процессом обработки обычной стали.
3. Повышенный коэффициент расширения металла. Поэтому необходимо постоянно следить за величиной зазора между свариваемыми деталями.
4. Большое электрическое сопротивление. По этой причине электроды с хромоникелевыми стержнями имеют ограниченную (до 350 мм) длину.

Эти четыре основные особенности сварки нержавейки необходимо всегда учитывать, приступая к работе. Только выполняя указанные выше условия, можно добиться качественных результатов. В противном случае – образование дефектов вам гарантировано.

Каким должно быть качественное оборудование и материалы для сварки нержавеющей стали

Выбор оборудования для сварки нержавейки нужно делать, ориентируясь на особенности этого материала.

Лучше всего использовать электроды для сварки, изготовленные из той же марки нержавеющей стали, что и свариваемые изделия. Тогда процесс расплавления металла происходит равномерно, обеспечивая качественный результат.

При сварке проволокой также необходимо подбирать ее, исходя из материала свариваемых заготовок. Главная сложность состоит в том, что определить «на глаз» конкретную марку нержавеющей стали невозможно. Для этого нужно провести сложный спектральный анализ в специализированной лаборатории. Если вы столкнулись с такой проблемой, лучше всего поискать информацию на сайте производителя свариваемого изделия.

Обработка изделий перед сваркой – что и как надо делать

Обработка изделий из нержавеющей стали перед сваркой выполняется в следующем порядке:

1. Очищается поверхность изделия от грязи. Для этого обычно используют стальную щетку.
2. Производится обработка растворителем (уайт-спиритом, специальной жидкостью или ацетоном). Отсутствие жира на поверхности детали увеличивает устойчивость дуги.
3. Свариваемая поверхность обрабатывается средством от налипания брызг. В результате после сварки необходимость механической обработки поверхности попросту отпадает.

Единственное существенное отличие подготовки изделий из нержавеющей стали состоит в необходимости наличия зазора между кромками деталей. Он обеспечивает свободную усадку.

Как обрабатывают изделия из нержавейки после сварки

Нержавеющая сталь после сварки подлежит обязательной дополнительной обработке. Игнорирование этого правила может очень быстро привести к негативным последствиям: появлению коррозии и уменьшению прочности изделия.

Предварительная обработка после сварки может выполняться такими методами:

• Механическая зачистка сварного шва. Эта операция, главным образом, предназначена для улучшения внешнего вида изделия. Производится жесткими стальными щетками.
• Пескоструйная обработка. Преследует те же цели. После ее проведения шов выглядит еще красивее.
• Шлифование. Позволяет добиться идеально ровной поверхности шва.

Но все эти способы предварительной обработки влияют лишь на внешний вид изделия. Чтобы качественно защитить место сварки от разрушения, нужны более действенные методы – пассивация и травление.

Травление – это обработка места сварки химически активными веществами (кислотами или специальными жидкостями). Кислоты разъедают окалину, которая может вызвать появление ржавчины.

Пассивация – это нанесение на место сварки спецсредства, под действием которого на поверхности металла образуется защитная пленка из оксида хрома.

Только после проведения химической обработки место сварки способно надежно противостоять коррозии.

Особенности сварки нержавейки с другими материалами

Главная опасность, которая имеется при сварке нержавеющей стали с другими материалами, таится в их смешивании. В результате, свойства разнородного сварного шва могут резко ухудшиться. Шов становится твердым и хрупким, в нем образуются трещины.

Чтобы избежать такого развития событий, необходимо:

1. Использовать в качестве присадки высоколегированные или созданные на основе никеля сплавы.
2. Обязательно прокаливать электроды перед сваркой и тщательно очищать поверхности изделий.
3. Не подогревать место сварки перед началом работ.
4. Применять электроды, предназначенные для сварки высоколегированной стали.

В сварном шве желательно добиться как можно меньшего наличия основного металла (расплавленным при сварке частичкам исходных изделий). Его составляющая не должна превышать 40% от общей массы. Остальное – электроды или присадочная проволока, в зависимости от типа сварки.

Выводы

Сварка нержавеющей стали хоть и представляет собой довольно сложный процесс, но может осуществляться качественно даже в домашних условиях.

