Аргонная сварка нержавеющей стали (нержавейки) методом TIG

Содержание

Что представляет собой аргоновая сварка нержавейки (TIG)

TIG – это способ сварки неплавящимися вольфрамовыми электродами в среде защитного газа — аргона. Сварку ведут переменным или постоянным током прямой полярности. В качестве присадочного материала используется проволока, желательно имеющая более высокую степень легирования, чем основной металл.

Где чаще всего применяется аргонная сварка нержавейки

Этот способ нашел частое применение на профессиональном производстве:

  • пищевой;
  • авиационно-космической;
  • теплоэнергетической;
  • в химической;
  • нефтеперерабатывающей;
  • автомобилестроительной и других отраслях промышленности.

Так, например, для сварки нержавеющих труб, применяемых с целью перевозки газообразных веществ или жидкостей под давлением, подходит именно аргонодуговая сварка нержавейки TIG.

Вывод: Большая популярность метода на крупных производствах обусловлена высоким качеством сварного соединения.

Какие плюсы и минусы есть у данного метода в отличие от MMA и MIG/MAG

Если сравнивать с другими способами сварки (МИГ/МАГ, ММА, сварка под флюсом) аргонодуговая сварка нержавеющей стали (ТИГ) отличается следующими преимущественными характеристиками:

  • получаются сварные швы высокого качества;
  • возможен отличный визуальный контроль сварочной ванны и дуги;
  • за счет отсутствия переноса металла через дугу не происходит разбрызгивания металла;
  • ТИГ сварку можно выполнять во всех пространственных положениях;
  • в процессе сварки не образуется шлака, а значит, не бывает шлаковых включений в металл шва.

К недочетам этого метода относят то, что TIG сварка нержавейки, как правило, медленнее, чем другие процессы дуговой сварки (MMA или MIG), и используется там, где качество является приоритетным над временем, затраченным на сварочный процесс. Кроме того, ТИГ сварка отличается сложностью, требующей практических навыков исполнителя.

Вывод: Подготовленный опытный исполнитель в большинстве случаев отдает предпочтение этому методу сварки из-за высокого качества сварочного шва.

Какие типы металлов (стали) можно сваривать вместе с нержавейкой инвертором TIG

Сварку нержавеющей стали аргоном осуществляют тогда, когда необходимо сварить тонкий стальной лист либо к сварочному шву предъявляются особые требования по качеству.

ТИГ сваркой нержавейку можно соединять практически со всеми металлами и сплавами: углеродистыми, конструкционными и нержавеющими сталями, алюминием, титаном, никелем, медью, латунью, бронзой, а также выполнять наплавку одних металлов на другие.

Какое оборудование и материалы подойдут для сварки

  • Инвертор TIG.
  • Газовый баллон. Наиболее часто для аргонодуговой TIG сварки нержавейки в качестве защитного газа используется чистый аргон.
  • Горелка, представляющая собой устройство пистолетной формы, которое фиксируется к газовому шлангу. В держатель горелки вставляется электрод, конец которого на 3-4 мм выступает за пределы корпуса горелки. Посредством шланга газ поступает в сопло на конце инструмента. На рукоятке имеются кнопки для подачи газа и тока. Горелки обычно соответствуют конкретным аппаратам TIG, но в продаже есть и универсальные китайские горелки, подходящие к агрегатам китайского производства.
  • Вольфрамовый электрод (WL-15, WL-20 и другие). Они различаются по размеру и составу. Выбор диаметра электрода обусловлен толщиной свариваемого металла (табл. 1). Международные марки электродов и рекомендации по их выбору можно найти на нашем сайте по ссылке.
  • Присадочный пруток (BRIMA ER-308L, БАРС ER-308LSi, Lincoln Electric T 308LSi, ESAB OK Tigrod 385 d2,0 и другие) Представляет собой пруток из металла идентичного свариваемому. Толщина прутка должна соответствовать толщине заготовки.

Таблица 1

Толщина металла, мм

Диаметр электрода, мм

0,5

1

1 1,6
2 2
3 3
4 4
5 и более 6

Какие модели инверторов TIG лучше всего подойдут для сварки нержавейки

В Тиберис представлен расширенный ассортимент сварочников для сварки нержавейки аргоновым способом TIG. Модели сварочников различаются по типу используемого напряжения.

