Сварка нержавейки - технология и особенности

Содержание:

• В чем трудность сварки нержавейки?
• Другие затрудняющие сварку нержавейки факторы
• Способы сварки нержавейки
  • Ручная MMA
  • Полуавтомат
  • Аргонодуговая

Сварка нержавеющей стали отличается определенными трудностями и особенностями в сравнении углеродистыми и прочими марками стальных сплавов. Это обусловлено наличием в нержавейке легирующих компонентов, которые в процессе температурного воздействия могут выгорать, а также придают металлу некоторые специфические характеристики, существенно затрудняющие процесс сварки.

В чем трудность сварки нержавейки?

Сравнительно низкий коэффициент тепловой проводимости нержавейки (12-15 Вт/м·К) – основная причина сложности сварки высоколегированных нержавеющих стальных сплавов.

Такая особенность не позволяет равномерно распределять тепло по всему телу заготовки, в то время как в рабочей зоне происходит недопустимый перегрев, ввиду чего может быть сквозной прожог, а сам сварной шов будет недостаточно прочным и эстетически привлекательным, если это важно.

Кроме того, подобный температурный контраст между рабочей зоной и остальным телом заготовки приводит к деформации. В некоторых случаях нержавеющая сталь может даже растрескаться или потерять свою прочность ввиду образования в ней микротрещин.

Выгорание легирующих компонентов – вторая и не менее важная особенность при сварке нержавеющих стальных сплавов традиционными способами. Именно легирующие компоненты (хром, никель, марганец, титан и пр.) делают сталь коррозиестойкой, но под воздействием высокой температуры и в богатой кислородом среде они выгорают, что делает готовый сварной шов недостаточно или вовсе нестойким к коррозии.

Использование технологии сварки в среде защитных инертных газов, включая аргон, позволяет свести к минимуму эту негативную особенность, предотвратив выгорание легирующих компонентов и сохранив коррозионную стойкость готового сварного шва.

Другие затрудняющие сварку нержавейки факторы

• Плохая электропроводимость.

Сопротивление нержавеющих стальных сплавов достигает 15-20 Ом·м. Это приводит к тому, что потребуется сила тока в полтора раза больше, чем для углеродистых марок. Однако чем выше сила тока, тем больше вероятность образования сварочных дефектов.

• Высокое тепловое расширение.

Коэффициент теплового расширения нержавеющей стали 12-15 мкм/м·К, что довольно много и при сварке это приводит к деформационным дефектам как самого сварного шва, так и всей заготовки.

• Дефекты из-за легирующих компонентов.

Легирование делает сталь нержавеющей, но при этом сами легирующие компоненты могут при термическом воздействии приводить к образованию дефектов. Например, хром при термическом воздействии приводит к образованию микротрещин.

Способы сварки нержавейки

В промышленности активно используют три основные технологии сварки нержавейки:

• ручная дуговая MMA;
• полуавтоматическая MIG/MAG (в среде инертных/активных газов);
• аргонодуговая TIG.

Выбор способа зависит как от толщины нержавеющих заготовок, так и от требований к качеству готового металлоизделия.

Ручная MMA

Это наиболее простой и доступный даже для непрофессионалов способ сварки нержавейки под флюсом. Для этого используют специальные электроды, покрытые флюсом, который расплавляется и образует покрытие рабочей зоны, защищающее ее от воздействия кислорода.

Среди преимуществ: простота и широкая доступность сварочных аппаратов, работа в самых труднодоступных местах, а также возможность сварки заготовок различных толщин.

Недостатком MMA-сварки можно назвать большой риск образования дефектов, включая прожог, трещины и пористость, а также необходимость в привлечении сварщиков высокого разряда.

Полуавтомат

Сварка нержавейки с помощью полуавтомата, который подает в рабочую зону не только защитный газ, но и сварочную проволоку, считается более продуктивным и эффективным методом, чем ручная MMA-сварка.

В процессе полуавтоматической сварки заготовок из нержавеющей стали необходимо использовать соответствующую присадочную проволоку, в состав которой входят легирующие компоненты, замещающие выгоревшие из сварного шва.

Как и при ручной сварке нержавейки, полуавтоматическая отличается возможностью проведения работ в труднодоступных местах, но при этом с более низкой вероятностью образования дефектов и высокой производительностью. Однако для работы полуавтомата требуется сложная его настройка и использование защитных газов.

Аргонодуговая

Наиболее прогрессивным и эффективным способом сварки нержавеющей стали считается аргонодуговая TIG-сварка с применением вольфрамового неплавящегося электрода и инертного газа. Аргон, как наиболее доступный и недорогой инертный газ, эффективно защищает рабочую зону от выгорания легирующих компонентов, обеспечивая прочность и коррозионную стойкость готового сварного шва.

Аргонодуговая сварка позволяет избежать всех основных трудностей при сварке нержавеющих заготовок, однако применение этой технологии требует не только наличие специального сварочного оборудования, но и высокого разряда опытного сварщика, поскольку неопытному человеку соблюсти весь технологический процесс TIG-сварки крайне трудно.