Меню Рубрики

Выгорание нержавейки при сварке

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Выгорание — легирующий элемент

Выгорание легирующих элементов в случае применения флюса SPO / 375 находится в допустимых пределах. Поскольку флюс не науглероживает металл шва, то последний стоек против межкристал-литной коррозии. Чтобы предотвратить повышенное обогащение металла шва кремнием и связанную с ним опасность образования трещин, сварочное напряжение не следует поднимать слишком высоко. [1]

Выгорание легирующих элементов , разбрызгивание и опасное азотирование металла шва возрастают при увеличении длины дуги. Поэтому ручная дуговая сварка нержавеющих сталей должна производиться на предельно короткой длине дуги. Защита расплавленного металла при ручной дуговой сварке комбинированная — шлаком и частично газами, выделяющимися из покрытия при горении дуги. Большинство аустенитных электродов имеет тугоплавкое покрытие основного типа, требующее применения постоянного тока с обратной полярностью. Для легирования и раскисления металла в покрытия вводят ферросплавы марганца, титана, ниобия, молибдена, кремния или порошки металлического молибдена, хрома, алюминия, титана. [3]

Отсутствие выгорания легирующих элементов позволяет получать швы, в которых сохраняются свойства основного п присадочного металла. [4]

Степень выгорания легирующих элементов присадочного металла зависит от способа и режимов сварки. Например, при сварке электродами с защитным покрытием выгорает 1 — 1 5 % хрома и 60 — 80 % титана, находящегося в проволоке. Меньше выгорают молибден и ниобий, которыми в основном легируют проволоку для толстопокрытых электродов. [5]

Во избежание выгорания легирующих элементов и возникновения пористости наплавляют возможно короткой дугой. Диаметр электродной проволоки выбирают в зависимости от толщины наплавляемого слоя. Сила тока зависит от толщины электрода и равна приближенно силе тока при сварке. Конец электрода колеблется поперек направления наплавки так, чтобы возник наплавленный слой шириной в 2 5 раза больше диаметра электрода. Толщина слоя составляет примерно 70 % от диаметра электрода. [6]

Для предохранения выгорания легирующих элементов с поверхности сплава в процессе эксплуатации необходимо защищать детали эмалированием, хромированием, алитированием или никелированием. [7]

Для уменьшения степени выгорания легирующих элементов в поверхностном слое, устранения возможности образования трещин и выпадения карбидов хрома в металле, примыкающем к кромкам реза, различные методы резки целесообразно производить с наибольшими возможными скоростями. [8]

С целью уменьшения выгорания легирующих элементов основного и присадочного металла при сварке стыков труб из низколегированной теплоустойчивой стали 12Х1МФ и аналогичных рекомендуется поддерживать сварочную ванну по возможности густой, с тем, чтобы время пребывания присадочного материала в жидком состоянии было минимальным. В процессе сварки горелку и присадочный материал следует непрерывно перемещать по всей площади основного металла, разогретой до температуры плавления. [9]

Окисление наплавленного металла и выгорание легирующих элементов ( углерода, марганца, кремния и др.) происходят в результате соединения его с кислородом воздуха. Эти процессы снижают прочность наплавленного металла. Из воздуха в наплавленный металл проникает также азот, который образует нитриды. Нитриды несколько повышают предел прочности металла, но зато значительно ухудшают его пластичность. Для защиты металла от окисления, выгорания легирующих элементов и насыщения азотом при сварке и наплавке применяют электродные обмазки и флюсы, которые при плавлении образуют шлак, надежно изолирующий металл от окружающей среды. Хорошие результаты также дает применение сварки в среде защитных газов. [10]

Окисление наплавленного металла и выгорание легирующих элементов ( углерода, марганца, кремния и др.) происходят в результате соединения его с кислородом воздуха. Эти процессы снижают прочность наплавленного металла. [11]

Для защиты от окисления и выгорания легирующих элементов при нагреве под штамповку применяют покрытия на основе стеклоэмалей. Нанесенные перед нагревом стеклоэмали являются хорошими теплоизоляторами, в ряде случаев они сохраняются на протяжении нескольких переходов и предохраняют металл от окисления и выгорания легирующих элементов при последующей термической обработке. [12]

При сварке легированных сталей происходит выгорание легирующих элементов , выделение карбидов при нагреве, наблюдается самозакаливаемость наплавленного металла и металла переходной зоны, возникают усадочные напряжения и появляются трещины вследствие малой теплопроводности некоторых легированных сталей. [13]

При сварке легированной стали происходит выгорание легирующих элементов , выделение карбидов при нагреве, наблюдается самозакаливаемость наплавленного металла и металла переходной зоны, возникают усадочные напряжения и появляются трещины вследствие малой теплопроводности некоторых легированных сталей. [14]

При сварке легированных сталей происходит выгорание легирующих элементов , выделение карбидов при нагреве, наблюдается самозакаливаемость наплавленного металла и металла переходной зоны, возникают усадочные напряжения и появляются трещины вследствие малой теплопроводности некоторых легированных сталей. [15]

источник

Сварка нержавеющих сталей. Часть 1

Сплавы железа с углеродом, содержание которого составляет до 2,0%, называются сталью. Введение в состав стали хрома в количестве не менее 12 (11,7)% делает её коррозионно-стойкой, так называемой «нержавейкой».

Введение в состав стали хрома в количестве не менее 12 (11,7)% делает её коррозионно-стойкой, так называемой «нержавейкой», обладающей высокой коррозионной устойчивостью в агрессивных средах (воздух, растворы солей и некоторых кислот, морская вода и др.).

