Сварка нержавеющих труб аргоном с поддувом

В статье мы расскажем про технологии и обучение технике сварки аргоном тонкой нержавейки. Такая сталь является удобным, популярным материалом для множества металлических конструкций. Основное ее достоинство – замедленный процесс коррозии, который быстрее всего завершает срок работы изделий.

Общая информация

У указанного металлического сплава есть два основных достоинства – антикоррозийные свойства и внешний эстетичный вид. За счет блеска поверхность часто оставляют неокрашенной. А сварной шов должен быть фактически незаметным. Многие сварщики не любят работать с этой сталью, потому что антикоррозийное покрытие затрудняет процес.

Особенности сварки нержавеющей стали аргоном

К любому сплаву можно найти подход и приспособиться, если знать особенные приемы. Основы сварочной работы остаются прежними, нужно также подготовить материал и оборудование, создать электрическую дугу, вести ровный шов. Но из-за примесей в металле – хрома и никеля – есть трудности.

Правила, которые нужно запомнить:

• снизьте привычный ток минимум на 20%;
• между двумя свариваемыми элементами оставляйте зазор побольше;
• не используйте легированные электроды, если других нет, то подойдут только небольшой длины;
• не допускайте нагрева выше 500 градусов;
• быстро охлаждайте детали.

В чем заключаются сложности

Легирующие добавки дают следующие нюансы:

• Низкая теплопроводность. По этой причине заготовка полностью не прогревается, а высокая температура скапливается на месте соединения. Могут появиться прожоги или излишние наплавления.
• Из-за линейного расширения возможна конечная усадка, которая будет приводить к деформациям и трещинам.
• Высокое электрическое сопротивление стали при соединении с легированными электродами приводит к перегреву.
• Возможность потери антикоррозийных свойств из-за повышенной температуры и образования новых химических элементов на поверхности, склонных к ржавлению.

Оборудование и расходные материалы для аргоновой сварки нержавейки

Набор для сварщика будет состоять из:

• баллона сжиженного газа;
• горелки;
• инвертора;
• осциллятора;
• проводов, шлангов.

Это базовый комплект, который будет служить долго. Менять (заправлять) придется только присадочную проволоку, она удобнее, чем электроды, и сам инертный газ. Присадка должна быть того же состава, что и заготовка. Дополнительно на горелку можно установить газовую линзу. Она снижает расход. А вместо проволочного расходника можно применять электродный способ – из вольфрама.

Подготовка материала

Первым делом проверьте металл. Не все, что имеет яркий металлический блеск, называется нержавейкой. Проверить можно любым магнитом. К стали с антикоррозийными свойствами он не примагнитится. Затем:

• смойте все видимые загрязнения;
• просушите;
• тщательно пройдитесь по поверхности металлической щеткой (также подойдет шлифовальная машина), зачистите дефекты;
• обезжирьте внешний слой ацетоном или бензином.

Уделяйте особенное внимание стыкам.

Как подготовить небольшие детали из нержавеющей стали для аргонно-дуговой сварки

Алгоритм остается прежним, иногда даже проще полностью поместить элемент в емкость с обезжиривающей жидкостью. Особенность – трудность крепления. Если есть возможность, зафиксируйте маленькую заготовку, чтобы она не двигалась при сваривании. После этого выберете правильную присадку с легированностью равной или немного меньшей, чем у стали. Активно используются следующие модели:

Сварочная проволока: марка описание	Классификация	Типичный хим. состав наплавленного металла	Механические свойства
OK Autrod 347 Si (OK Autrod 16.11)* Коррозионностойкая хромоникелевая сварочная для нержавеющих сталей типа 08X18H10, 12X18H9T, 08X18H10T, (304, 308, 347) и им подобных в среде защитных газов (Ar). Легированная ниобием и кремнием обеспечивает высокую стойкость против межкристаллической коррозии и высокое качество шва. Широко применяется в машиностроении для нефтехимии и пищевой промышленности, в энергетике и др. Ток = (+).	ER 347 Si / AWS A5.9 G 19 9 Nb Si / EN 12072 Аналог проволок: 06X21H7БТ 06X19Н9Т 01X18Н10 01Х19Н9	С Рекомендуем перед процедурой подложить под детали листовую медь. Она не присоединится к заготовке, но будет выполнять ряд задач:

• защита от деформации шва с обратной стороны;
• поглощение избыточного тепла;
• фиксация, твердая рабочая поверхность.

