МОЖНО ЛИ ПРИВАРИТЬ НЕРЖАВЕЮЩУЮ СТАЛЬ К ЧЕРНОМУ МЕТАЛЛУ

Сварка нержавеющей стали с «черным» металлом требует неукоснительного соблюдения правил и технологии проведения работ, а так же, учета всех особенностей данных материалов. Процесс приварки нержавейки к черному металлу регламентируется и осуществляется в соответствии с ГОСТ 3242-79, ГОСТ 6996-66 и ГОСТ 7122-81.

Особенности сварки

Теплопроводность

Нержавеющая сталь (в сравнении с низкоуглеродистыми сплавами) имеет достаточно низкие показатели теплопроводности. В связи с невозможностью быстрого теплоотвода, данный материал обладает тенденцией к сильному нагреванию, что может негативно сказываться на качестве создаваемого шва и основного металла. В связи с данным аспектом, сила сварочного тока должна быть снижена в среднем на 20%. Соблюдение этого условия исключает риск значительного перегрева изделия из нержавеющей стали в ходе сварки с заготовками из черного металла.

Коэффициент линейного расширения

В связи с тем, что нержавеющая сталь обладает высокими показателями коэффициента линейного расширения, в процессе сварочных работ, происходит ее значительная деформация. Необходимо учитывать, что процесс деформации происходит не только непосредственно в момент сварки, но и после его завершения, на этапе остывания сваренных изделий. Для не допуска деформирующих изменений, необходимо предусматривать более широкие зазоры между краями свариваемых заготовок.

Электрическое сопротивление

Нержавеющая сталь обладает высоким электрическим сопротивлением, что приводит к значительному перегреванию используемых в процессе сварки электродов. Наибольшей актуальностью данный аспект обладает в случаях, когда речь идет о работе с электродами из высоколегированной стали. В связи с указанным, сварка должна проводиться с использованием коротких (не более 350мм) электродов со стержнем из хромоникиелевых сплавов.

Межкристаллитная коррозия

Пристальное внимание необходимо уделить склонности высокохромистых сталей к межкристаллитной коррозии, приводящей к снижению у нержавеющей стали антикоррозийных свойств и образованию внутриструктурных трещин. В том числе, к проявлению данного вида коррозийных повреждений, приводит перегрев материала в ходе сварочных работ. С целью не допуска образования твердых карбидных соединений (образование происходит при температуре +500 градусов) на границах кристаллов основного металла, подвергшийся значительному нагреву материал должен быть подвергнут наиболее быстрому охлаждению. Важно учитывать, что метод быстрого охлаждения с использованием обычной воды, допустим и целесообразен только в случаях, если соединяемые заготовки изготовлены из хромоникелевой стали.

Перечень основных инструментов, используемых при сварке нержавейки и черного металла

• Сварочный аппарат.
• Сварочные электроды.
• Дуговые ручки.
• Защитная газовая маска.
• Сварочные штанги.
• Защитная спец. одежда.
• Сварочные тигели и щетки.
• Антисплавные валики.

Марки электродов для приварки нержавейки к черному металлу

• Э50А. Подходит для сталей, с высокими показателями теплоустойчивости.
• ОЗЛ-25Б. Целесообразны к использованию при работе с жаропрочными сплавами.
• НИАТ-5. Используется в случаях, когда происходит сваривание сталей с аустенитной внутренней структурой.
• ЦТ-28. Применим для сваривания сталей с высоким содержанием никеля.

В связи с тем, что одной из основных особенностей сварки нержавейки с черным металлом является риск образования трещин в шве, рекомендуется использовать высоколегированные электроды, обеспечивающие соединению высокие прочностные показатели. К присадочной проволоке также выдвигаются определенные требования, как к расходному материалу, в том числе отвечающему за надежность создаваемого соединения. Так, металл присадочной проволоки должен обладать более высокой степенью легирования, чем свариваемый материал и включать в свой состав хром, никель и марганец.