Кроме железа, углерода и хрома нержавеющие стали могут содержать другие элементы (никель, молибден, ниобий, титан, и др.), которые повышают коррозионную стойкость, кислотостойкость, окалиностойкость, жаропрочность, хладостойкость и другие физико-механические свойства нержавеющих сталей.

Причина коррозионной стойкости нержавеющей стали объясняется тем, что на поверхности хромсодержащей стали, контактирующей с агрессивной средой, образуется тонкая плотная плёнка нерастворимых окислов, препятствующая дальнейшему окислению.

По химическому составу нержавеющие стали делятся на:

Большинство нержавеющих сталей склонны к образованию горячих или холодных трещин, что усложняет получение качественного сварного соединения. Основные трудности, возникающие при сварке нержавеющей стали, обусловлены их физико-механическими свойствами:

  • низкий коэффициент теплопроводности;
  • высокий коэффициент теплового расширения;
  • способность закаливаться.

Подготовка кромок деталей перед сваркой должна производиться механическим способом, допускается применение плазменной или другой дуговой резки с последующей механической зачисткой на глубину не менее 0,8 мм.

При сварке нержавеющих сталей поверхность деталей следует предохранять от попадания на них брызг расплавленного металла и шлака, которые, повреждая поверхность, могут быть причиной коррозии, надрезов, трещин. Для предохранения от приваривания брызг на поверхность деталей, прилегающих к сварному шву, наносят специальные средства для защиты поверхностей.

Нержавеющие стали могут свариваться всеми промышленными способами сварки. Наиболее широкое распространение для сварки нержавейки получили: ручная дуговая сварка (ММА), аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом (TIG), полуавтоматическая и автоматическая сварка (МIG/ МАG). Выбор способа и метода сварки определяется требованиями, предъявляемыми к сварному соединению.

Ручная дуговая сварка нержавейки

Основной особенностью ручной дуговой сварки нержавеющих сталей является необходимость получения требуемого химического состава металла шва с учетом доли основного и электродного металла в металле шва. Для уменьшения выгорания легирующих элементов сварку необходимо вести короткой дугой. Сварку покрытыми электродами рекомендуется выполнять небольшими валиками с минимальным проплавлением основного металла. Прокалка электродов перед сваркой уменьшает вероятность образования пор и трещин в швах.

Аргонодуговая сварка нержавейки вольфрамовым электродом

Данный способ сварки рекомендуется применять:

  • для сварки деталей толщиной до 7 мм.
  • для сварки корневых швов при изготовлении ответственных толстостенных деталей
  • при сварке неповоротных стыков труб.

Особенно эффективно применение этого способа для сварки деталей небольшой толщины (до 2 мм). Сварку ведут без присадочного материала («своим телом») или с присадочным материалом на постоянном токе прямой полярности.
В качестве неплавящегося электрода используют вольфрамовые электроды марок WT-10, WT-20, WT-40 и др.
Для защиты используются чистый аргон.

Полуавтоматическая сварка нержавейки

Полуавтоматическая сварка благодаря высокой скорости широко используется для сварки различных конструкций. Для защиты сварочной ванны используется смесь аргона и углекислоты в соотношении 98% Ar -2% СО?.

Вместо углекислоты в смеси может использоваться кислород.

При полуавтоматической сварке нержавейки используют несколько процессов:

  • сварка короткой дугой – для сварки тонкого металла;
  • струйный перенос – для сварки деталей большей толщины;
  • импульсная сварка.

Предпочтительно использовать импульсный процесс сварки, который является наиболее управляемым процессом. При использовании данного процесса металл сварочной проволоки переходит в сварочную ванну благодаря подаваемым импульсам. Каждый импульс – одна капля металла.

При импульсном процессе снижается средний ток горения дуги, уменьшаются тепловложения, а значит уменьшается зона термического влияния. При импульсной сварке практически отсутствуют сварочные брызги, что экономит сварочные материалы и сокращает время на зачистку швов. Для выполнения сварки нержавейки в импульсном режиме можно использовать профессиональные инверторные сварочные полуавтоматы фирмы SELCO марок GENESIS серий PMS, PME, МTЕ, GSM а при сварке нержавеющих сталей в режиме струйного переноса или короткой дугой используют полуавтоматы марок QUASAR и GENESIS серий SMS, MSE.

Последующая обработка сварных соединений

После сварки на поверхности сварного соединения образуется пористый оксидный слой, содержащий своем составе и свободный хром, который выделился из основного металла. Вследствие этого под оксидным слоем образуется зона с пониженным содержанием хрома.

Травление является наиболее эффективным способом, позволяющим устранить пористый оксидный слой и зону с пониженным содержанием хрома. Травление выполняется в зависимости от производственных условий путем погружения в специальные растворы, поверхностного нанесения их или покрытия специальной пастой.

Для достижения стойкости к коррозии сварного соединения такой же, как у основного металла, оксидный слой и зону с пониженным содержанием хрома необходимо удалить. Для удаления этих зон используют такие технологические приёмы как травление.

Время травления зависит от концентрации растворов, толщины оксидного слоя, температуры окружающей среды. Для удаления оксидного слоя, а также цветов побежалости и создания защитного слоя оксида хрома используется паста для травления и пассивации Lastinox TS, травильная паста ESAB Stain Clean. Шлифование или полирование конструкций после травления увеличивают их коррозионную стойкость.