  • Если вам нужен аргоно-дуговой инвертор под напряжение сети в 220В, то из недорогих моделей бюджетной ценовой категории рекомендуем остановиться на таких агрегатах как MARS TIG 160 SH, Сварог PRO TIG 200 P DSP, ESAB Buddy Tig 160, обеспечивающих эффективную сварку при компактных размерах и небольшом весе. Среди моделей премиум класса прекрасно себя показали такие инверторы как EWM Picotig 200, EWM Tetrix 200, KEMPPI MinarcTIG EVO 200, KEMPPI MinarcTIG EVO 200MLP, которые характеризуются интуитивно понятным управлением, многофункциональностью, высокими результатами сварки и значительной продолжительностью включения.
  • Если вы ищите аппарат, функционирующий при напряжении 380В, обратите внимание на бюджетные модели Сварог TIG 250 (R22), FOXWELD FoxTIG 3000DC Pulse, и на установки, которые могут использоваться в профессиональной сварке: EWM Tetrix 270, а также KEMPPI MinarcTig 250MLP, аппарат, совместимый со всеми дополнительными пультами дистанционного управления данного производителя: ножным R11F, ручным R10, или дистанционными пультами управления горелками RTC20 и RTC10.

Особенности процесса сварки

Задаваясь вопросом, как варить нержавейку аргоном, первым делом стоит обратить внимание на расположение горелки. Ее необходимо располагать таким образом, чтобы угол между осью мундштука и плоскостью свариваемой детали равнялся примерно 75-80°, а горелка находилась под наклоном в сторону, которая является противоположной направлению сварки.

Процесс сварки важно производить без колебательных движений электродом, иначе защита зоны сварки может быть нарушена, что приведет к окислению металла шва.

Присадочный пруток должен располагаться под углом 90° к оси мундштука горелки, при этом угол между ним и поверхностью свариваемого изделия составляет 15-20°. При этом наибольшая эффективность достигается тогда, когда пруток укладывается на поверхность свариваемого металла. При этом минимизируется капельный перенос присадочного металла в сварочную ванну.

Присадочный металл нужно вводить в ванну равномерно, двигая пруток впереди дуги. Поперечные перемещения присадки при методе ТИГ недопустимы, поскольку нарушают спокойная подача струи защитного газа из сопла горелки, способствуя, таким образом, попаданию воздуха в зону сваривания.

Чтобы уменьшить расход вольфрамового электрода, по завершении процесса сварки защитный газ желательно не выключать сразу, а сделать это через 10-15 сек. Это исключит интенсивное окисление нагретого электрода и продлит срок его работы.

Вывод: соблюдение подобных нюансов в ходе сварочного процесса напрямую влияет на прочность и качество сварочного шва.

Подготовка материала

Первым делом проверьте металл. Не все, что имеет яркий металлический блеск, называется нержавейкой. Проверить можно любым магнитом. К стали с антикоррозийными свойствами он не примагнитится. Затем:

  • смойте все видимые загрязнения;
  • просушите;
  • тщательно пройдитесь по поверхности металлической щеткой (также подойдет шлифовальная машина), зачистите дефекты;
  • обезжирьте внешний слой ацетоном или бензином.

Уделяйте особенное внимание стыкам.

как варить нержавейку аргоном

Как подготовить небольшие детали из нержавеющей стали для аргонно-дуговой сварки

Алгоритм остается прежним, иногда даже проще полностью поместить элемент в емкость с обезжиривающей жидкостью. Особенность – трудность крепления. Если есть возможность, зафиксируйте маленькую заготовку, чтобы она не двигалась при сваривании. После этого выберете правильную присадку с легированностью равной или немного меньшей, чем у стали. Активно используются следующие модели:

Оборудование и расходные материалы

При обработке нержавейки нельзя поджигать дугу стандартным способом, чиркая по детали. Оборудование должно обеспечивать бесконтактный розжиг дуги. Таким требованиям соответствует инвертор и полуавтомат, работающие в режиме аргонодуговой сварки. Сварочный аппарат и газовый баллон должны работать синхронно, от одной кнопки на держателе.

Равномерное распределение газа обеспечивает мундштук с сеточкой и широким соплом. Его одевают на горелку. В результате газ идет широким потоком, закрывая всю ванну и шов. У него небольшая скорость, он не выдувает расплавленный металл и не деформирует шов.

Для изделий из нержавейки важно, чтобы присадочная проволока подбиралась одной марки или максимально близкая по содержанию хрома, никеля, марганца.

Вольфрамовый электрод подбирается диаметром меньше, чем зазор между деталями. Обычно используется электроды диаметром 1–1,6 мм. Край затачивается, делается острым.

Маска для сварки
Оборудование для сварки

Как происходит работа?