При сечении в 1 миллиметр актуален 35 А, 36 А, 37 А ток – в таком режиме аргонодуговой сварки для нержавеющей стали следует варить 3 секунды, подача для остывания – 4 с. Можно осуществлять процедуру без присадочной проволоки, если детали близко подогнаны.

Соединение труб

Вне зависимости от того, что это – водопровод, канализация, любой другой путепровод, требуется изолировать фрагмент, почистить его изнутри и снаружи. Процесс будет проходить при заполнении газом внутреннего пространства. Для этого следует вставить трубку в соединительный клапан и смастерить заглушку из старых тряпок, скотча. Наполнение аргона для сварки труб из нержавеющей стали осуществляется с двух сторон. Возможные настройки – 65 Ампер, заварка кратера – 3 с., остывание – 4 с.

Pulse

В обиходе называется импульсным режимом. Отлично подходит для тонкостенных деталей, а если нужно перейти на другой материал, то просто незаменим для алюминиевых сплавов. Достоинство – даже при увеличенной силе тока нельзя получить провал сварочной ванны, то есть у вас не получится на этом месте отверстие. Также функция дает отличные показатели по снижению пористости шва, он получается более однородным.

Таблица соотношений режимов и толщины листов

Листовой металл мм.	Тип шва	Ток		Электрод мм.	Наполнитель мм.	Сварочная скорость мм./ мин.	Рргон л./мин.	Число проходов
		горизонтальное положение	вертикальное положение
1 (. 039i n)	стыковой	25-60	25-35	1.0	1.6	250-300	6	1
	накладной	60	55	1.0	1.6	250-300	6	1
	угловой внешний	40	35	1.0	1.6	250-300	6	1
	угловой внутренний	55	50	1.6	1.6	250-300	6	1
2 (. 078i n)	стыковой	80-110	75-100	1.6-2.4	1.6-2.4	175-225	6	1
	накладной	110	100	1.6-2.4	1.6	175-225	6	1
	угловой внешний	80	75	1.6-2.4	1.6	175-225	6	1
	угловой внутренний	105	95	1.6-2.4	2.4	175-225	6	1
3 (. 012i n)	стыковой	120-200	110-185	2.4-3.2	2.4	125-175	7	1
	накладной	130	120	2.4-3.2	2.4	125-175	7	1
	угловой внешний	110	100	2.4-3.2	2.4	125-175	7	1
	угловой внутренний	125	115	2.4-3.2	3.2	125-175	7	1
4 (. 16i n)	стыковой	120-200	110-185	2.4-3.2	3.2	100-150	7	1
	накладной	185	170	2.4-3.2	2.4	100-150	7	1
	угловой внутренний	180	165	2.4-3.2	2.4-3.2	100-150	7	1
5 (. 2i n)	угловой внешний	160	140	3.2-4.0	2.4-3.2	100-150	7	1
6 (. 24i n)	стыковой	220-275	190-230	3.2-4.0	3.00-4.00	150-240	7	2
	накладной	250-300	210-250	3.2-4.0	3.00-4.00	150-240	7	2
	угловой внутренний	280-320	230-280	3.2-4.0	3.00-4.00	150-240	7	2

Как правильно варить нержавейку аргоном

Есть два варианта – ручная аппаратура с помощью полуавтомата и использованием проводников из вольфрама. Рекомендации для работы:

• можно применять и переменный, и постоянный ток;
• вольфрамовый проводник должен быть неплавким;
• газ выдувается из жерла горелки;
• присадку нужно класть самостоятельно на поверхность обработки, это обеспечивает образование шва;
• проволока должна при подаче составлять угол 15-30 градусов к заготовке и 90 – к аппарату;
• движение ровное, без отклонений в стороны;
• продуйте соединение изнутри для обеспечения красивого стыка;
• для розжига дуги используйте графитовую плиту, а не способ касания по заготовке – останутся некрасивые следы;
• подавайте давление еще на протяжении 4-10 секунд после завершения процесса.

При использовании полуавтомата:

• в проволоке должен содержаться никель;
• вместе с инертным составом необходимо пускать часть углекислого, он снижает нагрев кромок;
• могут использоваться различные технологии – импульсная, короткодуговая, струйным переносом.

