Электроды по нержавейки

Сварка изделий с помощью нержавейки – достаточно трудоемкий и сложный процесс, электроды по нержавейке подбираются с учетом конструктивных особенностей материала. В этой статье вы сможете узнать, как правильно варить нержавейку, на какие моменты следует обращать внимание и какие сварочные электроды нужно выбрать. 

Почему выбор электродов настолько важен

Нержавеющая сталь считается достаточно популярным материалом, используемым при создании какого-либо оборудования или запчастей. Такой материал обладает высокими антикоррозийными свойствами, а также теплопроводностью в два раза ниже, чем углеродистые сплавы. Именно поэтому, выбор электродов для нержавейки должен основываться на:

• Коэффициенте нелинейного расширения;
• Теплопроводности;
• Потере антикоррозийных свойств.

Разберем по пунктам, что влияет на саму нержавейку. Нелинейное сопротивление – несколько ниже, чем у других металлов. Поэтому, при работе с прочными и плотными деталями чаще всего оставляют небольшой зазор. В противном случае, металл деформируется.

Теплопроводность. При сваривании деталей используется сила тока примерно на двадцать процентов ниже, чем для легированных деталей. Это объясняется тем, что нержавейка обладает низкой теплопроводностью.

В процессе сварочных работ, обязательно теряются антикоррозийные свойства. При сварке образовывается карбид железа и хром, которые влияют на это свойство. Чтобы сохранить антикоррозийные особенности нержавейки, нужно использовать холодный метод сварки.

Следует учитывать, при непрофессиональном методе сварки или неверном выборе температурного режима, материал в любом случае деформируется. Специалисты называют подобные явления – межкристаллистной коррозией. Выбор электродов играет важнейшую роль, при создании каких-либо деталей, изделий и прочего.

Выбор электродов

Несмотря на агрессивную среду, выход всегда можно найти. Современные производители стараются создать наиболее приемлемые составы для покрытия электродов. Это необходимо для того, чтобы они образовывали прочные сварочные швы. Особое внимание уделяется шлаку, который образовывается при сгорании основы.

Электроды по нержавейке обязательно должны хорошо зажигаться и активно гореть при сварочной дуге. Также они должны равномерно расплавляться и создавать ровный шов. После окончания – легко удаляться с поверхности.

Для сварки используются такие электроды, с покрытием:

1. Рутиловые;
2. Основные;
3. С повышенной степенью наплавки;
4. Специальные

Самыми популярными разновидностями среди электродов по нержавейки считаются : ЦТ-15, ЦЛ-11, ОЗЛ-6, НЖ-13. Также могут применяться различные типы ЦЛ. Резкие перепады температур и давления не страшны для таких стержней электродов.

ЦЛ-11. Основное покрытие. Имеет общетехническое назначение.  Для сварки сталей марок типа 08Х18Н10, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н12Б, AISI 321, 347 и им подобных, эксплуатирующихся при температурах до 350°C когда к металлу сварного шва предъявляются требования стойкости к межкристаллитной коррозии. Электроды ЦЛ-11 производятся на заводе ЭСАБ-СВЭЛ в Санкт-Петербурге. 

ОЗЛ-6. Основное покрытие. Для сварки литья и проката из жаростойких сталей типа 20Х23Н13, 20Х23Н18. Производятся на заводе ЭСАБ-СВЭЛ в Санкт-Петербурге. 

ЭА-400/10У - электрод для сварки оборудования из коррозионностойких стали аустенитного класса марок 08Х18Н10Т, 08Х18Н10Т-ВД, 12Х18Н10Т, 08Х18Н12Т, 08Х18Н13М2Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т, Х18Н22В2Т2, AISI 318, 321, 347. Тип - основной.

НЖ-13. Осовное покр. Предназначены для сварки оборудования из коррозионно-стойких хромоникелемолибденовых сталей марок 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т, 08Х21Н6М2Т и им подобных, работающего при температуре до 350°С, когда к металлу шва предъявляют требования стойкости к межкристаллитной коррозии.

ЦТ-15. Основной тип электродов. Предназначены для сварки узлов конструкций из хромоникелевых сталей марок Х20Н12Т-Л, Х16Н13Б, 12Х18Н9Т, 12Х18Н12Т и им подобных, работающих при температуре 570-650°С и высоком давлении, а также для сварки сталей тех же марок, когда к металлу шва предъявляют жесткие требования стойкости к межкристаллитной коррозии.

Марки электродов ESAB для нержавейки

ОК 63.30. Универсальный электрод с очень низким содержанием углерода. Свари и рутиловым покрытием. Свариваемые стали: 03Х17Н14М2, 10Х17Н13МЗТ, 316 Российский аналог - АНВ-26.

ОК 63.41. Рутиловый, кислотостойкий и высокопроизводительный. 

ОК 61.35. С основным покрытием. Для сварки конструкций из нержавеющих сталей 03Х18Н10, 08Х18Н10Т, AISI 304L, 321, 347 и им подобных, работающих при температурах от -196 до +400°C. Подходит хорошо для сварки трубопроводов.

ОК 63.20. Электрод с специальным покрытием. Свариваемые стали: 03Х17Н14М2, 10Х17Н13МЗТ, 316 и т.п. 
Российские аналоги: ОЗЛ-20, АНВ-17, НИАТ-1. Разработан для сварки тонкостенных труб.

Основные технологии и разновидности

Помимо основных требований к электродам, существует несколько способов, которые чаще всего используют для сваривания листового или нержавейки другого типа. На качество сварки влияет множество факторов, которые влияют на дальнейшую эксплуатацию материала и возможность обработки различными методами. Поэтому, каждый, кто планирует использовать нержавейку должен знать основные особенности стали и её главные отличия от углеродистой.