Для сварки вам необходимо специальное оборудование, как, например, горелка.

Горелка, предназначенная для сварки в аргоновой среде, оснащена вольфрамовым неплавящимся электродом — главной деталью, за счет которой работает аппарат.

Электрод находится снаружи корпуса аппарата (примерно на 2-5 мм).

Читайте также:  Холодная сварка для пластика: виды, состав, инструкция по применению

С внутренней стороны горелка оснащена специальным держателем, благодаря которому можно пользоваться электродом разного размера – держатель способен зафиксировать их все.

Однако размер электрода подбирается в соответствии с металлом, который будет обрабатываться, от него же зависит и расход энергии во время работы.

Рядом с электродом внутри находится сопло, сделанное из керамики – его надевают так, чтобы оно опоясывало электрод. С помощью сопла в рабочую область будет поступать газ, поэтому этот элемент тоже очень важен.

Обязательно для работы своими руками понадобится присадка, или, по-другому, присадочная проволока – ее делают из материала, такого же, как металлические заготовки.

Диаметром присадочная проволока также должна соответствовать обрабатываемому вами металлу – ее точный размер можно будет узнать в специализированной таблице.

Сварка в аргоновой среде в ручном режиме – наиболее доступный метод, легко повторяемый своими руками для начинающих.

В этом случае присадочная проволока и горелка должны удерживаться тем, кто занимается сварочными работами.

Прежде чем начинать сварку, нужно обезжирить поверхность труб, дисков из стали, латуни и других металлов, с которыми вы работаете, а также очистить их от окисления.

Очистку можно проводить механически или химически, исходя из ваших предпочтений и возможностей.

Первый этап сварки такой же, как и при дуговом процессе: на обрабатываемую заготовку должна быть подана «масса».

Если вы обрабатываете маленькие детали из стали или другого материала, то подача может осуществляться просто в область рабочего стола или ванны, где происходит работа.

Проволока при этом способе сварки в электрической цепи отсутствует и будет подана отдельно несколько позже.

Горелка должна быть зафиксирована в одной руке мастера, а проволока – в другой. Горелка всегда оснащена кнопкой, регулирующей подачу газа и тока.

Газ должен быть подан раньше – за 20с до начала. Выбирая силу тока и давление, нужно ориентироваться на тип обрабатываемого материала, либо свой прошлый опыт работы своими руками.

Горелка, оснащенная электродом, должна располагаться очень близко к материалу, с которым вы работаете – на расстоянии около 2 мм.

На этом расстоянии между металлом и электродом появится электрическая дуга, способная расплавлять кромку деталей, достаточно только направлять ее в нужном направлении.

Весь процесс сварки можно проследить на видео для начинающих – посмотрите его, прежде чем начнете работу своими руками.

Такая близость расположения между электродом и металлом объясняется тем, что в этом случае получается короткая дуга, и от нее зависит, насколько глубоко будет проплавлена деталь из стали, нержавейки или другого материала.

Как варить аргоном нержавейку видео уроки

Если дуга крупная, то шов получится очень широким и некрасивым, особенно это будет бросаться в глаза на покрытии труб, дисков или декоративных объектов из нержавейки, латуни и т.д.

Кроме эстетического фактора, большой шов делает сварку менее качественной – чем он больше, тем менее устойчив, и тем больше напряжение в нем.

Присадочная проволока в рабочую зону подается через медленные постепенные движения: горелка должна двигаться вдоль шва, избегая пересекать шов поперек.

Качество шва зависит от того, насколько качественно работает оборудование, а также от умений мастера: чем более плавными и четкими будут движения, тем лучше вы сможете сделать шов на поверхности труб, дисков из нержавейки, латуни или других металлов.

Если проволока через оборудование будет подаваться слишком резко, то металл начнет разбрызгиваться, что может быть травмоопасно.

Своими руками воспроизвести технологию сварки аргоном правильно не так просто, если вы никогда этого не делали – плавные и аккуратные движения достигаются только через практику.

Однако начинать учиться на аргоновой сварке не стоит, т.к. это весьма сложный процесс.

При работе лучше всего, чтобы проволока была расположена перед горелкой.

Горелка и проволока должны иметь положение под углом к рабочей области, таким образом, сделать шов прямым и узким будет проще.

Для зажигания дуги во время сварки понадобится специализированное оборудование – осциллятор.

Он посылает электродам импульсы с высоким содержанием вольт, которые отвечают за процессы ионизации дугового промежутка.