сварка стали, Ручная дуговая сварка нержавейки, сварка нержавеющих сталей, дуговая сварка, Аргонодуговая сварка нержавейки, Полуавтоматическая сварка нержавейки, нержавеющая сталь, Lastek, нержавейка, нержавейкой, сварка нержавейки, хромсодержащая сталь, вольфрамовым электродом, TIG, МIG, МАG, паста травления, травильная паста

источник

Сварка нержавеющей стали (нержавейки)

Сварка нержавеющей стали имеет свои отличительные особенности. Из нашей статьи вы за несколько минут узнаете много полезной информации об этом процессе. В одном месте мы собрали основные данные о методах сварки и важных нюансах при проведении работ. Читайте и применяйте полученные знания на практике. Магазин сварочного оборудования Тиберис всегда с удовольствием делится с вами секретами и рад помочь дельным советом.

Содержание

Нержавеющая сталь – что это за материал

Во все времена, главным врагом изделий из железа была ржавчина. Она способна превратить в груду бесполезного металлолома самые прочные сооружения. Из-за окисления на открытом воздухе приходят в негодность точные инструменты и разрушаются огромные конструкции.

Но чуть более века назад, людям удалось найти отличное средство от ржавчины. В 1913 году английский исследователь Гарри Брайрли создал первую в мире (по официально признанной версии) нержавеющую сталь. Она содержала в своем составе 12,8% хрома и 0,24% углерода. Хотя первые опыты со сплавами железа и хрома начали проводить еще в 1820 году.

Нержавеющая сталь обладает ярко выраженными антикоррозионными свойствами. Эти характеристики нержавейка приобретает при добавлении в ее расплав определенных металлов. Чаще всего для таких целей используют хром, никель, марганец и молибден.

Существует 3 основных группы нержавеющей стали по химическому составу:

  1. Хромистые (имеют повышенную прочность) Это – самые дешевые виды нержавеющей стали. Они хуже поддаются обработке из-за низкой пластичности.
  2. Хромоникелевые (отличаются большей пластичностью). Наиболее востребованная и широкая группа нержавейки. Добавление никеля стабилизирует структуру сплава и придает стали слабые магнитные свойства.
  3. Хромомарганцевоникелевые. Добавление марганца в сплав увеличивает прочность, сохраняя пластичность стали.

Каждая из этих групп содержит в себе десятки и даже сотни марок нержавеющих сталей, которые могут значительно отличаться по своим свойствам. Например, хромистые стали с минимально допустимым (12-14%) содержанием хрома массово используются при изготовлении клапанов в агрегатах и производстве обычной кухонной утвари. В то же время хромистые стали с содержанием хрома 25-33% обладают великолепной жаропрочностью. Поэтому они применяются в металлургии при создании оборудования для выплавки металла.

Кроме того, нержавеющие стали различают по физической структуре. Среди множества видов, наиболее известны ферритные, аустенитные и мартенситные стали.

Где используются различные виды нержавеющей стали

Сфера применения нержавеющей стали затрагивает буквально все стороны жизни человека. Наиболее популярные хромоникелевые аутенситные стали массово идут на изготовление крепежных деталей (болтов и гаек). Из этих сплавов часто делают монеты, например, украинские 1,2 и 5 копеек. Аутенситы достаточно просто поддаются термической обработке, в том числе и сварке.

Ферритные сплавы нашли широко применение в химической промышленности. Высокая стойкость к воздействию многих видов кислот и большой температуры позволяет использовать такие виды стали для изготовления огромных резервуаров на химических предприятиях. Но сваривать изделия из ферритной стали намного сложнее. Значительная устойчивость к высоким температурам делает эти сплавы неудобными для сварки наиболее распространенными методами (MMA, MIG/MAG, TIG). Но в домашних условиях ферриты встречаются очень редко.

Мартенситные стали получили широкое распространение в производстве инструментов. Именно из мартенситных марок стали изготавливают кухонные ножи. Как и аутенситные аналоги, их сваривать можно без особых проблем.

Какими методами сваривают нержавейку

Сварка нержавеющей стали может производиться различными способами. Но наиболее часто используют 3 основные технологии:

  1. Ручной дуговой сваркой плавящимися электродами (MMA). Этот метод наиболее распространен в домашних условиях, т.к. инверторы для РДС по цене доступны каждому сварщику. Отличается самым низким качеством, поэтому в промышленных масштабах практически не используется.
  2. Полуавтоматической сваркой проволокой в среде защитного газа (MIG/MAG), для этого отлично подойдут сварочные полуавтоматы. Наиболее эффективный способ: быстрый, образующий ровный шов. Лучше подходит для более толстых деталей.
  3. Сварку неплавящимися электродами в среде инертного газа (TIG), чаще всего используют инверторы для аргонодуговой сварки. Более предпочтителен при сварке тонких заготовок. Рекомендуется при сварке труб высокого давления..

Кроме того, сварка нержавейки может проводиться и менее распространенными способами. К ним относятся:

  1. Точечная и роликовая сварка.
  2. Плазменная сварка.
  3. Лазерная сварка.

Но, использование этих технологий ограничивается высокой стоимостью и сложностью процесса. Поэтому их применяют исключительно при необходимости сварки деталей, требующей высокой точности или при обработке трудносвариваемых материалов.