Аргонно-дуговая сварка нержавейки с инородным металлом

Обычно появляется необходимость присоединить элемент из стали с антикоррозийными свойствами к сплавам с малым количеством углерода в составе. Для этого просто нужно выбрать подходящую присадку, которая содержит никель и хром. Легирующие добавки есть в следующих марках проволоки: Y310, Y310S, Y309, Y309L, Y309Mo. Если необходимо присоединить черный обыкновенный металл, можно воспользоваться одной из техник:

• штучные электроды с обмоткой в режиме ММА;
• вольфрамовые проводники, неплавкие;
• с помощью инертного газа.

Первые два метода менее эффективны. При дуге происходит меньшее заполнение шва кислородом, а значит, и малое окисление. Но если вы решили использовать первую методику, то вам понадобится таблица с подходящими марками электродов:

марка	тип	материал стержня электрода	коэффициент наплавки, r/a. ч	применение
озл-8	э-07

св-04 х19н9 12-14 хромоникелевые стали, когда к шву не предъявляется жестких требований против межкристаллической коррозии озл-3 э-10х17

св-15х-18н12с-4тю 11,5-12,5 типа 15х18н12с4тю. Аналогично зио-8 э-10х25

св-07х-25н13 13,3 конструкции и трубопроводы из двухслойных составов. Аналогично уонии-13/нж э-12х13 in-luna_2012 10-12 ответственные системы из хромистых 08х13, 12х13 озл-22 э-02х21

св-01х-18н10 12-14 конструкции из х8н10 озл-14а э-04

св-01 х19н9 10-12 хромоникелевые, когда к металлу шва не предъявляется жестких требований против межкристаллической коррозии озл-36 э-04

св-01 х19н9 13-14 Аналогично озл-7 э-08х20

св-01 х19н9 11,5-12 Аналогично цл-11 э-08х20

св-07х19-н10б 1-12 хромоникелевые, когда к металлу шва предъявляются жесткие требования против межкристаллической коррозии цл-9 э-10х25-н13г2б св-07 х2513 10,5-11,5 хромоникелевые со стороны легированного слоя двухслойных сталей. Аналогично озл-20 э-02х20-н14г2м2 св-01х17-н14м2 12,5-14,5 конструкции из 03х16н15м3, 03х17н14м2. Аналогично ниат-1 э-08х17

св-04 х19н9 10-11 сварка конструкций из хромоникелевых и хромоникелемолибденовых; наиболее пригодны для сварки тонколистового металла эа-400/10у э-07х19-н11м3г2 св-01х19-н11м3 12 соединение корпусов энергооборудования и трубопроводов, работающих в контакте с агрессивной средой при температуре до 350° с ха-400/10t э-07х19-н11м3г2 св-01х19-н11м3 14,5 Аналогично

Сварка нержавейки полуавтоматом (MIG)

Она применяется преимущественно на предприятиях, в то время как ручная – при домашнем использовании. Полуавтоматическая установка больше весит, она более массивна, поэтому ее нельзя брать с собой на выезд, если работа этого требует. Особенности конструкции две – нет необходимости в электроде, а проволока подается автоматически, поэтому вторая рука остается свободной, чтобы двигать детали, придерживать их.

Если образец тонколистовой, то применяется метод короткой дуги. Для более прочных соединений – струйная техника, а использование импульсного режима актуально для новичков. Мы приводим таблицу с параметрами тока и толщины проволоки в зависимости от материала:

лист, мм	проволока, мм	сила тока, а
1	0,8	65
1,5	0,8	115
2	0,8	130
3	1	215
3	1	210
4	1	220
4	1,2	280
5	1,2	300
5	1,2	190
6	1,2	300
6	1	115
8	1,2	300
8	1	130
10	1,2	300

Эта аббревиатура переводится с английского языка как «вольфрам и инертный газ», наиболее распространенный – аргон. Мы уже поняли, что использование вольфрамовых неплавких электродов характерно для ручного аппарата. Достоинства:

• сразу образуется очень красивый шов, не требующий зачистки;
• предотвращение пористости;
• присадочная проволока – из того же состава, что и заготовка;
• отсутствие окисления;
• небольшая зона прогрева, поэтому можно не бояться деформаций;
• легкий метод, им могут пользоваться даже новички;
• мало вредных веществ выбрасывается при работе.