Для позитивного результата необходимо:

1. Правильно учитывать особенности сварки нержавейки.
2. Выбрать наиболее подходящий (доступный) метод сварки.
3. Тщательно обработать место сварки до начала и после окончания работ.
4. Использовать качественное сварочное оборудование и расходные материалы.

Все эти пункты легко реализуются при наличии желания. А специалисты магазина Тиберис всегда готовы предложить свою помощь по выбору наиболее подходящего сварочного оборудования. Обращайтесь – с нами сварочные работы проводить намного легче и эффективнее.

Сварка труб из нержавеющей стали

Трубы из нержавейки сегодня все чаще используются в быту, хотя в промышленности они используются в больших объемах и во многих областях. Их стыковка, особенно тонкостенных трубопроводов, производится при помощи аргонодуговой сварки. Технология соединения практически точно такая же, как и сваривание листовых или объемных заготовок. То есть, подготовительный процесс производится идентично, режимы выставляются такие же, но есть и один небольшой нюанс.

Необходимо, чтобы сварочный шов в процессе соединения обдувался с двух сторон аргоном. Понятно, что с внешней стороны это сделать не проблема. А как это сделать изнутри трубы. Все достаточно просто.

• Отверстие одной трубы закрывается пробкой, сделанной из ткани, бумаги или любого другого материала.
• Стык двух труб по периметру закрывается клеящей пленкой: скотчем или изолентой.
• В открытое отверстие второй трубы подается из горелки аргон под небольшим давлением, чтобы не выбило пробку.
• Как только трубы заполняться газом, отверстие, через которое он подавался, также закрывается пробкой.
• Теперь снимается скотч или изолента со стыка и производится сварка двух труб из нержавеющей стали.

И в конце таблица, в которой показано соотношение режима сварки нержавейки аргоном, его параметров и размеров расходных материалов.

Обязательно ознакомьтесь с обучающим видео, расположенным на этой странице сайта. Оно поможет разобраться во всех тонкостях сварочного ручного процесса в защитном аргоном газе. Как показывает практика, эта технология является лучшей, когда стоит задача сварить тонкостенные детали из нержавеющей стали.

Можно ли спаять нержавеющую сталь с помощью меди?

Для начала нужно сказать, что данный процесс имеет повышенный уровень сложности выполнения. Но, несмотря на это, спаять нержавеющую сталь с помощью меди возможно. Чаще всего соединения подвергаются детали из одного металла, то есть если соединять детали только из нержавейки или только из меди качества шва будет высоко. Но рано или поздно возникнет ситуации, когда нужно спаять эти два материала между собой и в этом случае приходится уступать качеству итогового результата.

Для выполнения данной манипуляции были созданы специальные припои, с их помощью удается создать соединения достаточно высокой прочности и ее вполне хватает для того, чтобы использовать вещь в стандартном режиме. Если при пайке какого-либо другого материала отсутствует обязательная необходимость использования флюса, то здесь требуется полное проведения подготовительных процедур, вплоть до лужения.

Как и любой другой способ пайки, данный имеет свои преимущества и недостатки. Для начала стоит рассмотреть плюсы применения:

• с помощью этого метода пайки моно решить достаточно сложные технологические задачи;
• альтернативы этому способу, которая бы позволяла соединить медь с нержавеющей сталью на таком же уровне, просто нет;
• непосредственно сам процесс пайки не занимает много времени, для его выполнение не требуется наличие инструментов узкой специализации, вполне достаточно будет обычной горелки;
• современные технологии позволяют создавать припои, которые достаточно хорошо справляются с соединением разнородных металлов;
• спаять нержавеющую сталь с медью можно как в промышленных масштабах, так и в бытовых условиях.

• качество итогового результата находится на достаточно низком уровне относительно других методов пайки;
• возникают определенные сложности при подборке нужного вида припоя;
• используемый флюс очень быстро подвергается процессу окисления, поэтому начинать паять нужно сразу же, не затягивая действие температурной обработки;
• в большинстве случаев для пайки используется «легкий» припой, что значительно повышает сложность процедуры из-за того, что появляется необходимость в четкой настройке используемого температурного режима.