Особенности сварки нержавеющей стали или как избежать появления дефектов при сварке нержавейки

Сварка нержавейки имеет свои нюансы, которые определяются свойствами этого материала:

  1. Присутствие в составе стали хрома. Этот металл под воздействием высокой температуры реагирует с углеродом, образуя карбид хрома, тем самым снижается прочность сварного соединения. Поэтому место сварки быстро охлаждают (иногда даже обычной водой).
  2. Пониженная теплопроводность. В связи с чем, силу тока сварки необходимо снизить на 15-20% по сравнению с процессом обработки обычной стали.
  3. Повышенный коэффициент расширения металла. Поэтому необходимо постоянно следить за величиной зазора между свариваемыми деталями.
  4. Большое электрическое сопротивление. По этой причине электроды с хромоникелевыми стержнями имеют ограниченную (до 350 мм) длину.

Эти четыре основные особенности сварки нержавейки необходимо всегда учитывать, приступая к работе. Только выполняя указанные выше условия, можно добиться качественных результатов. В противном случае – образование дефектов вам гарантировано.

Каким должно быть качественное оборудование и материалы для сварки нержавеющей стали

Выбор оборудования для сварки нержавейки нужно делать, ориентируясь на особенности этого материала.

Лучше всего использовать электроды для сварки, изготовленные из той же марки нержавеющей стали, что и свариваемые изделия. Тогда процесс расплавления металла происходит равномерно, обеспечивая качественный результат.

При сварке проволокой также необходимо подбирать ее, исходя из материала свариваемых заготовок. Главная сложность состоит в том, что определить «на глаз» конкретную марку нержавеющей стали невозможно. Для этого нужно провести сложный спектральный анализ в специализированной лаборатории. Если вы столкнулись с такой проблемой, лучше всего поискать информацию на сайте производителя свариваемого изделия.

Обработка изделий перед сваркой – что и как надо делать

Обработка изделий из нержавеющей стали перед сваркой выполняется в следующем порядке:

  1. Очищается поверхность изделия от грязи. Для этого обычно используют стальную щетку.
  2. Производится обработка растворителем (уайт-спиритом, специальной жидкостью или ацетоном). Отсутствие жира на поверхности детали увеличивает устойчивость дуги.
  3. Свариваемая поверхность обрабатывается средством от налипания брызг. В результате после сварки необходимость механической обработки поверхности попросту отпадает.

Единственное существенное отличие подготовки изделий из нержавеющей стали состоит в необходимости наличия зазора между кромками деталей. Он обеспечивает свободную усадку.

Как обрабатывают изделия из нержавейки после сварки

Нержавеющая сталь после сварки подлежит обязательной дополнительной обработке. Игнорирование этого правила может очень быстро привести к негативным последствиям: появлению коррозии и уменьшению прочности изделия.

Предварительная обработка после сварки может выполняться такими методами:

  • Механическая зачистка сварного шва. Эта операция, главным образом, предназначена для улучшения внешнего вида изделия. Производится жесткими стальными щетками.
  • Пескоструйная обработка. Преследует те же цели. После ее проведения шов выглядит еще красивее.
  • Шлифование. Позволяет добиться идеально ровной поверхности шва.

Но все эти способы предварительной обработки влияют лишь на внешний вид изделия. Чтобы качественно защитить место сварки от разрушения, нужны более действенные методы – пассивация и травление.

Травление – это обработка места сварки химически активными веществами (кислотами или специальными жидкостями). Кислоты разъедают окалину, которая может вызвать появление ржавчины.

Пассивация – это нанесение на место сварки спецсредства, под действием которого на поверхности металла образуется защитная пленка из оксида хрома.

Только после проведения химической обработки место сварки способно надежно противостоять коррозии.

Особенности сварки нержавейки с другими материалами

Главная опасность, которая имеется при сварке нержавеющей стали с другими материалами, таится в их смешивании. В результате, свойства разнородного сварного шва могут резко ухудшиться. Шов становится твердым и хрупким, в нем образуются трещины.

Чтобы избежать такого развития событий, необходимо:

  1. Использовать в качестве присадки высоколегированные или созданные на основе никеля сплавы.
  2. Обязательно прокаливать электроды перед сваркой и тщательно очищать поверхности изделий.
  3. Не подогревать место сварки перед началом работ.
  4. Применять электроды, предназначенные для сварки высоколегированной стали.

В сварном шве желательно добиться как можно меньшего наличия основного металла (расплавленным при сварке частичкам исходных изделий). Его составляющая не должна превышать 40% от общей массы. Остальное – электроды или присадочная проволока, в зависимости от типа сварки.

Выводы

Сварка нержавеющей стали хоть и представляет собой довольно сложный процесс, но может осуществляться качественно даже в домашних условиях.

Для позитивного результата необходимо:

  1. Правильно учитывать особенности сварки нержавейки.
  2. Выбрать наиболее подходящий (доступный) метод сварки.
  3. Тщательно обработать место сварки до начала и после окончания работ.
  4. Использовать качественное сварочное оборудование и расходные материалы.

Все эти пункты легко реализуются при наличии желания. А специалисты магазина Тиберис всегда готовы предложить свою помощь по выбору наиболее подходящего сварочного оборудования. Обращайтесь – с нами сварочные работы проводить намного легче и эффективнее.