Обычное напряжение сети – 220В, при такой мощности осциллятор способен преобразовывать и поставлять напряжение до 6000В с сохранением частоты до 500 кГц. Благодаря такой мощности зажигание электрода происходит быстро и просто.

Оборудование, соответствующее ГОСТ – единственный способ правильно зажечь электрод, поскольку зажигать его от свариваемой поверхности запрещается – из-за большого ионизационного потенциала, который при таком способе зажигания приведет к загрязнению металла труб, дисков стали, латуни и других материалов.

Технология аргонодуговой сварки труб из нержавеющей стали

Соединение заготовок из нержавеющей стали этим способом ведут неплавящимся электродом из вольфрама, закрепленного в центре сопла горелки. Через него аргон поступает к стыку, создавая защищенную зону. Шов создается в результате плавления присадочной проволоки, подаваемой вручную или автоматически.

При наложении шва нельзя делать поперечных движений горелкой с электродом и присадочной проволокой. При их выходе за пределы защищенной зоны качество соединения снизится. Сварку рекомендуется проводить с поддувом аргона на обе стороны. Нельзя касаться поверхности заготовок электродом даже для розжига дуги. Опытные сварщики используют для этого пластины из графита или угля, перенося затем дугу на стык. После завершения работы зона стыка в течение 10 — 15 секунд должно находиться в аргоновой среде. Это ускорит остывание шва, и предотвратит окисление электрода.

При сварке труб из нержавейки необходимо обдувать место соединения аргоном как снаружи, так и изнутри. Проблема решается просто:

  • в торец одной из труб забивают пробку из любого подручного материала;
  • на стык наматывают скотч или изоляционную ленту;
  • через торец другой трубы с помощью горелки закачивается аргон;
  • после заполнения газом всего объема забивают вторую пробку;
  • снимают скотч или изоляционную ленту, начинают сваривание.

Как самостоятельно провести сварку нержавейки аргоном

Нержавеющая сталь содержит большое количество легирующих веществ, которые активно вступают в химическую реакцию с кислородом, азотом. При сварке нержавейки аргоном ванна защищена.

  Окисление компонентов не происходит. Остается преодолеть остальные характеристики металла, которые создают сложности при соединении двух высоколегированных деталей.

Для этого производят подготовку зоны шва, используют неплавящиеся электроды.

Описание вариантов сварки нержавейки аргоном, особенности подготовки деталей
Сварка нержавейки аргоном

Технология

Аргоновая сварка нержавейки проводится по обычной технологии в среде защитных газов. Присадочную проволоку следует перемещать только вдоль шва. Электрод не должен касаться металла, ванна разгоняется дугой. Следует следить, чтобы все расходные материалы были закрыты аргоном.

Шов прочнее, если аргонодуговая сварка производится с дополнительным поддувом защитного газа. Он направляется с обратной стороны. С одной стороны трубу можно закрыть, а с другой запустить газ.

Для розжига дуги используют осциллятор или графитовую пластину. Касаться электродом детали нельзя, в месте контакта сразу образуется прожог.

Подача газа продолжается 4–8 секунд после завершения работ.

Для соединения тонких листов используют медные подкладки. Их крепят на обратной стороне шва для отвода лишнего тепла.

Плюсы и минусы

Для защиты от окисления, разрушения используют инертный газ, который значительно дороже углекислоты. Расход аргона при сварке нержавейки зависит от толщины свариваемого металла и скорости подачи проволок, она составляет 10–20 л/мин.

Дополнительный обдув с обратной стороны деталей из нержавейки требует еще 6–7 л/мин. Увеличивается стоимость работ.

С другой стороны получается прочный, качественный шов. Его делают на ответственных деталях, трубопроводах, емкостях под агрессивные жидкости.

Сварка тонкой нержавейки осуществляется вольфрамовым электродом встык. Медные пластины-подкладки можно применять многократно, при массовом производстве придать им любую форму. Сокращаются расходы на рихтовку и послесварочную нормализацию.

Оборудование и расходные материалы

При обработке нержавейки нельзя поджигать дугу стандартным способом, чиркая по детали. Оборудование должно обеспечивать бесконтактный розжиг дуги. Таким требованиям соответствует инвертор и полуавтомат, работающие в режиме аргонодуговой сварки. Сварочный аппарат и газовый баллон должны работать синхронно, от одной кнопки на держателе.

Равномерное распределение газа обеспечивает мундштук с сеточкой и широким соплом. Его одевают на горелку. В результате газ идет широким потоком, закрывая всю ванну и шов. У него небольшая скорость, он не выдувает расплавленный металл и не деформирует шов.