Видео об этом

Сварка аргоном нержавеющих труб

Мы уже упоминали о возможности чинить водопровод и прочие сферические детали, теперь объясним, в чем основное отличие такого способа. Происходит двухсторонний обдув. И если снаружи это просто обеспечивается аппаратом, то изнутри это сделать непросто. Для этого:

• с одной стороны заткните отверстие пробкой из любого подручного материала;
• стык можно проклеить изолентой или скотчем;
• в разъем второй трубы производится подача небольшой струей;
• после наполнения, последнее отверстие также закрывается тканью или бумагой;
• производится сваривание.

Технология

В целом процесс аналогичен классическому – розжиг дуги, образование сварочной ванны, проведение наконечников под определенным углом с целью образования ровного шва. Но есть ряд нюансов:

• ведите присадку исключительно вдоль ванны, нельзя, чтобы она выходила за пределы обдува;
• если есть дополнительный инертный газ, то обдайте заготовки с обратной стороны, тогда соединение будет эстетически приятнее;
• даже при создании дуги не касайтесь электродом до стали.

Сварка нержавейки в среде аргона при помощи проводника из вольфрама

Дадим несколько рекомендаций по технике:

• дуговой розжиг совершайте на графитовой пластине, а затем аккуратно переводите горелку на стык;
• подачу следует отключать не сразу после окончания приваривания, дождитесь 10-15 секунд;
• не делайте поперечных движений.

Заключение

Мы рассказали про сварку деталей из нержавейки при поддуве и высоком давлении аргона. Так можно достичь высокого качества шва и скорости работы. Соблюдайте технику безопасности на рабочем месте!

Видео для наглядности

Нержавейка производится из высоколегированной стали, которая устойчива к ржавчине. Ее используют при изготовлении домашних приборов и промышленных устройств. Если вы знаете, как варить нержавейку аргоном, то можно избавить себя от множества серьезных проблем. Именно о том, как происходит сварка аргоном, и пойдет речь в рассматриваемой статье.

Сложность сварки

Сварка аргоном нержавейки осложняется особенностями материала. За счет легирующих добавок нержавейка обладает такими свойствами:

• Низкая теплопроводность, что плохо отражается на сварочных работах;
• Из-за этого высокая температура будет концентрироваться в местах выполнения работы и плохо отводиться от них;
• Перегревается область соединения, в худших случаях происходит прожог металла;
• Повышенное электрическое сопротивление, что негативно отражается на сваривании высоколегированной стали и приводит к трещине сварного шва;
• Высокий коэффициент линейного расширения ведет к большой линейной усадке и проблемам для подобных конструкций;
• Несоблюдение термического режима становится причиной утраты антикоррозийных свойств.

Вышеописанные особенности делают сваривание нержавейки с применением аргона достаточно сложным и доставляющим немало проблем начинающим мастерам. Поэтому необходимо грамотно подготовить детали к сварочному процессу.

Подготовка деталей

Обработка не отличается от остальных металлов и заключается в следующих действиях:

1. Зачищаем кромки заготовок до блеска. Здесь понадобится металлическая щетка или шлифовальная машинка;
2. Обезжириваем кромки деталей с помощью ацетона или бензина для авиации. Это обеспечит устойчивость электрической дуги и повысит качество сварного шва;
3. Подготовка соединяемых заготовок к сварке предусматривает увеличенный зазор. За счет него будут скомпенсированы процессы деформации.

Очень важно подобрать правильный присадочный материал. Помимо диаметра, обратите внимание на состав. Степень легирования не должна быть выше показателей металла, из которого производятся соединяемые заготовки. Применяемые модели сварочных проволок можно посмотреть на отдельных специализированных ресурсах.

Сварка вольфрамовым электродом

Сварка аргоном применяется при соединении деталей небольшой толщины. Получаются качественные и надежные соединения с красивыми и очень аккуратными швами. Соединяемые таким способом трубы подойдут для транспортировки жидкостей и газов, поскольку они выдерживают высокое давление.

Сваривание таким способом можно производить при переменном или постоянном токе прямой полярности. Рабочий орган — горелка с закрепленным электродом из вольфрама. Из сопла горелки подается струя аргона. За счет присадочной проволоки формируется сварной шов. Все движения горелкой совершаются ручным способом.

