Изготовление качественной сварки нержавеющей стали в бытовых условиях — задача непростая. Чтобы понять, как сваривать нержавейку электродом, нужно знать свойства, присущие высоколегированным маркам металла. К данной группе относится нержавеющая сталь, так как основная легирующая добавка реализуется хром, содержание которого достигает около 20%. Помимо хрома в такой стали могут присутствовать молибден, титан, а также марганец и ряд прочих химических элементов.
Схема сварки нержавеющей стали.
Какие факторы влияют на сварку нержавеющих деталей?
Если вы планируете сваривать нержавейку электродом, следует учитывать ряд свойств материала, которые будут непосредственно влиять на процесс сварки:
- Коэффициент нелинейного теплового расширения. Он несколько выше, чем у большинства металлов. Поэтому оставляйте чуть больший зазор при сварке, особенно если приходится работать с толстыми деталями, иначе возможны деформации.
- Теплопроводность. Она примерно вдвое ниже, чем у низколегированной стали. Поэтому сварку ведут при токе на 20% меньшем, чем при работе с обычной сталью.
- Потеря антикоррозионных свойств (или межкристаллическая коррозия). В процессе сварки на зернах металла образуются карбиды железа и хрома, что приводит к коррозии. Чтобы предотвратить подобное явление, зону сварки обычно оперативно охлаждают.
Выбор электродов
Схема устройства электрода.
Выбор наиболее подходящего электрода зависит от марки нержавеющей стали и ее состава. Поэтому на сегодняшний день электроды для нержавейки классифицируются по тому, что именно сваривать:
- нержавеющая сталь, применяемая в пищевой промышленности: ОЗЛ-8, ЦЛ-11;
- сталь, обладающая повышенной коррозийной стойкостью: НЖ-13, ЭА-400/10У, реже ЦТ-15;
- жаропрочные сплавы, в составе которых присутствует нержавеющая сталь: ОЗЛ-6;
- нержавеющая сталь для изготовления инструментов: ЦТ-28, КТИ-7А;
- разнородные сплавы: АНЖР-1 и 2, ЭА-395/9.
Электроды, специально предназначенные для сварки нержавеющих марок стали, удобны в использовании, однако одновременно представляют опасность. При охлаждении готового шва происходит отлет шлаков, нагретых до высоких температур: с одной стороны это удобно, т.к. не требуется очистка металла, но с другой стороны — риск ожога. Поэтому при остывании зоны сварки просто отходите в сторону. Безопаснее всего сварку выполнять в нижнем положении шва, однако если нужен другой угол, применяйте электроды ЦЛ-11, которые позволяют работать во всех положениях. Наиболее востребованными сегодня являются три марки электродов, особенности применения которых стоит разобрать подробнее.
Сварка электродами ЦЛ-11
Таблица разновидностей электродов.
Эти изделия применяют при сварке хромоникелевых сталей 12Х18Н9Т и 10Т, а также 08Х18Н12Б и Т (по последним буквам). То есть ЦЛ-11 целесообразны, когда к свариваемым деталям предъявляются особые требования по межкристаллической коррозии. Эти электроды хорошо работают при температурах не выше +450°С, поскольку покрыты составом, содержащим фтор и карбонаты. Основные преимущества ЦЛ-11 — минимальное разбрызгивание металла, высокая ударная вязкость, удовлетворительная пластичность, отсутствие трещин — шов выходит стабильно ровным.
Сваривание с использованием НЖ-13 и ОЗЛ-6
Первый тип электродов наиболее подходит для сварки пищевой нержавеющей стали или деталей, изготовленных из хромоникелевых, а также хромоникелемолибденовых сплавов. ОЗЛ-6 демонстрирует лучшие результаты в окислительной среде и при высоких температурах (до 1000°С). Качественный шов достигается при применении постоянного тока. К преимуществам ОЗЛ-6 относятся жаростойкость, минимальное разбрызгивание металла, стойкость к межкристалликулярной коррозии. Запрещено сваривать нержавеющую сталь электродугами ОЗЛ-6 в вертикальном положении.
Особенности сварки деталей из нержавеющей стали
В бытовых условиях сварку нержавейки электродами целесообразно выполнять инверторным сварочным аппаратом, который позволяет соединять детали толщиной до 1,5 мм. В зависимости от толщины соединяемых деталей подбирают и соответствующую мощность инвертора. Желательно, чтобы у аппарата была функция антизалипания (Anti Stick), чтобы не допускать моргания лампочек и выхода из строя бытовых приборов. Все работы рекомендуется выполнять при температуре не ниже −10°C.
Заранее стоит отметить, что сварка с применением покрытых электродов применяется в случаях, когда к сварному соединению не предъявляются особые требования к качеству.
Перед началом очистите кромки деталей металлической щеткой и обработайте их нитрораствором. Это предотвратит образование пор в шве и сделает дугу более устойчивой. Сварку выполняют на токе с обратной полярностью. В процессе старайтесь использовать электроды наименьшего диаметра, чтобы не проплавлять шов. Также учитывайте, что при сварке нержавейки электроды плавятся быстрее. Для обеспечения максимального ускоренного охлаждения применяйте прокладки из латуни или меди.
Во время сварки помните, что повышение температуры до +500°С вызывает трещины кристаллического типа, которые ослабляют конструкцию: уменьшаются ее пластические свойства и она становится хрупкой. Дополнительно используйте и следующие рекомендации:
- сведите минимально расстояние между прихватками;
- до начала сварки прогрейте деталь до 1000°С, затем постепенно охладите её на воздухе в течение 3 часов;
- проводите сварку как можно быстрее, чтобы не подвергать конструкцию длительному тепловому воздействию. Лучше сделать несколько последовательных проходов, сопровождаемых охлаждением до примерно +100°С.
После окончания работ шов следует подвергнуть обработке: образуется тонкий хромовый слой, который необходимо удалить, чтобы обеспечить прочность и предотвратить коррозию. Чтобы удалить хром, можно подвергнуть деталь обработке при температурах 1000–1200°С и протравке фосфорной и азотной кислотами; такая операция дополнительно повысит прочность шва. В некоторых случаях достаточно механической обработки готового изделия шлифовальными инструментами.