Пищевые припои

В технологии пайки пищевыми припоями нет никаких отличий от стандартных операций. Нельзя использовать материалы и сплавы, в состав которых входит свинец, к примеру, марки ПОС (оловянно-свинцовый). Свинец токсичен, и наблюдается тенденция резкого сокращения его применения в паяльных операциях.

Когда используется ортофосфорная кислота, то надо саму пайку проводить быстрее. Все дело в том, что уже через 10-15 секунд на поверхности соединяемых деталей появится фосфатная пленка.

Она затруднит пайку, придется заново очищать нержавейку, убирая этот слой. Так что оптимально, если флюс наносить прямо перед самой операцией.

Сварка в инертном газе – особенности

Следует особо упомянуть вариант сварки, где используется порошковая проволока. Помимо ряда преимуществ, у него есть немало недостатков, основным из которых считается малая крепость шва. Этой проблемы удается избежать если применять инертный газ. Создание защитного пузыря резко повышает качество работы и надежность результата.

Какой газ нужен непосредственно для полуавтоматической сварки нержавейки? Как и в случае с алюминием идеальный выбор – аргон. Правда, рекомендуется использовать его не в чистом виде, а в сочетании с углекислым газом.

Здесь на первое место выходит правильная настройка оборудования. Единого соотношения для всех разновидностей стали не существует. Потому смесь создают на месте, используя два отдельных баллона, соответственно, с углекислотой и аргоном. Регулировка осуществляется вручную, вентилями.

Чтобы обеспечить лучшее качество соединения и приятный эстетический вид, берут присадочную проволоку из нержавейки с добавлением никеля. Подается она в ванну механически.

Вообще же, выбирая вариант присадки, следует точно знать химический состав скрепляемых деталей. Чем больше будет совпадение, тем лучшего результата удастся добиться.

Это полезно знать

Для обработки нержавеющих сталей применяются припои на основе никеля системы Ni—Р, Ni — Сг — Мп. Припоями Ni — Сг — Мп можно соединять металлы в среде аргона с трехцветным бором. Во время пайки в вакууме посредством припоев, содержащих марганец, последний испаряется, тем самым засоряя вакуумную систему, окисляется, затрудняется смачивание сталей. Тиноли со значительным интервалом кристаллизации Ni—Сг—Мп неудовлетворительно смачивают поверхность стали, образуются паяные соединения.

Припой системы Ni — Р наносится на поверхность стали путем химического метода. По окончании нанесения химического никеля толщиной от 25 до 100 мкг, пайка производится в сухом водороде, вакууме, аргоне при температуре от 1000 до 1050 гр. С. Соединения, полученные в результате обработки припоем Ni — Р, показывают отличные показатели прочности, но вместе с тем швы отличаются недостаточной пластичностью, к тому же непригодны для конструкций с вибрационными и ударными нагрузками. Такие соединения совершенно не пригодны для работы в криогенных температурах.

Необходимо также брать во внимание тот факт, что пайка в печах производится в сопровождении значительного испарения из латуни цинка. Также наблюдается повышение температуры пайки.

Для соединения нержавеющих сталей применяются медно-марганцевые припои ВПр4 и ВПр2, которые легированы бором или литием. Данные тиноли отлично растекаются по поверхности сталей Х15Н8М2Ю, Х17Н5, НХ18Н10Т, Х18ДТ в среде проточного аргона. Данные тиноли недостаточно растворяют стали даже при выдержке в полтора часа в условиях температуры пайки.

Соединение деталей из стали 12Х18Н10Т можно производить т. в. ч. на воздухе с применением флюса №200. Таким образом, соединения стали 12Х18Н10Т при помощи вышеупомянутых припоев могут кратковременно работать в условиях температуры 600 гр. С, обеспечивать высокую прочность.

Тиноли системы Си — Ni — Si (ПЖ45, ВПр1), применяются во время пайки не гартованных нержавеющих сталей, для соединения конструкций, которые способны к возникновению натяжения. Предел прочности соединений 12Х18Н10Т составляет 28 кгс/мм2.

Паяные тинолем ПЖ45, а также ВПр1 соединения обладают достаточной теплоустойчивостью вплоть до 700 гр. С. К тому же они хладостойки до температуры 196 гр. С. Пайка нержавейки требует внимания и соблюдения технологической поочередности процедуры. В противном случае соединения могут получиться некачественными.