Для изделий из нержавейки важно, чтобы присадочная проволока подбиралась одной марки или максимально близкая по содержанию хрома, никеля, марганца.

Вольфрамовый электрод подбирается диаметром меньше, чем зазор между деталями. Обычно используется электроды диаметром 1–1,6 мм. Край затачивается, делается острым.

Описание вариантов сварки нержавейки аргоном, особенности подготовки деталей

Подготовка

При подготовке следует учитывать некоторые особенности нержавейки:

  • низкую теплопроводность;
  • высокую температуру плавления;
  • большое количество легирующих веществ;
  • большое удельное расширение.

Толстостенные детали рекомендуется нагреть до 200–300 ⁰C. Это снизит разницу температур между швом и основным металлом. В результате уменьшится риск образования переходной крупнозернистой зоны вдоль линии сварки.

Непосредственно перед сваркой готовятся кромки деталей. Их надо очистить от грязи, пыли, жира. Затем протереть очищенным бензином или ацетоном. Завершает очистку обработка мягким абразивным кругом или шкуркой.

Выставляя детали под прихватку, следует оставить между ними большой зазор. При нагреве от сварочной ванны края не должны соединиться и давить друг на друга, вызывая деформацию.

Прихватки следует делать тем же электродом, что будет накладываться коренной шов.

Правила и этапы проведения сварочных работ

Сварка в среде аргона используется для соединения труб из нержавеющей стали. При прокладке трубопроводов повышенной ответственности и создания резервуаров, внутрь подается аргон. Он защищает обратную сторону шва от окисления и выгорания хрома.

Читайте также:  Алюминотермитная сварка рельсов: технология выполнения, оборудование, расходные материалы

Сначала торцы обрезаются ровно, протравливаются и зачищаются. Затем трубы жестко фиксируются в специальном приспособлении. Это позволяет варить без прихваток.

Шов накладывается за 2 прохода снизу-вверх с небольшим переходом в местах соединения. Толстостенный детали после охлаждения зачищают от шлака, проверяют качество шва и накладывают второй слой. Делать это нужно сразу, пока температура стыка не упала ниже 150⁰.

Ручная

Для ручной сварки неплавящимся вольфрамовым электродом присадочную проволоку укладывают заранее в шов или подводят ее впереди ванны вдоль шва.

Газ включается за 2–4 секунды до образования дуги. Это обеспечивает защиту всего шва и горячего металла. После завершения аргон еще 4 секунды обдувает шов.

Сам вольфрамовый электрод не плавится, только с помощью дуги разогревает свариваемую нержавейку и присадочную проволоку, и смешивает их.

Полуавтоматом

При сварке полуавтоматом в среде аргона проволока одновременно выполняет обязанность присадочного материала и электрода. Она подается с постоянной скоростью, плавится от дуги и температуры ванны. Рекомендуется соблюдать следующие требования:

  • ванну перемещать дугой, не касаясь металла;
  • длина дуги должна быть 7–12 мм;
  • вылет проволоки из горелки 6–9 мм;
  • состав смеси газов 30% аргона, остальное углекислота;
  • газ должен быть сухой, без примеси воды;
  • горелка располагается прямо и с наклоном до 80⁰.

Следует выбирать оборудование, в котором с изменением напряжения автоматически меняется скорость подачи проволоки и расход газа. Полуавтоматом можно варить в шов в любом пространственном положении. Вертикаль только снизу.

Аргонная сварка нержавейки полуавтоматом

Аргонная сварка нержавейки полуавтоматом

Аргонная сварка полуавтоматом значительно упрощает процесс, увеличивает его скорость, а также повышает качество сварочного шва. Чаще полуавтомат используют для соединения деталей большой толщины.

Существует несколько особенностей проведения аргонной сварки нержавейки с помощью полуавтомата:

  • использование никельсодержащей проволоки;
  • расходование вместе с аргоном углекислого газа при соединении толстых деталей – кромки шва смачиваются газом, уменьшая нагрев, что ведет к смягчению всего процесса;
  • применение трех способов соединения: с короткой дугой, с технологией струйного переноса или импульсный метод.

Считается, что наибольший контроль процесса происходит при импульсной сварке, когда подача проволоки в рабочую зону происходит толчками. При этом снижается ее расход, что немаловажно по причине высокой стоимости. Сокращается площадь нагревания металла. Уменьшается его разбрызгивание.

