Зварювання нержавіючої сталі: способи і обладнання

Використання нержавіючих марок сталі обумовлюється особливим режимом і умовами роботи агрегату. Надійність з’єднань окремих елементів не завжди можна домогтися болтовим або клепаних з’єднань. Зварювальний шов здатний вирішити багато технологічних завдань, що стоять перед конструктором. У разі використання нержавіючої сталі треба враховувати ряд особливостей зварювання. Специфіка зварювання нержавіючих марок сталі полягає не тільки в особливостях накладення шва, попередньої підготовки поверхонь, що зварюються, але і в режимі охолодження шва і обробки місця зварювання, для ліквідації вогнищ корозії.

Високий вміст хрому, нікелю і ряду інших металів в нержавіючих марках стали піднімають температуру плавлення сплаву і сприяють утворенню тугоплавких шлаків з високою щільністю, нездатних спливати на поверхню розплавленого металу.

до змісту ^

Зварювання нержавіючої сталі аргонно-дугового зварювання

Зварювання нержавіючої сталі в середовищі інертного газу знайшла широке застосування серед ремонтних автомайстерень і автомобілебудівних гігантів. Ізоляція електричної дуги від середовища навколишнього повітря перешкоджає утворенню оксидів і покращує якість зварного шва.

Підготовка поверхонь, що зварюються для такого методу зварювання полягає в наступних етапах:

  • обробка металевою щіткою, наждачним папером
  • знежирення ацетоном, спиртом, розчинником
  • нанесення флюсуючих паст і складів на місці майбутнього шва
  • попередній підігрів газокисневої пальником для зняття внутрішніх напружень металу при зміні температури при накладенні шва.

Технологія зварювання: регулюється сила струму, витрата аргону, згідно довідковими таблицями, які враховують товщину металу і марку нержавіючої сталі. Після утворення ванни, необхідної товщини, проводиться переміщення пальника далі вздовж шва. Швидке охолодження шва сприяє його збереженню стойкостних якостей і опірність корозії.

Важливо! Плавне переміщення зварювання необхідно для рівномірного зміни градієнта температури по поверхні металу. При недотриманні цієї умови, можуть виникнути напруги в товщі поверхонь, розлив ванни з очікуваних кордонів шва.  

Необхідне обладнання для зварювання нержавіючої сталі аргонно-дугового зварювання:

  • інструмент для зачистки поверхні
  • аргоновий балон, з непростроченої датою перевірки
  • зварювальний апарат для зварювання нержавіючої сталі в комплекті з редуктором, шлангами, держателем електрода
  • вольфрамовий електрод
  • присадний дріт і флюсами пасти
  • засоби індивідуального захисту.

до змісту ^

Спосіб зварювання нержавіючої сталі напівавтоматом в середовищі вуглекислого газу

Для зниження шлюбу зварних швів в відповідальних вузлах використовують зварювання в середовищі вуглекислого газу. Принцип роботи напівавтомата полягає в механічній подачі зварювального дроту без участі зварювальника. Основними елементами такого апарату є основною блок, що підключається до мережі, переносний блок з тримачем бобіни дроту, тримач, балон з вуглекислотою.

Налаштувавши швидкість подачу дроту і швидкість витікання газу, зварювальник має можливість повністю зосередитися на накладення шва і його якості. Прийнято розрізняти 3 види напівавтоматів в залежності від умови і джерела отримання ванни:

  1. Апарат з порошковим дротом
  2. Апарат, що працює в середовищі захисного газу
  3. Апарат для зварювання зі шаром флюсу

Найкращий і економічний це апарат, що працює в середовищі захисного газу. З огляду на доступність і безпеку роботи з вуглекислим газом, стає зрозуміло використання саме такого методу в виробничих масштабах.

Технологія зварювання нержавіючого металу полуавтоматом:

  • зачистка місця накладення шва
  • знежирення
  • з’їм кромки з двох сторін стику, для формування технологічного зазору, в якому буде формуватися шов
  • прогрів металу ацетиленовим або іншим різаком
  • настройка швидкості подачі дроту і кількості газу, що надходить в точку контакту
  • зварювання
  • примусове охолоджені шва
  • обробка шва – механічна, хімічна, комбінована.

Застосування інверторних зварювальних апаратів для зварювання нержавіючої сталі.

Інвертор – зварювальний апарат в якому реалізований принцип випрямлення струму звичайної частоти мережі живлення, подальшого його перетворення в змінний з високою частотою. Такі метаморфози електричного струму дозволяють досягти необхідних 100-200 Ампер. Додатковою перевагою такого апарату є більш низька вага в порівнянні з іншими апаратами. Це підвищує мобільність і можливість працювати в важкодоступних місцях.