источник

Сварка и контроль #2 про нержавейку

Товарищ @vileChuka , спрашивал про нержавейку под высоким давлением. Указанный ГОСТ 32569-2013 на технологические трубопроводы, по большому счету там все есть. Но обо всем по порядку!
Начнем с самой стали, чем опасна нержавейка? Что с ней не так?
Да все с ней нормально, при условии что вы знаете чем она опасна. Как многим известно, а кому то и не очень, нержавейка имеет склонность к межкристаллитной коррозии (МКК). МКК в нержавейки вызвана обеднением границ зерен хромом и появление карбидов хрома. Кто, что понял? Карбид хрома это соединение хрома с углеродом. Всему виной, как мы видим, углерод. А теперь посмотрим немного с другой стороны. Нержавейка имеет наилучшие химические и механические свойства при аустенитной структуре. Что такое аустенит спросите вы? Кто не знает тот открывает диаграмму железо-углерод. А вот она ниже, интересно?

Во время нагревания стали, имеющей структуру перлита, углерод, выпавший из твердого раствора (аустенита), полностью растворяется в железе, в результате чего вновь образуется твердый раствор. То есть вот вам товарищи причина для термообработки. Но это не панацея. Во первых стойкость к МКК для сварного соединения придается грамотным подбором сварочного материала (электроды, пруток, проволока). Материалы как правило должны быть с низким содержанием углерода, и/или стабилизированы ниобием или титаном. Но есть ещё интересная вещь, многие знают но не многие приобретают зачистные круги, щетки, корд щетки для нержавейки. Тоесть все что касается нержавеющей трубы должно быть нержавеющее. Если у вас заложена сварка неплавящимся электродом в среде аргона, то обязательно аппараты должны быть с бесконтактным поджигом. Иначе вольфрамовые включения будут обязательно, и будут резать трубу ребята до потери сознания, а именно не более 3 раз потом участок на замену. Что касается сварки РАД, если она присутствует, а я считаю она должна быть, хотя бы для корня на таком давление, обязательно с поддувом. Поддув необходим для формирования качественного, ровного обратного валика. Представьте себе что товарищ сварщик оставил «сопли» в стыке и их ненароком, через какое-то время сдуло вашим давлением в 400кг/см2. Это будет печально.
Отдельно хотел бы написать про допуск сварщиков на объект. Лично я бы, не смотря на наличие удостоверения НАКС, прогнал бы всех через контрольные образцы (КСС). Берём две трубные катушки миллиметров по 200-400, в зависимости от диаметра и вперёд, свариваем, смотрим ВиК, потом РК (рентген), потом отправляем на мех испытания с проверкой образцов на стойкость к МКК. Естественно ребята это делают на том оборудование, теми материала, которыми собираются работать.
Термообработка.
Термообработка сварных соединений требуется, если читать ГОСТ только при толщинах более 30, или при наличии агрессивной среды. Для самой термообработки потребуется как минимум термопост в полной комплектации (пояса КЭН, коврики, компенсационные провода, термопары, маты термостойкие, каолиновая вата). И все помнят, что согласно ГОСТа термообработки сварного соединения газовой горелкой возможно производить при диаметра 76мм и менее, но при наличии равномерного нагрева и контроля температуры. Нержавеющие стали как правило нагревают до 1000-1200 градусов Цельсия, а потом резко охлаждают, или не очень резко, то есть при температуре окружающей среды.
Да и чуть не забыл по поводу того что нержавеющие стали ведёт. Это норма, при нагреве она удлиняется, а при охлаждении ее стягивает. Всему виной коэффициент расширения. Так что это надо учитывать при монтаже. Во время сварки использовать например обратноступенчатый способ сварки, или в шахматном порядке. Но никто не заморачивается, а просто пилит в том месте, где стянуло зазор.
Ну и наконец контроль.
Как мы видим из ГОСТа он 100%. 100% входной, Визуальный и измерительный, рентгенографический или ультразвуковой, где необходимо Капиллярный (кромки старых труб если такие имеются лучше бы проверить), и стилоскопирование обязательно, как материалов так и сварных соединений. И сразу понятно что высокое давление это I Aa категория, и там не допускается практически ни чего в стыке (таблица в госте имеется).
По итогу мы имеем, что на такую работу требуется высококвалифицированный персонал. Недешевое оборудование (ресантами высокое давление не сваришь), зачистные расходные материалы для нержавеющих сталей. Термопост и даже не один. Лаборатория неразрушающего контроля и желательно, если нет на предприятии, свой технический надзор, который будет следить чтобы ребята не шалили.
Вот вкратце на что требует обращать внимание при сварке нержавеющих сталей. Так что @vileChuka , хороших Вам подрядчиков и грамотного персонала. И всем кому это интересно того же.

источник

Проблемы по сварке нержавейки

Варили нержавеющие трубы в нахлест, газ аргоновый микс, проволка нерж., сварочник полуавтомат Искра. Шов ровный,сначала варили с продувкой, потом бросили. Суть проблемы, начали проливать в некоторых местах потекло, причем визуально шов ровный провар нормальный, зачистил прошел еще раз, помогло но не везде. Подскажите в чем может быть проблема и как исправлять?

В том то и проблема, что бросили продувку. Нержавейка такая сталь, что при сварке без защитной среды образует оксиды хрома в своем составе, те в свою очередь приводят к трещинообразованию, которое и дает течь. Вот коротко о сварке выхлопной системы спортивного автомобиля написано — вам может помочь.

Kostyan_Kh , зачистка помогла против протечек?

Еще про особенности процесса и настройку аппарата для нержи можете почитать , все очень понятно и доступно.

Mitrich83 , начал с конца читать — не согласен с автором по части рекомендации конкретных моделей, кроме ЕВМ разве что, да и там есть выбор получше.
Потом почитал сверху — автор изумляет косяками ))
Например: «MIG без газа при помощи порошковой проволокой»

  • MIG — это Metal + Inert Gas. ГАЗ Карл! Полуавтоматическая сварка без газа называется иначе — FCAW.