Варить нержавейку можно различными методами, но самым популярным и используемым для материала средней плотности, остается сваривание в среде газов. Для такого метода используется вольфрамовый электрод, с минимальной способностью к плавлению. Таким методом можно варить нержавеющую сталь для разных задач. Например, создание трубопровода из стали или различных деталей, где применима нержавейка.

В зависимости от технического оснащения и требований, сварка электродом может выполняться ручным, автоматическим и полуавтоматическим методами.

Также можно использовать и плавящиеся электроды. Они дополнительно покрываются специальными веществами или же применить проволоку с высокой степенью легирования. Для такой разновидности, подбираются отдельные методы сваривания:

• Импульсно-дуговая;
• Короткодуговая;
• Струйная дуговая;
• Плазменная

Все они отличаются определенными свойствами. Например, первый вариант используется для тонких поверхностей - расчет идет на десятые миллиметра. Дуговая, напротив, используется для средних листов, толщиной до трех миллиметров. Плазменная, в свою очередь, является универсальным способом сваривания нержавейки.

Подготовка к сварке

Технология сваривания зависит от специалиста, который выполняет подобные работы. Подобрав верный электрод, нужно дополнительно подготовить будущий материал для сваривания. В первую очередь, это обезжиривание материала.

Сам процесс сваривания нержавейки в домашних и специальных условиях различается методами. При его выборе, стоит опираться на основные характеристики материала, его толщину и прочность. Сварка в атмосфере газов считается стандартной и применима практически в любом случае. Она может выполняться в автоматическим, полуавтоматическим и ручном режиме. Но есть одна особенность, при которой используется только электродуговая – толщина листа нержавеющей стали более, чем три миллиметра.

Стоит обратить внимание, на такую особенность сваривания нержавейки – не нужно делать резких движений. Чаще всего это применимо при стандартном сваривании, но с нержавеющим материалом так поступать не стоит. Это становится причиной разрушения созданного шва и окислению. Подобные процессы полностью убивают защитную среду самого материала и пагубно влияют на эксплуатацию материала. Дополнительно стоит учитывать:

• Нельзя, чтобы вольфрам проникал в сварочную ванную с электродом. В таком случае, говорить о надежности шва не имеет смысла. Чтобы избежать его проникновения, следует зажигать дугу отдельно, на других графитовых или угольных пластиках;
• Аргоновой струей лучше всего защитить шов с обратной стороны. Это требования стало достаточно популярно в последнее время.

Основной вопрос о том, каким же электродом варить нержавейку остается ещё открытым. Чтобы создать действительно качественный, шов нужно использовать:

• Электрод с высокими показателями ползучести;
• Малыми показателями температурного расширения;
• Высокой износоустойчивостью и теплопроводностью;
• Повышенными значениями упругости

При выборе электрода решающее значение имеет именно марка нержавеющей стали. В зависимости от её типа, используются популярные марки, указанные выше.

Этапы сваривания

Работать с таким материалом должен только профессионал. Это трудоемкая работа, которая помогает добиться результата, при котором соединение должно быть похоже на основной металл. Для этого тщательно зачищают места сварки с помощью обезжиривателя (может выступать ацетон или растворитель).

В качестве сварочного аппарата может использоваться инвектор. Такой аппарат удобен для транспортировки и питается прямо от сети. Под действием электрики, образуется сварочная дуга для сваривания металла.

Стоит учитывать, что применимые температуры не должны быть выше нормы. Если не придерживаться стандартных правил, электрод может попросту сгореть или шов будет недостаточно плотным.

При сварке, самая основная проблемы в том, что он обладает достаточно высоким сопротивлением.

Особенность электродов – низкая проводимость тепла.

Это считается одной из проблем, являющаяся причиной их разрушения. Происходит это из-за того, что используется ток слишком большого напряжения. Для максимальной прочности шва используется холодный метод. Если в состав входит никель или хром, то охлаждать можно с помощью воды. В других случаях, отлично подойдет – обдув воздуха или прокладка из меди.

Перед тем, как приступить к работе, следует подобрать электроды по нержавейке, а также правильно настроить ток. Чтобы не произошло залипание – очень аккуратно подносят к металлу электрод. Клемму массы подключают к материалу, после чего к работе приступает дуга. Электрод подносят под углом и держат несколько секунд. Окалину следует убрать с помощью молотка и зашлифовать поверхность кругами. Готовое изделие помещают в ванну с раствором кислоты. Только она способна полностью удалить слой оксида.

Предотвращение дефектов и дополнительная информация

Перед тем, как начать сварку – обязательно подготавливают заготовки по ГОСТ. Процедура должна полностью соответствовать всем требованиям безопасности, а также выполняться строго по правилам. Отклонение от технологии влечет за собой дефектные изделия, несчастные случаи и много другое.

Чтобы предотвратить образование дефектов при сваривании, следует:

• Не перегревать металл шва и основное изделие;
• Сварка выполняется короткой дугой. Исключены различные колебания;
• Для теплоотвода используются специальные пластины;
• Многопроходное соединение применяется в том случае, если лист или заготовка обладают слишком большой толщиной.

В ходе работ, нужно обратить внимание на тот факт, что температуры более +500 ведут к образованию кристаллических трещин. Они ослабляют конструкцию и снижают её пластические свойства. К тому же, лучше всего пользоваться рекомендациями, указанными ниже:

• между прихватами лучше всего снизить промежутки к минимуму;
• перед началом работ, лучше всего раскалить деталь, а уже после охладить с помощью холодного воздуха;
• конструкцию нельзя подвергать воздействию тепла извне, поэтому желательно варить максимально быстро. Лучше сделать несколько поочередных проходов.

Используя правильный электрод для нержавейки и проверенный метод сваривания, можно создать надежное изделие со всеми качествами нержавеющей стали.