Все это позволяет не выводить сварочную ванну из зоны действия аргоновой защиты. Необходима защита обратного шва от окружающего воздуха. Хотя и увеличивается расход газа, однако качество всех участков становится очень высоким.

Нельзя загрязнять поверхность свариваемого металла и оплавлять электрод. Поэтому важно применять специальную графитовую или угольную пластину. После зажигания на ней сваривание аккуратно переводят на нержавейку.

Подачу аргона отключайте не сразу, а спустя 15 секунд. Расход газа растет незначительно, срок службы электрода и качество получающегося шва значительно повышаются.

Сварка полуавтоматом

Такой метод позволяет значительно увеличить производительность проводимых работ. С ее помощью можно сваривать соединения даже значительной толщины. Получаемые конструкции обладают высоким качеством, надежностью и привлекательностью.

Есть и некоторые нюансы при таком процессе. Сварочная проволока должна иметь в своем составе никель. Кроме аргона, для соединения утолщенных соединений добавляется углекислый газ.

Из всех возможных вариантов подобной сварки стоит использовать импульсный режим. Благодаря этому снижается разбрызгиваемость металла, термическое воздействие, расход проволоки на свариваемый металл. Обработка занимает минимальное время по причине отсутствия большого количества разбрызгиваемого металла.

Мы рассмотрели разные варианты сварки. Для небольшой толщины подойдет сварка электрической дугой, а толстые соединения требуют применения полуавтоматических приборов. Также учитывайте материалы, применяемые для припоя и сварки, они должны иметь никель в своем составе для повышения надежности. А в аргон стоит добавить углекислый газ для обеспечения смачиваемости кромок шва.

Антикоррозионные свойства нержавеющая сталь приобретает за счет легирующих добавок. Соединять детали из нее не возбраняется любым видом сварки. Однако при нагреве легирующие элементы, взаимодействуя с кислородом воздуха, выгорают. В итоге металл возле шва теряет антикоррозионные свойства. Чтобы выполнить соединение без потери качества, выполняют сварку нержавейки аргоном, создающего защищенную от атмосферы среду.

Сложности сварки нержавейки аргоном

Работая с нержавейкой, необходимо учитывать ее характеристики, полученные от легирующих добавок:

1. По сравнению с обыкновенной сталью нержавейка в 2 раза хуже проводит тепло. Это вызывает перегрев металла, так как недостаточен отвод температуры с места горения дуги, что часто заканчивается прожогом. Поэтому варить нержавейку аргоном следует током на 20% меньшим, чем для низколегированной стали с аналогичными параметрами.
2. Высокое значение коэффициента температурного расширения у нержавейки приводит к значительной усадке после нагревания, поэтому шов может треснуть. Для компенсации температурной деформации между соединяемыми деталями оставляют достаточно большой зазор.
3. Нержавейка обладает высоким электрическим сопротивлением, поэтому если работа выполняется легированным электродом с большим сопротивлением, он перегревается. В итоге качество шва ухудшается. Если приходится работать с такими электродами, их длина сокращается до минимума, чтобы не успевали перегреваться.
4. При нагреве более 500⁰C нержавейка начинает терять антикоррозионные свойства. Поэтому методы аргоновой сварки предусматривают быстрое охлаждение заготовок.

Подготовка нержавейки к сварке

Для создания надежного соединения аргонодуговая сварка нержавеющей стали выполняется после обработки поверхностей деталей. Она выполняется в следующем порядке:

• место сварки зачищается наждачной бумагой или щеткой со стальным ворсом;
• после зачистки проводится обезжиривание ацетоном или высокооктановым бензином;
• детали располагают с зазором между ними;
• если проводится сварка тонкой нержавейки, стыкуемые края рекомендуется подогреть до 200 — 300˚C, чтобы уменьшить напряженность металла, и предотвратить образование трещин.

Диаметр присадочной проволоки подбирается в соответствии с толщиной соединяемых деталей. Содержание легирующих добавок в ней должно быть больше чем в свариваемой нержавейке.