«Метод MIG-MAG применяется, когда необходимо сварить низко-, так и высоколегированные (нержавеющие) стали, а также алюминий и его сплавы.»

  • Метод МАГ — это Металл + Активный Газ (СО2), как раз не применяется для перечисленных металлов.

«. хром, содержащийся в стали, послабляет металл, увеличивая его способность ржаветь..»

  • «послабляет». Ну ващето хром и добавляют в сталь, чтобы она не ржавела, в количестве от 13% всего сплава. А еще хром добавляют в хорошую броню — чтобы она «покреплялась».

И т.п. Но особенно потряс совет по сварке тоненьких листов методом струйного переноса. Это ж порядка 300 А и выше! ))
Статья веселая, есть и дельные сведения, но как теперь ей доверять начинающему сварщику?

Митрич, если вы Автор — киньте мне рублей 500 — поправлю всё.

А серьезный вопрос по сварке нержи п/а вот в чем: обязателен ли импульсный режим или можно хорошо обойтись безымпульсным, особенно если производитель утверждает, что его апп имеет особую настройку для нержи? И если не имеет?
Мне не с чем пока сравнить, имел дело только с импульсным. Не будет ли без импульса много брызг и выгорания шва?

И второй вопрос: вот у многих безимпульсных п/а есть режим сварки точками (прерывистый), у дорогих этот режим можно регулировать так, что длительность импульса будет 0,2 с, а длительность паузы — 0,1 с. Как думаете, можно ли уподобить такой режим «медленно»-импульсному и использовать для сварки тонкоты, нержи, а то и ал?

источник

Сварка нержавеющей стали

Нержавеющей сталью являются коррозионностойкие легированный сплавы, устойчивые к тяжелым условиям. Исследователь Гарри Бреарли во время экспериментов с металлами в 1913 году, обнаружил заметную сопротивляемость коррозийным факторам, состава с хромом. Перед этим Krupp Iron Works запатентовала сталь аустенитного типа (7% никеля и 21% хрома). В 1915 году компания из Шеффилда выпустила на массовый рынок нержавейку. Производитель рекомендовал использовать продукцию для столовых материалов.

Компания «Томас Фирт и сыновья» наладила выпуск ножей из нержавеющей стали. Позже спустя более 10 лет была запатентована марка 18-8 с, которая содержала 8% никеля и 18% хрома. Такой вариант стремительно набирал популярность. Нержавеющая сталь является одним из самых прочных и надежных материалов современности. Согласно собранной информации ISSF в 2009 году объем производства стали нержавеющих марок составил около 25 млн тонн.

Виды нержавеющей стали

Нержавейка разделена на три отдельных типа:

  1. Жаростойкие сплавы – материал со способностью эффективного сопротивления агрессивным средам в условиях высокой температуры.
  2. Коррозионностойкая сталь – применяется в быту и небольших предприятиях. Такие металлы можно встретить на объектах нефтеперерабатывающей, легкой промышленности. Вариант материала пригоден для производства различных инструментов и техники.
  3. Жаропрочный тип стали необходим для сохранения механических свойств (формы, прочности) во время высокой температуры.

По химическому строению нержавеющие сплавы разделяют на различные виды:

  • Мартенситные стали получили отличные коррозионностойкие качества в условиях обычного открытого пространства и средах с малым уровнем агрессивности. Такую нержавейку применяют для приборов, функционирующих на износ. В частности, из мартенситных сплавов изготовляют ножи, упругие элементы химического и продовольственного производства. Такой материал может применяться в незначительных концентрациях соли и кислотных растворов.
  • Аустенитные нержавейки отличаются физическими свойствами в том числе твердостью и пластичностью. Нержавейку активно применяют в машиностроительной отрасли. Этот вариант сплава при осуществлении холодных деформационных усилий может проявить магнетическую силу. Высокая технологичность материала позволяет использовать детали для конструкций и приборов.
  • Ферритные сплавы можно обнаружить в окислительной атмосфере. Подобный материал отлично выполняет функции в бытовых приборах, системе отопления, системах для теплообмена. Также сплав высоко ценится в пищевом сегменте производства. На сплав не действует азотные концентраты, жидкости с аммиаком и подобные агрессивные среды.
  • Аустенитно-ферритная основа проявляет более высокий предел текучести материала на фоне подобных металлов. Комбинированный металл демонстрирует малый рост зерен при двухфазной структуре. В связи с малым количеством никеля аустенитно-ферритовая сталь хорошо соединяется во время сварки. Такие сплавы удачно применяются в авиастроении, химическом производстве, тяжелой промышленности.

Классификация материала по составу элементов

Хромистые виды включающие Мартенситные, Полуферритные, Ферритные сплавы используют для клапанов гидравлических прессов, лопаток для турбин, пружин и прочей бытовой техники.

Хромоникелевые (аустенитные) нержавейки идут в качестве ресурса для столовых приборов, стоматологических изделий.

Стабилизированные аустенитные марки являются ресурсом для создания сварных конструкций для работы в агрессивных условиях, высоких температурах (до 800 °C).

Соединение металла сваркой

Сварки нержавейки имеет свои особенности, которые стоит учитывать при работе для избегания брака и дефектов.

