Чем варить нержавейку – технические нюансы, способы, оборудование и материалы

Помогал обустраивать баню, и один из его элементов, бак под воду, владелец решил сварить из нержавейки. Особенность этого вида технологии стыковки металла в том, что предварительно требуется правильно подобрать аппарат и электроды, а также соблюсти ряд условий. В этом обзоре решил поделиться, чем варить нержавейку, какой ряд технических условий нужно при этом учесть, какие способы вообще доступны в домашних условиях и как правильно подобрать для них агрегат и электроды.

Сварка нержавейки – технические нюансы

Прежде всего, выделю тот факт, что нержавейка – это высоколегированный металлический сплав. Наличие в его составе ряда металлов, таких как хром, никель, титан, молибден и др. дают не только положительные практические свойства, но также определенный ряд сложностей при варке материала.

Обозначу следующий ряд технических нюансов, которые следует учитывать при сварке изделий из нержавеющей стали:

• Высокое значение показателя линейного расширения. Из-за этого сразу после выполнения стыковки, в ходе остывания материал начинает стягиваться. Это ведет к деформациям, разрывам и растрескиванию шва. 
  
• Разрушения в микроструктуре. При нагреве свыше 500℃ в зернистой металлической структуре начинают формироваться карбидные слои. Устранить недостаток позволяет тщательный подбор режимов сварки и принудительное водяное или воздушное охлаждение. 
  
• Малая теплопроводность. Показатель почти в 2 раза меньше, чем у обычной стали. Из-за этого величина необходимого тока уменьшается на 20 %, создается перегрев шва. Избежать этого можно, применив шахматную технику стыковки.
  

• Избыточный разогрев электродов. Если заранее не узнать, чем сварить нержавейку в домашних условиях, можно получить перегрев электродных стрежней, нарушение технологии и порчу шва. Избежать недостатка можно, применив электроды длиной не менее 35 см. 
  
• Разрушение поверхности расплава при взаимодействии с кислородом воздуха. Для защиты применяется либо варка в среде инертного газа, либо электроды со специальной обмазкой.
  

Отмечу также, что для изделий различной толщины применяются свои особые требования варки. Так, тонкостенные заготовки в домашних условиях допускается сваривать стандартными способами с незначительными дефектами шва.

Например, в моем случае для формирования бака из тонких листов нержавейки применялись нержавеющие электродные стержни. Если же изделие планируется применять под нагрузкой, к параметрам шва лучше отнестись с полной ответственностью. Поэтому лучше использовать вариант с газовой средой.

Способы

В бытовых условиях применяется преимущественно ручная сварка. При этом выполняется она либо просто электродом, либо в среде аргона. Выделяются следующие варианты технологий:

1. Электродом с покрытием. 
   
2. Полуавтоматическая. 
   
3. В среде аргона. 
   
4. Полуавтоматом и вручную с аргоном. 
   
5. Инвертором.
   

Далее разберу особенности каждого способа, применяемое оборудование и расходные материалы.

Электродом с покрытием

Если к качеству шва не предъявляется особых требований, проще всего в домашних условиях сварить нержавейку можно по ММА-технологии. При этом допускаются 2 типа оболочечных электродов:

• Стандартная. В состав обмазки входят в основном карбонаты магния и кальция. Расходник подключается к плюсовой клемме, а металл к минусовой – то есть по схеме обратной полярности. 
  
• Рутиловые. В основе покрытия лежит диоксид титана. Характерные особенности – стабильность дуги, минимальное разбрызгивание и залипание, подключение по любой полярности.
  

Если вы хотите в максимально точном соответствии подобрать тип электрода для конкретной марки нержавейки, рекомендую заглянуть в ГОСТ 10052-75.

Полуавтоматическая

Когда требуется получить более прочный и качественный стык, применяется полуавтомат с подачей присадки в виде порошковой проволоки и инертного газа (как правило, углекислоты) в сварную зону. При этом проволока должна подбираться строго в соответствии с типом нержавеющей стали.

Изготавливается она в нескольких версиях – алюминиевая, омедненная, порошковая с флюсом и каналом. MIG-технология имеет в рассматриваемом случае такой ряд особенностей:

• В качестве источника питания одинаково подходит как инвертор, так и выпрямитель 
  
• Характеристики дуги аналогичны электродуговому варианту. 
  
• Плюсовая клемма соединяется с горелкой. 
  
• Через нее же в сварную область поступает защитный газ.
  

Для заготовок различной толщины применяются различные техники – до 4 мм короткодуговой способ, свыше 4 мм струйный перенос. Для заготовок любых габаритов используется импульсный метод. Один из его главных плюсов – минимальное разбрызгивание расплава.