Інвертор для зварювання нержавіючої сталі вимагає особливого навику від зварника і застосування особливих електродів. Звичайним електродом провести зварювання такого метала практично неможливо. Формування ванни постійно переривається, розтікаючись по поверхні, шлак точковими включеннями поширюються у всьому обсязі шва. Говорити про можливість накладення стельового шва взагалі не доводиться. В ідеалі основа електрода повинна бути такою ж або близькою за хімічним складом до зварюваного металу.

Будьте уважні. При зварюванні інвертором нержавіючих сталей, навіть спеціальними електродами, при охолодженні шва окалина і шлак відлітають від шва. Бережіть очі і відкриті ділянки шкіри. По можливості прискорте процес охолодження.

Технологія виконання робіт для даного способу мало відрізняється від інших. Після попередньої зачистки і знежирення потрібно подбати про крайках в місцях стику. Такий технологічний хід дозволяє утримувати ванну і рівномірно розподілити температурне навантаження по всій товщі металу, уникнувши викривлення і деформації. Нанесення флюсу пасти – додатковий захід щодо стримування ванни і отримання гарантованого результату. Розігрів пальником до температур порядку 150 градусів Цельсія дозволять зняти внутрішню напругу в металі. Це дозволить досягти необхідних фізико-механічних характеристик необхідних для шва.

У наступному етапі запалюється ванна і поступово, без різких ривків, накладається шов. Процес остудженому можна провести за допомогою вологого дрантя або губки. Не лийте воду прямо на шов. Це може бути небезпечно для здоров’я і фортеці шва. Фінішна обробка полягає в очищенні, зачистці, хімічній обробці і поліровці.

до змісту ^

Лазерне зварювання

Сьогодні мало кого здивуєш застосуванням лазера в машинобудуванні, суднобудуванні, авіабудуванні та інших галузях промисловості. Сварка двох листів металу нержавіючої сталі за допомогою узконаправленного світлового пучка. Особливістю такого методу є локальне по площі вплив без додаткового нагріву і зміни властивостей в сусідніх ділянках. Можливість зварювати дуже тонкі аркуші нержавіючої сталі дозволило застосовувати лазер при виготовленні високоточних, дорогих, відповідальних компонентів і виробів.

Специфіка накладення шва дозволяє отримати герметично підігнані площині, будь-якої геометрії. При правильному підборі режиму роботи лазерної установки можливо зварювання нержавіючої сталі з іншими металами, чого практично неможливо добитися іншими видами зварювання. Для даного типу з’єднання елементів відпадає необхідність в середовищі захисних газів, флюсуючих матеріалів.

Промисловість пропонує установки різної потужності: для зварювання листів з товщиною декілька десятих доль міліметра і до декількох сантиметрів. При цьому найголовнішим недоліком такого обладнання є його висока стартова вартість і низький К.К.Д. менше 5%.

Технологія накладення шва лазерною установкою передбачає обробку від шорсткостей, знежирення. Процес нанесення флюсуючих паст при такому процесі можна опустити. Примусове охолодження і фінішна обробка швів, отриманих при лазерної зварюванні нержавіючих сплавах, не потрібно. Під час зварювання потрібно виключити потрапляння сторонніх матеріалів здатних спалахнути і приварити до основного матеріалу.

до змісту ^

Контроль якості шва

ГОСТ Р 53525-09 і 18442-80 є визначальними документами для контролю за якістю отриманого зварного шва незалежно від застосованого методу зварювання. Візуальний огляд допомагає виявити великі дефекти, які утворилися на поверхні шва. Радіометрія, радіоскопія і деякі інші методи об’єднані під узагальнюючим терміном радіаційний контроль. Властивості вихрових струмів широко використовують при електромагнітному контролі. За допомогою рідин, а точніше їх просочування, роблять капілярний аналіз або течеісканіем. Відомі також магнітні та теплової аналізи зварного шва. Кожна з цих методик контролю зварювання нержавіючої сталі розписані в ГОСТах. 

Інформація, представлена ??в цьому огляді, вказує на можливі труднощі при здійсненні з’єднання елементів з різних марок нержавіючої сталі. Незалежно від вибору способу зварювання, попередня обробка повинна передувати процесу зварювання. Фінішна обробка шва дозволяє підвищити опір корозії і продовжити термін експлуатації виробу. Подальший розвиток зварювальних процесів із застосуванням нержавіючої сталі пов’язують з розробкою нових електродів і обмазок для них. Застосування лазерного зварювання, незважаючи на вартість порівнянну з іншими методами, вимагає великих капіталовкладень і тому розширення такого методу залишиться обмеженим найближчим часом.

Ссылка на основную публикацию