  1. Материал склонен к утрате коррозийного сопротивления. При температуре более 500 °С материалы начинают терять включения хрома и феррума. Для предотвращения выхода молекул из раскаленной сварочной ванны, когда проводится работа с различной нержавейкой, требуется быстрое охлаждения участка нового шва.
  2. Нержавейке свойственен высокий уровень усадки и эффекта расширения. Во время охлаждения сталь сужается. При сварочном нагреве нержавейка наоборот незначительно увеличивается в размерах.
  3. Коррозионностойкая сталь имеет в два раза меньшую теплопроводность, чем у прочих металлов используемых для сварки. Это приводит к скапливанию тепловой энергии во время проведения сварки в зоне нагрева. Чтобы предотвратить значительное неравномерное распределение энергии, сварочный ток, как правило подается на 15% меньше нормы.

Создавать связь нержавейки можно несколькими методами, но практически применяют:

  1. Электросварочные работы по нержавеющей стали покрытыми электродами (ММА).
  2. Сварка полуавтоматом с нержавеющей проволокой (МИГ).
  3. Аргоновый метод с вольфрамовым электродом (TIG).

Наиболее распространенные способы неразъемного соединения нержавеющего материала

Благодаря многочисленным исследованиям, сварить нержавейку связывают швом разными технологиями.
Способы проведения сварки нержавеющей стали имеют свои особенности и выбираются исходя из возможностей целей и доступности.

Известны ручные, автоматические и полуавтоматические варианты соединения. На производстве часто используют автоматические виды сварки, в частности сварку под флюсом. При таком методе сварочная дуга производится под требуемой прослойкой флюса между сварочной проволочного электрода и основной массой металла. Такой метод решает массу задач:

  • шлак защищает зону сварочной ванны от влияния атмосферы;
  • дуга горит стабильно без прерываний;
  • отсутствие разбрызгивания расплавленного металла;
  • более удобная среда для создания сварного соединения.

Существует ручной и полуавтоматический способ сварки под флюсом. Такие способы пригодны для обработки малого радиуса кривизны и коротких мест соединений. В большинстве случаев применяют автоматы.

Сварка нержавейки полуавтоматом

Автоматическая форма происходит с использованием автоматической установки которая контролирует следующие функции:

  1. Перемещение электрической дуги по линии шва.
  2. Обеспечение стабильной сварочной дуги.
  3. Производит подачу заданного количества проволоки и необходимого флюса в зону плавления.

Способ отлично подходит для соединения ответственных конструкций нержавейки с большим значением толщины. Сварщики могут применять тандемную схему, где пара электродных проволок находятся одной плоскости, что положительно влияет на характер сварного шва. Весьма активно распространяется труд роботизированных систем во время обработки угловых швов и соединения ровных площадей.

Контактная сварка нержавейки

Сварочный метод контактной сварки (роликовая и точечная) подойдет при соединении нержавеющих заготовок с толщиной более 2 мм.

Точечный способ происходит при меньшей силе тока и позволяет уменьшить шанс прожога и появления карбида, способствующего окислительным явлениям.

Роликовый способ применяют для сварки неответственных соединений. Качества шва может превысить качество основы.

Холодная сварка нержавейки

Такой метод предусматривает соединение с применением двухкомпонентного клея. Такой способ приемлем для временного ремонта емкостей и труб. Смешав компоненты, холодная сварка наносится на необходимое место и затвердевает. Такой способ не применяется для разнородных металлов. Способ доступный любому лицу без подготовки и не требует значительных растрат.

Плазменный метод

Плазмой сваривают нержавейку двумя вариантами.

Плазменная сварка нержавейки

Ручной метод с использованием дуги между основным изделием и электродом, с силой тока 0,1 – 15 А. Сварка автоматом обеспечивается плазмотроном. Такой аппарат производит сварку благодаря пучку плазмы с силой тока более 100 А.

Ручная сварка аргоном

Сварка нержавейки аргоном, обеспечивает создание защитной среды от окисления, с применением благородного газа, с применением электрода из вольфрама.

Полученное сварочное соединение обладает всеми качественными характеристиками, даже если работу выполнял любитель. Аргоновый способ не производит брызги, создает красивый шов, после которого нет необходимости зачищать поверхность от шлака. Аппарат с использованием аргона для сварки нержавейки позволит вести работу даже с тонкими деталями, являясь самым чистым вариантом проведения операции. Работа с маркой нержавейкой может проходить как на переменном, так и противоположном токе. Электрическое напряжение следует настроить исходя из размеров нержавейки.

Соединение нержавеющего металла электродом при домашних условиях

В стандартных бытовых условиях соединение производится с аппаратами инверторного варианта. Такая техника питается от сети 220 В, а небольшой вес позволит легко перемещать технику и производить сварку дома или в гараже. Инвертор сможет создать надежные соединения металлических заготовок.

Для успешной операции применяют следующие параметры:

  1. Напр. 60 А, для материала толщиной 1,5 мм, электроды – 2 мм.
  2. Электрическое напряжение 75-85 А, для 3 мм толщины, следует применять электроды 3 мм.
  3. Величина настройки 100 А, для толщины 4 мм, электроды 3мм.
  4. При режиме работы 150 А, для 6 мм с электродами 4 мм.

ММА сварка: особенности

Создание неразъемной связи нержавеющей марки стали простыми электродами осуществляется несколькими этапами. В начале удаляется вся ржавчина и лишние включения на поверхности изделия. При наличии кромок свыше 4 мм мастер осуществляет их разделку напильником, что обеспечит эффективное проплавлением детали. Если изделие имеет тонкие размеры, необходимо плотно сдвинуть два края заготовки. По ГОСТу 10052-75 для нержавейки подходят ОЗЛ-8, ЦЛ-11, марки УОНИ. При наличии информации о марке металла по ГОСТу можно подобрать требуемый расходный материал.