В аргоне

Если вы хотите наивысшего качества сварки нержавейки, лучшего способа, чем применение инвертора с неплавящимся электродом не найти. Суть метода в следующем:

1. Агрегат переключается на постоянный ток и обратную полярность. 
   
2. Минусовой контакт подключается к заготовкам, плюсовой – на горелку. 
   
3. Через подводной канал в зону сварки подается инертный газ, как правило, аргон. Благодаря ему обеспечивается и защита расплава от окисления, и охлаждение раскаленного электрода. 
   
4. Электроток подается на держак, а через него – на вольфрамовый стержень с иглообразным наконечником. 
   
5. Ввиду того, что электрод не расходуется, а только периодически требует заострения, в зону стыка заготовок подается присадка в виде проволоки. 
   
6. Шов формируется в направлении справа-налево. При этом горелка обязательно наклонена к рабочей плоскости.
   

Техника движения электрода определяется типом соединения и толщиной заготовки:

• Тонкий стык требует ровной траектории. 
  
• Широкий шов формируется путем периодического отклонения стрежня от центра.
  

Между краем стержня и местом соединения должна выдерживаться дистанция в 5 мм. При этом электрод должен выходить из держака примерно на такое же расстояние. Требуется это в первую очередь для удобства и сохранения температуры в заданных рамках.

Диаметр электрода и рабочие токовые характеристики зависят от толщины заготовок. Например, для изделия 1 мм подойдет стержень диаметром 1,6 мм при параметрах аппарата – 10 В и 30 А.

Полуавтоматом и вручную с аргоном

Варить в среде аргона можно также и вручную, и с помощью полуавтомата. Плюс ручного варианта – возможность создать качественный и прочный стык. Однако главное условие при этом – небольшая толщина заготовок.

Поэтому чаще всего метод находит применение для монтажа трубопровода – водо- и теплопровода, или даже газовода. Технология имеет ряд своих нюансов:

• Дуга зажигается бесконтактно. В противном случае электродный вольфрам может попасть в расплав.
  

• Процедуру варки допускается вести как на постоянном, так и переменном токе. 
  
• Рабочие настройки – диаметр электродного стержня, сечение присадочной проволоки, сила тока и вид полярности, скорость подачи инертного газа и быстрота ведения шва – подбираются строго по параметрам заготовок. 
  
• Степень легирования присадки должна быть выше, чем у стыкуемых деталей. 
  
• Сварной шов должен идти строго по прямой, иначе возможна деформация сварной области и окисление расплава.
  

Суть полуавтоматического варианта мало чем отличается от ручного. Самое главное отличие – это механизация подачи присадки. Благодаря этому улучшается точность и скорость. При этом появляется дополнительная возможность применять следующие сварные техники:

1. Струйный перенос, хорошо подходящий для массивных заготовок. 
   
2. Коротко дуговой метод, напротив, применяемый для тонких изделий. 
   
3. Импульсный универсальный способ, характеризующийся экономичностью и применимостью к различным условиям.
   

Видео-инструкция по сварке нержавейки:

Выделю следующие плюсы технологии:

• Высокая производительность. 
  
• Хорошее качество шва. 
  
• Применимость для работы в помещении – ввиду отсутствия сильного дыма. 
  
• Экономный расход материалов. 
  
• Минимальное разбрызгивание расплавленного металла. 
  
• Возможность стыковки изделий различной толщины.
  

Недостаток проявляется в том, что без газового баллона выполнить сварку не удастся.

Инвертором

Еще один доступный способ заварить нержавейку в бытовых условиях – применить инвертор с оболочечными электродами. По сути, это всем знакомая ММА-технология.

В ходе варки расплавленный материал электродного стержня соединяется с заготовками, образуя шов. Защитную среду при этом обеспечивают газы, выделяющиеся при горении оболочки.

В этом видео рассматривается сварка с газом на ветру:

Коротко о главном

В состав нержавейки помимо стали входят различные легирующие компоненты. Ввиду этого, варка сплава имеет ряд характерных особенностей. Прежде всего, следует учитывать – высокое линейное расширение, разрушения микроструктуры, низкую теплопроводность, перегрев электродов и окисление расплава.

Самые доступные в быту способы варки представлены следующим списком:

• Оболочечным электродом. 
  
• Полуавтоматом. 
  
• В среде аргона. 
  
• Вручную или полуавтоматом с аргоном. 
  
• Инвертором.
  

Каждый вариант имеет свои плюсы, минусы, технические особенности применения, набор материалов и оборудования.