Сварка неплавящимся электродом из вольфрама

Этот способ, используемый для соединения тонкостенных заготовок, называется TIG сваркой нержавейки. Работа выполняется аппаратом переменного или постоянного тока. Основным инструментом является горелка, через которую подается аргон, со вставленным в сопло вольфрамовым электродом. Наложение шва происходит за счет плавления присадочной проволоки. Ее подачу и перемещение горелки производят вручную.

Сварку аргоном нержавейки ведут вдоль линии шва без поперечных движений горелки. Это исключает выход сварочной ванны за пределы защищенной зоны, не давая жидкому металлу взаимодействовать с кислородом атмосферы. Для создания надежного соединения необходимо обеспечить подачу аргона и с противоположной стороны шва. Газа потратится больше, но улучшение качества того стоит. Чтобы кончик электрода не оплавлялся, а на свариваемых заготовках не оставались следы им не прикасаются к нержавейке. Дугу разжигают на графитовых или угольных пластинках с последующим переносом на металл.

Прежде чем приступить к работе производится настройка аппарата для сварки нержавейки. Для соединения двух деталей толщиной 1 мм на аппарате постоянного тока устанавливается прямая полярность (плюс подключен к электроду, минус — к деталям). Величина рабочего тока выбирается в пределах 30 — 50 А, а напряжение не выше 28 В. Скорость ведения сварки 12 — 28 см в минуту расходуя 3 — 5 литров аргона. Диаметр присадочной проволоки в зависимости от условий выбирают в пределах 0,8 — 1,6 мм.

Горелка держится с наклоном 70 — 80˚. Присадочную проволоку вводят под углом 10 — 15˚. Для быстрого охлаждения шва и электрода аргон перекрывают спустя 10 — 15 секунд после прекращения сварки. Потери газа незначительны, а качество соединения и продолжительность службы вольфрамового стержня увеличиваются.

Сварка полуавтоматом

Производительность этого способа значительно выше, чем при тиг сварке нержавейки. Он лучше, чем ручной метод, подходит для соединения толстостенных деталей. На полуавтомате работают с присадочной проволокой с большим содержанием никеля. Настраивая аппарат, учитывается, что ее температура плавления меньше, чем у других марок. Полуавтоматическую сварку нержавеющей стали аргоном выполняют используя:

• короткую дугу;
• струйный перенос;
• импульсный режим.

Лучшим вариантом считается технология, когда проволока вводится в пламя дуги непродолжительными импульсами. В этом режиме металл не разбрызгивается, сокращается зона нагрева, уменьшается расход присадочного материала. На финишную зачистку тратится минимум времени, поскольку нет брызг металла. Короткой дугой соединяют тонкие заготовки, а струйным методом толстостенные детали.

Средний расход аргона при сварке нержавейки полуавтоматом составляет 8 — 12 л в минуту. В отличие от ручного способа допускается смешивать его с углекислым газом. При стыковке толстых заготовок добавляют 2% углекислоты, чтобы уменьшить нагрев кромок шва за счет улучшения их смачиваемости. Когда эстетика соединения не имеет значения, долю углекислого газа повышают до 30%, чтобы сэкономить на дорогостоящем аргоне.

Полезные советы

Чтобы досконально знать, как правильно сваривается аргоном нержавейка не стоит пренебрегать рекомендациями опытных сварщиков:

1. Работа выполняется минимально короткой дугой, удерживая электрод на максимально близком расстоянии от металла, не затрагивая его. Длинная дуга не прогревает шов на всю глубину, поэтому его ширина увеличивается, а качество ухудшается.
2. При проведении ручной сварки, чтобы не допустить окисления, проволоку подают плавно без рывков, не выводя ее из зоны действия аргона.
3. О качестве проплава судят по форме наплывов образующихся, когда плавится присадочная проволока. Если они вытянуты вдоль шва — качество хорошее. Овальная или круглая форма свидетельствуют о недостаточном проплавлении.
4. При подходе к концу шва величину тока нужно снижать. Резкий отрыв дуги с отведением горелки сопровождается снижением уровня защиты горячего шва, что сказывается на качестве соединения.

При правильном подходе аргонный метод не намного сложнее обычной сварки. Немного потренировавшись, любой желающий освоит его в кратчайшие сроки. Стоимость дополнительного оборудования и материалов окупится возможностью сваривать не только нержавейку, но также медь, бронзу, алюминий и их сплавы.