Процес зварювання нержавійки напівавтоматом в середовищі вуглекислого газу є непростою справою навіть для досвідчених зварювальників.
В силу особливих властивостей нержавіючої сталі, її обробка відрізняється специфікою і вимагає ретельної підготовки, правильного вибору робочого режиму і витратних матеріалів.
Зміст:
- Що таке нержавійка?
- Особливі властивості нержавійки, про які потрібно знати зварнику
- Як і чим варять нержавійку?
- Технологічні нюанси зварювання
- Як підготувати метал до зварювання?
- Технічна схема зварювання нержавійки
- Технічні особливості зварювання нержавійки вуглекислої середовищі
- Зварювання закінчена. Випрямляємо деформації
Що таке нержавійка?
Нержавіючої називають низьковуглецеву сталь з додаванням хрому. Саме хром, взаємодіючи з киснем, створює оксидну плівку, яка забезпечує корозійну стійкість металу.
Щоб сталь стала нержавіючої, достатньо 12% хрому в її складі. При цьому товщина плівки з оксиду хрому дорівнює декільком атомів.
Якщо поверхня нержавіючої сталі подряпати, то захисний антикорозійний шар руйнується, але через деякий час знову відновлюється.
У складі сучасних нержавеек є не тільки хром і вуглець, але і незначна частина нікелю або ніобію, титану або молібдену.
Всі ці елементи також сприяють підвищенню корозійної стійкості, що поліпшують фізико-механічні властивості стали.
В залежності від типу мікроструктури, неіржавіюча сталь підрозділяється на класи з різними властивостями:
- Аустенитный — містить хром і нікель. Відрізняється високою корозійною стійкістю, міцністю і пластичністю, немагнітний;
- Феритний – містить залізо і хром. Стійкий до термічної загартуванню. Застосовується в агресивному середовищі;
- Мартенситный — містить хром і вуглець. Незважаючи на високу твердість, відрізняється крихкістю. Застосовується в слабоагрессивной середовищі.
Особливі властивості нержавійки, про які потрібно знати зварнику
По фізичним та хімічним властивостям нержавійка вважається складним для зварювання матеріалом. Тому, при зварюванні необхідно враховувати наступні параметри.
Низька теплопровідність нержавіючої сталі. Порівняно з іншими видами низьковуглецевої сталі, теплопровідність нержавійки нижче в 2 рази.
Цей фактор може сприяти концентрації теплоти і більш потужному проплавлению металу. При цьому антикорозійні властивості металу погіршуються.
Щоб уникнути небажаних ефектів, зварювальники вдаються до зменшення сили струму на 20 % і додаткового охолодження шва.
Невисокий рівень температури плавлення.
Дотримання правильного термічного режиму — це єдиний спосіб уникнути втрати антикорозійного якості сталі.
Межкристаллитная корозія з’являється як результат утворення карбідного з’єднання заліза і хрому. Це відбувається, якщо температура зварювання перевищує 500 °С.
Згодом карбіди провокують розтріскування, яке і призводить до корозії.
Щоб запобігти явище, зварювальники вдаються до охолодження металу, що зварюється. Для цього застосовують різні способи, в тому числі і воду.
Відео:
Схильність до теплового розширення. Внаслідок високого рівня лінійного розширення виникає ливарна усадка.
Що в свою чергу запускає процес деформації металу і провокує появу тріщин між деталями зварювання. Уникнути цього можна, якщо залишити між ними зазор на розширення.
Високий показник електричного опору може стати причиною інтенсивного нагрівання електродів, зроблених із сталі высоколегированного типу.
Тому довжина електродів зі стрижнями з хрому і нікелю зазвичай не перевищує 350 мм.
Як і чим варять нержавійку?
Існують різні способи варіння нержавіючої сталі. Кожен з них відрізняється не тільки технологічно, але і якістю отриманого результату.
Наприклад, для зварювання без застосування газу використовується спеціальна порошковий дріт, що забезпечує рівний і красивий шов. Але з часом такий шов може поржавіти.
Щоб цього не сталося, необхідно використовувати зварювальний напівавтомат, також дріт для варіння нержавійки повинна бути зі сталі, а в зварну ванну потрібно подати вуглекислоту.
Крім того, забезпечити якісний результат зварювання нержавійки напівавтоматом може лише за умови використання захисного газового шару, краще всього вуглекислого.
Відео:
Оптимальний варіант складу газової суміші включає 98% аргону і 2% вуглекислоти. Інколи, щоб знизити собівартість робіт, пропорції газу змінюються — 70% аргону і 30 % вуглекислоти.
При використанні газу застосовується спеціальна нержавіюча дріт, поліпшує не тільки зовнішній вигляд, але і якість деталі, що зварюється.
Технологічні нюанси зварювання
Функціональні можливості напівавтоматів відрізняється механізованою подачею дроту в зону зварювання, без чого здійснити робочий процес в середовищі аргону було б важко.
