Зварювання нержавіючої сталі: способи та особливості
Нержавіюча сталь - дуже поширений в багатьох галузях, завдяки своїй стійкості до корозії і окисленню. Нержавійка широко використовується в промисловій, виробничiй та побутовій сферах.
Найбільш стандартним способом роботи з нержавiйкою є зварювання. Зварювальний процес має декілька особливостей:
• невисокий рівень зварюваності значно впливає на формування з'єднання;
• низька теплопровідність нержавійки призводить до того, що зварювані вироби проплавляются навіть при досить невеликих величинах сили струму;
• високий коефіцієнт розширення означає, що при нагріванні виріб як би розтягується. У той час як при охолодженні з'являється стягує ефект. Чужорідний метал, що входить в структуру основної конструкції і володіє меншим коефіцієнтом розширення, залишає мікротріщини. Тому важливо правильно підбирати витратні матеріали;
• при нагріванні понад 500 ° С у виробах з нержавійки виникає міжкристалічна корозія. Щоб цього уникнути потрібно ретельно підбирати режим зварювання, а також примусово охолоджувати деталі, що зварюються.
Загальною ознакою нержавіючих сталей є присутність в їх хімічному складі не менше 12% хрому. Хром виділяється на поверхні сталі у вигляді щільної окисної плівки, яка робить сталь стійкою до утворення оксидів заліза (іржі). Другим за важливістю легуючим елементом в нержавіючих сталях є нікель.
Широко застосовуються для легування нержавіючих сталей наступні елементи :
Підвищують аустенит |
Підвищують феррит |
Нiкель |
Хром |
Марганец |
Титан |
Азот |
Ниобій |
Углерод |
Молибден |
|
Кремній |
Всі легуючі елементи, крім хімічного складу, так само змінюють фізичні властивості, і впливають на зварюваність.
Сварка нержавіючих сталей виконується традиційними методами з дотриманням спеціальних режимів.
• Сварка вольфрамовими електродами в середовищі інертних газів (TIG): Вимагає спеціалізованого газового обладнання та застосування відповідних зварювальних пальників. Як електрод використовується пруток з вольфраму марки ВЛ, заточений на конус під кутом 20 +/- 2 град., Діаметром 2-5 мм в залежності від сили зварювального струму. Аргон служить захисною атмосферою зони горіння дуги. Зварювання необхідно вести в закритих приміщеннях, що, в свою чергу, тягне за собою необхідність застосування примусової локальної вентиляції для забезпечення безпеки персоналу.
• Ручна дугова зварка плавиться (ММА)
Найбільш поширений спосіб. Важливо дотримуватися м'яких режимів і уникати перегріву металу в зоні термічного впливу. Пильна увага приділяється підбору електродів в залежності від вимог до зварних швів і конструкцій в цілому.
• Напівавтоматичне зварювання (MIG)
Найпродуктивніший з розглянутих способів, особливо при виконанні кутових і таврових швів в нижньому положенні. Застосовуються стандартні зварювальні напівавтомати з застосуванням присадного дроту малих і середніх діаметрів.
Технологія техніка та режими націлені на наступне:
• зниження зварювальних напруг і деформацій. Рекомендується встановлювати зварювальний струм на 20-30% нижче, ніж при зварюванні низьковуглецевих конструкційних сталей. Виконувати зварювання вузькими прямими валиками на максимальної швидкості і з охолодженням швів нижче 200 С після кожного проходу;
• мінімальний перегрів і зменшення розмірів зварювальної ванни, швидке охолодження після кожного проходу;
• дотримання зазорів і ретельне очищення зварювальних кромок і близько шовного зони.
Технологія зварювального процесу для кожного із способів подібна за операціями підготовки поверхонь перед зварюванням, вимогам до високої кваліфікації зварників, по ретельному вибору зварювальних матеріалів та налаштуванням режимів, а відрізняється вибором полярності підключення.