  1. Заготовки с шириной более 7 мм, необходимо нагреть до 150 °С.
  2. После подготовки готовый инструмент подносится и легко ударяется по месту будущего шва несколько раз. Таким образом сварщик активизирует электрическую дугу.
  3. Дальнейшая операция проходит под воздействием эффекта короткой дуги. Сварщик медленно проходит весь участок шва вдоль линии с плавными зигзагообразными движениями.
  4. В конце требуется сделать замок для предотвращения швов.
  5. После остывания можно снять шлак и места сварки и произвести последующую полировку шва.

Для создания шва необходимы электроды коррозионностойкого и жароустойчивого вида. К таким электродам можно отнести ОЗЛ-6 с характерной жаростойкостью. Также выгодны прутки АНО-27 для сварки необходимых конструкций и деталей. Шов отлично противодействует низким температурам.

Расходные материалы для сварки нержавейки с черным металлом

Иногда появляется необходимость присоединить два различных металла. Согласно техническим правилам, такая связь является неверной, а необходимость соединения присутствует не часто. Для этих целей производители предлагают специальные электродные прутки.

Сварка нержавейки с черным металлом

Сварщик должен учитывать возможно ли осуществить соединение между соответствующими видами металла. Выделяются два варианта для соединения:

  • Операция вольфрамовыми стержнями.
  • Операция с черным сплавом покрытыми стержнями.

Самыми частыми электродами являются АНЖР-1 и АНЖР-2. Такие электроды позволят провести сварку во всех пространственных положениях.

Тig сварка

Работа вольфрамовыми прутками является не такой востребованной в связи с высокой стоимостью. Кроме того, необходима специальная техника. Во время работы сварщик должен постоянно следить за перпендикулярным размещением электрода по отношению с зоной сварки.

В индивидуальном порядке определяют силу тока:

  1. 1 мм – сила до 60 А, диаметр расходного материала – 2 мм.;
  2. 2 мм – ток до 80 А, с прутком – 3 мм;
  3. 4 мм – напряжение – 90-130, расходник -4 мм.

Работа с тонкой нержавейкой

Сварщик должен уметь работать с тонким материалом для удачного соединения. При соединении тонкостенной нержавейки необходимо применять напряжение на 20% меньше чем в стандартном случае. Для соединения используют прутки не более 35 мм. Сварка любой тонкой нержавейки в домашних условиях также чаще всего используют инвертор.

При работе необходимо придерживаться следующих условий:

  • Не нагревать детали более 150 °С.
  • Соединение осуществляется с малым током.
  • Не стоит придавать дуге колебательные манипуляции.
  • Для уменьшения уровня нагрева тонкостенных деталей, следует подставить теплоприемники.

Для сварки тонкостенной нержавейки используются электроды ЦЛ-11- материал является стойким к коррозии. Также ОК 63.20 разработан для сварки тонкостенных металлов для использования в агрессивной и жидкой атмосфере, выдерживая температурный режим до 350 °С.

Сварка различных нержавеющих труб

Неразъемная связь большинства нержавеющих марок труб может производиться электродами. Такие операции производятся со стержнями с рутиловой или основной обмазкой. Процесс соединения происходит с постоянным током обратной полярности.

Постоянный ток позволит предотвратить разбрызгивание нержавейки, упростить процесс работы. Также создается более качественный шов и позволяет работать с тонкостенными трубами.

Сварка труб и прочих изделий из нержавеющей стали состоит из следующих действий:

  1. Обработка материала от ржавчины.
  2. Предварительное зажигание и удержание дуги.
  3. Проверка характеристики шва, с отбытием шлака.

Для труб используют марку электродов ОК 63.20 с использованием сварки токами (способ поджига – тушения электрода).

Режимы сварки

Для нержавейки оптимальным вариантом сварки является соединение постоянным током. Чаще всего для нержавеющих металлов используют обратную полярность. Таким образом, положительным становиться электрод, а основной металл позиционируется как минус. В индивидуальном порядке режим сварки может изменяться.

Mig mag сварка

Такое решение применяется для сварочного материала с тонкой стенкой и высокими требованиями к качеству шва. Такую сварку применяют для ответственных работ для системы в условиях повышенного давления.

Соединения производят постоянным током в среде инертного газа, с использованием высоколегированной посадочной проволоки. Соединение происходит без колебаний, в противном случае нарушается защитный газовый слой. Внешний участок шва часто охлаждаю водой. Для сохранения вольфрамового стержня рекомендуется выключать поток газа спустя 15 сек после окончания работы.

Сварка лазером и сварка электронным лучом

Разогрев деталей проходит под воздействием лазерного луча. Метод высокоточный и проходит с большой скоростью.

Сварка нержавейки лазером

Лазер позволяет создать герметичное соединение различной герметичной формы. Для осуществления сварки нет необходимости в среде вакуума. Метод не применяется для толстых заготовок, кроме того лазерное оборудование обладает низким КПД (1-2%) и имеет высокую стоимость. Электронно-лучевая неразъемная связь производит операцию с использование потока заряженных частиц, которые бомбардируют необходимый участок направляемые специальной электронной пушкой. Полученный таким методом шов характеризуется высоким качеством. Такой метод редко используется в виду сложности и дороговизны реализации процесса, необходимости в вакуумной камере.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

источник

Adblock
detector