Это приводит к снижению времени последующей окончательной обработки поверхностей рядом со сварочным швом, поскольку брызги расплавленного металла отсутствуют.

Применение двух других способов ограничивается толщиной соединяемой нержавейки. Струйный перенос используют для сваривания деталей большой толщины, короткая же дуга применяется к тонким изделиям.

Аргонно-дуговая сварка нержавейки с инородным металлом

Обычно появляется необходимость присоединить элемент из стали с антикоррозийными свойствами к сплавам с малым количеством углерода в составе. Для этого просто нужно выбрать подходящую присадку, которая содержит никель и хром. Легирующие добавки есть в следующих марках проволоки: Y310, Y310S, Y309, Y309L, Y309Mo. Если необходимо присоединить черный обыкновенный металл, можно воспользоваться одной из техник:

  • штучные электроды с обмоткой в режиме ММА;
  • вольфрамовые проводники, неплавкие;
  • с помощью инертного газа.

Первые два метода менее эффективны. При дуге происходит меньшее заполнение шва кислородом, а значит, и малое окисление. Но если вы решили использовать первую методику, то вам понадобится таблица с подходящими марками электродов:

Марка Тип Материал стержня К Коэффициент наплавки, r/a. чП Применение
озл-8 э-07

х20н9

св-04 х19н9 12-14 хромоникелевые стали, когда к шву не предъявляется жестких требований против межкристаллической коррозии
озл-3 э-10х17

н13с4

св-15х-18н12с-4тю 11,5-12,5 типа 15х18н12с4тю. Аналогично
зио-8 э-10х25

н13г2

св-07х-25н13 13,3 конструкции и трубопроводы из двухслойных составов. Аналогично
уонии-13/нж э-12х13 in-luna_2012 10-12 ответственные системы из хромистых 08х13, 12х13
озл-22 э-02х21

н10г2

св-01х-18н10 12-14 конструкции из х8н10
озл-14а э-04

х20н9

св-01 х19н9 10-12 хромоникелевые, когда к металлу шва не предъявляется жестких требований против межкристаллической коррозии
озл-36 э-04

х20н9

св-01 х19н9 13-14 Аналогично
озл-7 э-08х20

н9г2б

св-01 х19н9 11,5-12 Аналогично
цл-11 э-08х20

н9г2б

св-07х19-н10б 1-12 хромоникелевые, когда к металлу шва предъявляются жесткие требования против межкристаллической коррозии
цл-9 э-10х25-н13г2б св-07 х2513 10,5-11,5 хромоникелевые со стороны легированного слоя двухслойных сталей. Аналогично
озл-20 э-02х20-н14г2м2 св-01х17-н14м2 12,5-14,5 конструкции из 03х16н15м3, 03х17н14м2. Аналогично
ниат-1 э-08х17

н8м2

св-04 х19н9 10-11 сварка конструкций из хромоникелевых и хромоникелемолибденовых; наиболее пригодны для сварки тонколистового металла
эа-400/10у э-07х19-н11м3г2 св-01х19-н11м3 12 соединение корпусов энергооборудования и трубопроводов, работающих в контакте с агрессивной средой при температуре до 350° с
ха-400/10t э-07х19-н11м3г2 св-01х19-н11м3 14,5 Аналогично

Выбор параметров режима

Сварочный ток выбирают: при однопроходной сварке — в зависимости от толщины стенки трубы, а при многопроходной — исходя из высоты валика, которая должна составлять 2 — 2,5 мм. Сварочный ток назначают из расчета 30 — 35 А на 1 мм диаметра электрода.

Напряжение на дуге должно быть минимальным, что соответствует сварке короткой дугой.

Скорость сварки регулируют так. чтобы гарантировались проплавление кромок и формирование требуемых размеров шва.

Расход защитного газа зависит от марки свариваемой стали и токового режима (от 8 до 14 л/мин).

Присадочная проволока диаметром 1,6-2 мм выбирается но марке свариваемой стали (см. статью Сварочные материалы).

