Нержавеющие стали незаменимы для производства турбинных лопаток, режущего инструмента, гидравлических клапанов, элементов крекинг-установок, сварной аппаратуры, изделий для пищевой промышленности, столовой посуды и других изделий.
При сборочных, ремонтных и монтажных работах с нержавеющей сталью сварщик должен грамотно подобрать необходимый способ сварки, оборудование и режимы работы. Нержавейка является сложным материалом и требует от сварщика определенного опыта и знаний.
Влияние свойств нержавеющей стали на технологию сварки
- Теплопроводность нержавейки в два раза меньше, в отличии от основных видов сталей, применяемых в промышленном производстве. Эта способность позволяет сконцентрировать больше теплоты в месте сварки с проплавлением большего слоя металла и неблагоприятными изменениями его структуры. Если силу тока не понижать на пятую часть от стандартных режимов и дополнительно не охлаждать шов – место сварки становится неустойчивым к коррозии.
- Имея больший коэффициент линейного расширения, чем другие металлы, нержавейка при неравномерности нагрева во время сварочных работ склонна к деформации. Учитывая это свойство, между деталями оставляют определенный зазор, зависящий от их размеров и толщины.
- Высокие температуры влияют на структуру металла. Если места сварки сразу не охлаждать и выполнять работу с превышением оптимальных настроек – на полученных швах возможно скорое появление ржавчины. 500 градусов – максимальная температура сварки для нержавеющей стали.
Подготовка к сварке
Перед самой сваркой кромки деталей подготавливаются особо тщательно, учитывая сложность работы с нержавейкой. Подготовительные работы условно делятся на три последовательные процедуры:
- механическая обработка или зачистка поверхностей свариваемых кромок;
- обезжиривание уайт-спиритом, авиационным бензином или ацетоном;
- удаление из зоны сварки остатков влаги прогреванием.
Виды сварки нержавейки
- сварка с применением покрытых электродов, выбор которых облегчит знакомство с ГОСТ10052-75;
- сварка в аргоновой среде вольфрамовым электродом, степень легирования которого подбирается большей, чем у свариваемой нержавейки;
- сварка полуавтоматом.
Нержавеющая сталь максимально сохраняет свои свойства и структуру металла при сварке полуавтоматом. Защитной средой при выполнении работ является смесь аргона и углекислоты. При 2% углекислоты в этой смеси создаются оптимальные условия получения очень качественного шва. Но для снижения затрат ее процентная доля может доходить до отметки 30. Альтернативой аргону может стать доступный и более дешевый ацетилен. Но повышенная опасность при работе с ним является безусловным минусом.
Этот вид сварки предусматривает применение проволоки из сплава никеля. Применение обычных марок стальной проволоки также возможно, но с худшими качественными характеристиками на выходе.
Роль защитного газа
Выбор способа сварки в среде смеси аргона и углекислоты позволяет изолировать от воздействия воздуха, главным образом от азота, сварочную ванну. Влияние атмосферных воздействий на металлургические процессы, протекающие во время сварки, сводятся к минимуму. В газовой среде интенсивнее сгорает применяемая проволока, обеспечивая получаемому шву улучшенные характеристики.
Конструктивно сварочный полуавтомат во время операции сварки обеспечивает:
- механическую подачу в зону сварки присадочной проволоки, причем скорость подачи настраивается;
- подачу защитной газовой смеси;
- охлаждение горелки;
- возможность доступа и проведение работ в неудобных местах.
Работая с полуавтоматом горелку отклоняют слегка назад и выдерживают расстояние от ее сопла до шва в 8-12 мм. Ток подается на наконечник сопла, через который выходит проволока. Защитный газ и сварочная проволока подаются одновременно. Сварочная дуга расплавляет металл. Процесс сварки обеспечивается подачей расплавленного электродного металла в саму сварочную ванну, функцию защиты которой выполняет газовая смесь.
При сварке полуавтоматом необходимо:
- соблюдать наклон горелки и допустимый вылет проволоки;
- обеспечить обратную полярность;
- контролировать расход газа (6-12 кубических метров в минуту);
- использовать осушитель;
- варить шов плавно, колебательные движения исключить;
- не начинать и не заканчивать сварку на краю детали;
- промазать свариваемые детали водно-меловым раствором для защиты их поверхностей от расплавленных брызг.
Устранение последствий деформации
Деформация – частое явление после сварки. Тут бессильны и знания и опыт – уж очень капризный материал. Стараясь не нанести другой вред изделию (трещины, разрыв) изделие правят винтовыми прессами, прокатом (эффективно для изделий из тонкой листовой нержавейки), домкратами. Помощником в борьбе с деформациями может быть молоток или горелка. Молотком простукивают деталь через прокладку-гладилку от края к центру выпуклости. Во втором случае прогревание выступа круговыми движениями горелки и простукивание молотком осуществляется до полного выравнивания.
Снизить вероятность будущего напряжения металла позволяет местный подогрев области сварки до начала работ (примерно, до 300 градусов). В готовых изделиях напряжение металла снимается после его прогрева до 660 градусов с последующим свободным остыванием. Для самого сварочного шва температура нагревания – 760 градусов.
Оставить комментарий