Конструкція напівавтомата дозволяє забезпечувати відразу кілька функцій: охолодження пальника, висока якість зварювання в середовищі аргону, швидкість подачі присадного дроту, а також можливість зварювання у важкодоступних місцях.
Для зняття напруги деталь нагрівають до 660°С і дають можливість охолонути на повітрі.
Напруга в області шва знімається при відновленні хрому. Для цього шов потрібно нагріти до 760°С.
Як підготувати метал до зварювання?
Перш ніж приступити до зварювання нержавіючого металу, поверхня кромки деталей потрібно підготувати. Цей момент особливо важливий для отримання якісного шва і загального результату.
Підготовчі роботи передбачають:
- Механічне зачищення поверхні нержавійки металевою щіткою і обробку спеціальними засобами-розчинниками для видалення жиру і запобігання пір. Підходить ацетон, авіаційний бензин або уайт-спірит;
- Прогрів заготовки до 100°С для видалення вологи з зварювальної зони.
Технічна схема зварювання нержавійки
Зварювання нержавіючої сталі в захисному середовищі аргону і вуглекислоти є найбільш технологічною і надійною. Метод обробки металу із застосуванням газу дозволяє максимально зберегти природну структуру і властивості сталі.
Важливо, що спеціальна дріт з нікелевого сплаву, яка застосовується для зварювання, під впливом газу згоряє інтенсивніше, чим покращує характеристики шва.
Відео:
Якщо ж застосовується звичайна зварювальний дріт,то якість роботи може бути гірше.
Існує кілька методів сучасної варіння нержавіючих металів:
- метод короткої дуги застосовують для з’єднання тонких листів металу;
- метод струминного переносу актуальне, коли необхідно з’єднати товсті вироби з металу;
- зварювання імпульсного характеру вважається самою поширеною, оскільки при високій продуктивності дозволяє економити ресурси.
Загальна схема зварювальних робіт виглядає так.
Пальник — важливий вузол зварювального напівавтомата, що забезпечує подачу дроту і захисного газу.
Корпус пальника злегка нахиляють назад, так щоб дріт була розташована під протилежним кутом до ходу шва, забезпечуючи його огляд.
Сопло пальника розташовують на відстані не більше 12 мм від шва. Струм поступає через струмопровід в наконечник усередині сопла, до нього приєднується зварювальний дріт.
Відео:
Присадочная дріт повинна мати більш високу ступінь легування, ніж метал, з якого зроблена зварювана деталь.
Вплив на метал відбувається за допомогою зварювальної дуги. Високі температури метал розплавляють і утворюють так звану зварювальну ванну.
Далі електродний метал подається в зварювальну ванну у вигляді крапель, а захист з аргону поширюється навколо зварювальної ванни і шва.
Технічні особливості зварювання нержавійки вуглекислої середовищі
Зварювання, здійснювана в середовищі вуглекислого газу, повинна відповідати таким вимогам:
- Забезпечення зворотної полярності;
- Дотримання кута нахилу електрода. Якщо дріт буде мати нахил вперед, глибина провару зміниться в меншу сторону, а шов стане ширше. Цей варіант актуальний тільки для тонких металів;
- Величина допустимого вильоту дроту — максимум 12 мм;
- Витрата газу потрібно контролювати. Неприпустимо, щоб робочий витрата становив менше 6 куб. м/хв, але не більше 12 куб. м /хв. В іншому випадку якість зварювального результату може помітно погіршати;
- Використання осушувача — важливий технологічний момент зварювання. Справа в тому, що балон з газовою сумішшю, що містить воду, яка в процесі зварювання з’єднується з продуктами контакту вуглекислоти металів і високих температур. В результаті утворюється кислота, здатна руйнувати вуглець у складі сталі і таким чином впливати на міцність шва. Як осушувача застосовують мідний купорос, прогрітий протягом 20 хвилин при температурі 200 °С. На 4 балона витрачається приблизно 100 г осушувача;
- Для забезпечення захисту від бризок розплавленого металу краще застосовувати водний розчин крейди;
- Щоб отримати прийнятну якість шва, зварювання в середовищі аргону ведуть плавно, без коливальних рухів;
- Не можна, щоб зварювання починалося або закінчувалося по краю деталі. Щоб уникнути появи водневих тріщин, необхідно відступити від краю хоча б 5 див.
Зварювання закінчена. Випрямляємо деформації
Щоб видалити можливі деформації, необхідно додатково обробити деталь після зварювання. З допомогою молотка впливають на деталь через гладилку.
Утворився на аркуші міхур простукують молотком, починаючи від краю і поступово рухаючись в бік міхура.
Ще один спосіб усунути міхур — нагріти його опуклу частину з допомогою пальника. Рухи повинні йти по колу і чергуватися з простукуванням.
Відео:
Для якісної варіння нержавіючої сталі необхідні певні навички.
Відео в нашій статті познайомить вас з різними етапами зварювання нержавійки — підготовкою зварювальної області та дроту, здійснення якісного шва, а також після зварювання роботами по охолодженню шва та усунення деформацій.