Ориентировочные режимы

Шов

Диаметр W-электрода, мм

Диаметр присадка, мм

Сварочный ток, А

Напряжение на дуге, В

Расход газа, л/мин

Корневой

2-3

1,6-2

70-110

12-16

6-8

Заполнения

3-4

2-2,5

80-130

14-18

8-12

Минимальные режимы по току в зависимости от марки W-электрода

Диаметр W-электрода, мм

Постоянный ток (А) полярности

Переменный ток, А

Прямой

Обратной

ЭВЛ

ЭВИ

ЭВТ

ЭВЛ

ЭВЧ

ЭВТ

ЭВЧ

ЭВЛ

ЭВИ

2

80

180

120

20

25

25

3

230

380

300

35

50

30

180

4

500

620

590

60

70

60

180

170

220

5

720

920

810

70

210

270

6

900

1500

1000

100

120

110

250

250

340

Сварку начинают сразу же после установки прихваток, которые при выполнении первого слоя нужно переплавить. В труднодоступных местах первый корневой шов можно выполнять без присадочной проволоки, если зазор и смешение кромок не превышают 0,5 мм, а притупление кромок не более 1 мм. Исключение составляют стыки труб из сталей 10 и 20, которые всегда нужно сваривать с присадкой.

Очередность наложения слоев при сварке одним сварщиком неповоротного стыка

Наложение слоев при сварке

Зажигать и гасить дугу следует на кромке трубы или на уже наложенном шве на расстоянии 20-25 мм от конца шва. Подачу аргона прекращают спустя 5-8 с после обрыва дуги.

Сварку трубопроводов из высоколегированных, особенно коррозионностойких, сталей выполняют с защитой корня шва либо подачей аргона внутрь трубы, либо применяя флюс-пасту ФП8-2.

При сварке высоколегированных сталей нужно соблюдать ряд условий:

  • минимальные токовые режимы;
  • короткая сварочная дуга;
  • максимальная скорость сварки без перерывов и повторного нагрева одного и того же участка металла;
  • избегать поперечных колебаний горелки;
  • присадочную проволоку следует подавать равномерно, чтобы не создавать брызг расплавленного металла, которые, попав на основной металл, могут вызвать впоследствии очаги коррозии

На толстостенных (более 10 мм) трубопроводах диаметром более 100 мм из низкоуглеродистых и низколегированных сталей корневой шов сваривают аргонодуговым способом без остающихся подкладных колец.

Сварку следует вести обратноступенчатым способом участками длиной не более 200 мм. Высота корневого шва должна быть не менее 3 мм. При этом необходимо обеспечить плавные переходы к поверхности трубы.

Направление и очередность укладки корневого слоя

Очередность укладки корневого слоя

Аргонодуговую сварку используют также, когда приваривают подкладное кольцо в трубах из углеродистых и низколегированных ст алей. Кольцо плотно, но без натяга, устанавливают в трубу, оставляя зазор между кольцом и внутренней поверхностью трубы не более 1 мм. Кольцо прихватывают снаружи угловым швом длиной 15-20 мм с катетом 2.5-3 мм к трубам диаметром до 200 мм в двух местах, а большего диаметра в трех-четырех местах.

Прихватку, независимо от марки стали трубы и подкладного кольца, выполняют с присадочной проволокой Св-08Г2С диаметром 1,6-2 мм. Подкладное кольцо приваривают однослойным угловым швом с катетом 3-4 мм с тем же присадком.

Прихватку и приварку подкладного кольца делают без предварительного подогрева независимо от марки стали и толщины стенки трубы. Исключение составляют трубы из стали 15Х1М1Ф с толщиной стенки более 10 мм — конец такой трубы подогревают до 250 — 300 °С.

Аргонодуговая сварка нержавеющей стали. Основные особенности сварки изделий из нержавеющих металлов

Нержавеющая сталь – это сплав двух металлов Cr (хрома) и Ni (никеля). Из-за добавления лигатуры, полученный сплав металла имеет хорошую стойкость к коррозии, а также имеет ряд других преимуществ. Есть и недостаток такого материала – сложность сварки нержавейки. 

Для того, чтобы достичь идеального шва и качественной сварки нержавеющих изделий, необходимо соблюдать технологию аргонодуговой сварки. На сегодняшний день известно много способов сварки нержавеющего металла, но мы рассмотрим два основных способа — tig сварка и сварка полуавтоматом в аргоновой среде.

Аргон – это газ, применяющий при сварке нержавеющих металлов в режиме полуавтомата и TIG режиме. Основной особенностью такого газа как аргон, является обеспечение среды сварки для наилучшего шва и крепления сварного шва нержавеющей стали. Оба эти способа способны придать шву идеальные очертания и качественную сборку перил из нержавеющей стали.

Читайте также:  Лазерная сварка металла: стали, алюминия, титана, технология процесса и оборудование

Плюсы и минусы сварки нержавеющих изделий аргоном

Нержавейка – особый металл, поэтому при ее сварке приходится сталкиваться с трудностями. Например, нержавейку нельзя перегревать, это может привести к образованию сплава с повышенной температурой плавления, что приведет к дальнейшим трудностям при обработке, зачистке металла.