Рекомендуемые типы сварки

1. Сварка в режиме ММА покрытыми штучными электродами, предназначенными для работы в данных условиях.
2. Сварка с использованием вольфрамовых неплавящихся электродов.
3. Сварка в защитной газовой среде (наиболее предпочтителен аргон). Работа с использованием аргона считается наиболее оправданной, так как этот газ обеспечивает наиболее качественную защиту зоны шва от перенасыщения металла азотом и, как следствие, его окисления.

Важно отметить, что на качество соединения оказывает влияние положение электрода в процессе работы. Верным считается перпендикулярное расположение относительно поверхности заготовок.

Помимо вышеуказанного, на надежность шва оказывает влияние наличие в нем доли основного металла, которая в зависимости от типа сварки может составлять от 30 до 40%.

Выбор режима сварки

Выбор режима осуществляется в зависимости от толщины материала:

• Толщина 1 мм. Работы производятся с применением постоянного тока силой до 60 А и электрода диаметром 2 мм.
• Толщина 2 мм. Процесс сварки идет с применением переменного тока силой до 80А и электродов диаметром 3 мм.
• Толщина 4 мм. При работе с заготовками, имеющими толщину 4 мм, используются постоянный ток силой до 130 А и электроды диаметром 4 мм.

Несоблюдение указанных условий может привести к повреждению металлов и некачественному формированию шва.

Подготовка к сварке нержавеющей стали и черного металла

1. Зачистить поверхность свариваемого материала от налета, грязи, окалины, коррозии и т.д.
2. Подготовить расходные материалы.
3. Прокалить электроды (оптимальной принято считать температуру до 210 градусов в течение 60 минут).
4. Подключить ток.

Дополнительные рекомендации

• В случаях, когда работы ведутся с применением газовой сварки, не рекомендуется скоростное охлаждение. Целесообразно постепенное остывание.
• Для образования более надежного соединения, рекомендуется нанесение флюса на рабочую поверхность.
• При использовании вольфрамового стержня, требуется внимание к качеству заточки его наконечника.
• Для придания максимальной надежности сварочному шву на молекулярном уровне, рекомендуется увеличить область захвата черного металла. Шов формируется глубоким и широким.
• Расположение электрода должно быть перпендикулярным, ближе к черному металлу.
• Для минимизации риска растекания металла, рекомендуется проводить сварку в нижнем положении.
• Наличие большого количества однородного металла между деталями, улучшит качество соединения.
• Движения должны быть плавными и точными. Необходимо избегать рывков и быстрого темпа.

Контроль качества полученного соединения

Выбор инструмента, техника проведения работ и контроль качества полученного соединения определяются требованиями ГОСТ. Тактика проверки качества включает в себя несколько основных манипуляций:

1. Проверка шва может осуществляться путем нанесения на область соединения керосина, или ацетона. Просачивание и наличие капель с противоположной стороны говорит о низком качестве шва и наличии микротрещин, или отверстий.

2. Гидравлический метод. Используется для проверки прочности соединения и допустим исключительно в тех случаях, когда визуально не было обнаружено дефектов соединения. После проведения гидравлической проверки, соединение подвергается тщательному визуальному осмотру.

Техника безопасности при проведении сварочных работ

• К работе допускается только исправное оборудование, прошедшее полный контроль.
• Используемые электроды должны отвечать требованиям качества и соответствия (быть новыми, с сохранением рабочего слоя, отсутствием трещин и обладать хорошей заточкой).
• Рабочее место должно быть подготовлено к проведению сварочных работ. В том числе с него должны быть удалены все легковоспламеняющиеся смеси и предметы.
• На пол, под ноги специалиста проводящего работы должен быть выслан резиновый коврик.
• Все работы проводятся в специальной форме с наличием: маски сварщика, защитного спец. комбинезона, перчаток и прочной рабочей обуви.
• Помещение, в котором проводятся работы, должно быть оборудовано качественной и исправной приточно-вытяжной вентиляцией.

Важно учитывать, что к обустройству рабочего места и помещения, а так же, форме одежды работающего выдвигаются такие же строго регламентируемые требования, как и к самому рабочему процессу.