Сварка нержавеющей стали: способы и особенности

Нержавеющая сталь — имеет широкое распространение во многих отраслях, благодаря своей стойкости к коррозии и окислению.
Нержавейка широко используется в промышленной, производственной и бытовой сферах.

Наиболее ходовым способом работы с нержавейкой является сварка. Сварочный процесс обладает нескольким особенностями:

     • невысокий уровень свариваемости значительно влияет на формирование соединения;
     • низкая теплопроводимость нержавейки приводит к тому, что свариваемые изделия проплавляются даже при достаточно небольших величинах силы тока;
     • высокий коэффициент расширения означает, что при нагреве изделие как бы растягивается. В то время как при остывании появляется стягивающий эффект. Инородный металл, входящий в структуру основной конструкции и обладающий меньшим коэффициентом расширения, оставляет микротрещины. Поэтому важно правильно подбирать расходные материалы;
     • при нагреве более 500°С в изделиях из нержавейки возникает межкристаллитная коррозия. Чтобы этого избежать нужно тщательно подбирать режим сваривания, а также принудительно охлаждать свариваемые детали.

Общим  признаком нержавеющих сталей является присутствие в их химическом составе не менее 12% хрома. Хром выделяется на поверхности стали в виде плотной окисной пленки, которая  делает сталь устойчивой к образованию оксидов железа (ржавчины). Вторым по важности легирующим элементом в нержавеющих сталях является никель.
Широко применяются для легирования нержавеющих сталей следующие элементы:

Все легирующие элементы , помимо химического состава, так же изменяют физические свойства, и влияют на свариваемость.

Сварка нержавеющих сталей выполняется классическими способами с соблюдением специальных режимов.

  • Сварка вольфрамовыми электродами в среде инертных газов (TIG):Требует специализированного газового оборудования и применения соответствующих сварочных горелок. В качестве электрода используется пруток из вольфрама марки ВЛ, заточенный на конус под углом 20+/-2 град., диаметром 2-5 мм в зависимости от силы сварочного тока. Аргон служит защитной атмосферой зоны горения дуги. Сварку необходимо вести в закрытых помещениях, что, в свою очередь, влечет за собой необходимость применения принудительной локальной вентиляции для обеспечения безопасности персонала.

  • Ручная дуговая сварка плавящимся электродом (ММА)

Наиболее распространённый способ. Важно соблюдать мягкие режимы и избегать перегрева металла в зоне термического влияния. Пристальное внимание уделяется подбору электродов в зависимости от требований к сварным швам и конструкциям в целом.

  • Полуавтоматическая сварка (MIG)

Самый производительный из рассматриваемых способов, особенно при выполнении угловых и тавровых швов в нижнем положении. Применяются стандартные сварочные полуавтоматы с применением присадочной проволоки малых и средних диаметров.

Технология техника и режимы нацелены на следующее:

  • снижение сварочных напряжений и деформаций. Рекомендуется устанавливать сварочный ток на 20-30% ниже, чем при сварке низкоуглеродистых конструкционных сталей. Выполнять сварку узкими прямыми валиками на максимальной скорости и с охлаждением швов ниже 200о С после каждого прохода;

  • минимальный перегрев и уменьшение размеров сварочной ванны, быстрое охлаждение после каждого прохода;

  • соблюдение зазоров и тщательную очистку свариваемых кромок и около шовной зоны.

Технология сварочного процесса для каждого из способов сходна по операциям подготовки поверхностей перед сваркой, требованиям к высокой квалификации сварщиков, по тщательному выбору сварочных материалов и настройкой режимов, а отличается выбором полярности подключения.