Последующая обработка металла необходима для того, чтобы изделия из нержавеющей стали (перила, поручни или ограждения) имели красивый внешний вид. Это не единственный случай предосторожности, например, если перегреть металл больше чем на 500 градусов, то нержавейка вовсе потеряет свои свойства и стойкость к коррозии.

Если снизить силу тока, подаваемую при сварке нержавеющих металлов, на 1/5 часть, то вполне можно этого избежать.

Многие сварщики сталкиваются еще с одной сложностью при сварке нержавеющих металлов – высокие значения коэффициентов линейного расширения. Это может привести к трещинам на швах, поэтому обязательно нужно соблюдать выдержку зазоров, эту информацию можно узнать в выдержках из ГОСТа.

Еще одна особенность изготовления изделий из нержавеющей стали – высокое электрическое сопротивление при сварке двух деталей. Высокий уровень сопротивления может привести к перегреву не только самой детали, но и самого припоя (сварного шва). Если вы все-таки остановились на таком типе сварки, как аргонодуговая, то следует внимательно следить за:

  • температурой плавкости металла;
  • температурой самого припоя и сварного шва;
  • зазорами швов;
  • силой тока.

Что такое сварка швов и что она из себя представляет?

Сварка — это процесс изменения конструкции, формы металла, под влиянием высоких температур. Для сварки, как известно, используется сварочный аппарат. В этой статье будет кратко, но информативно рассказано о сварке швов.

Сварка швов представляет собой процесс сварки, при котором перекрытие в 1-1,5 раза превышает толщину листа, что приводит к толщине сварного соединения от 1,2 до 1,5 мм толщины одиночного листа.

для этого используются электроды с плоскими передними наконечником и в два раза шире чем используемые для стандартной сварки швов.

Давление увеличивается приблизительно в 300 раз от нормального давления.

Основные этапы сварки швов.

По сравнению с обычной сваркой шва ток уменьшается, чтобы избежать чрезмерного плавления; однако требуется непрерывный поток тока.

Для работы на электродах требуется значительная точность, чтобы сохранить толщину и ширину сварного шва в заданных пределах конструкции соединения. Зажимы или ролики могут использоваться для сдерживания движения в боковом направлении, и предварительная сварка лазером может быть выполнена для обеспечения правильного выравнивания во время сварки.

Сварка швов используется в основном для производства бочек, пищевых контейнеров, холодильных кабин и отечественного оборудования из мягкой стали, где требуются прямые промывочные сварные швы с хорошим внешним видом. Обычно используются для сварки швов низкоуглеродистая сталь и нержавеющая сталь. Металлы с узким температурным диапазоном не могут быть сварены швами.

Подготовка материала – нержавеющей стали

Любая сварка, будь то аргоновая или любая другая, подразумевает подготовку двух нержавеющих деталей к их сварке. Для подготовки нержавеющей стали к сварке, необходимо выполнить следующие действия:

  • Зачистить – зачистка самый долгий и нудный процесс в изготовлении изделий из нержавейки;
  • Обезжиривание – необходимо обезжирить участок сварки специальным растворителем;
  • Подогрев – если изделие из тонкого металла, то его необходимо изначально подогреть горелкой примерно до 300 градусов, это позволит снизить вероятность образования трещин на сварном шве;
  • Зазоры – последний и самый важный пункт, это выставление зазоров.

Не стоит забывать про подготовку не только самого свариваемого элемента, но и самого припоя, необходимо выбирать согласно толщине металла. Также не забудьте про костюм сварщика – обязательно нужно предотвратить повреждения работника от ожогов. По поводу настройки самого сварочного аппарата, мы поговорим дальше.

Особенности технологии TIG сварки

Основной особенностью TIG сварки – является технология сварки вольфрамовым неплавящимся электродом. Проводить работу можно, как и при постоянном токе, так и при переменном. Основная составляющая такого типа сварки – это горелка. Внутри горелки закреплен специальный стержень и сопло, которые и подают защитный газ аргон.

Припой подносится к месту образования дуги вручную. Все действия по движению горелки и припоя контролируются строго сварщиком, поэтому и сварщики, которые умеют варить аргоном очень ценятся. Отличительной особенностью при формировании сварного шва, является тот факт, что шов образуется поперечный, в других видах сварки такого нет.

Отличительной особенностью TIG сварки является – вольфрамовый электрод. Такой неплавящийся электрод необходим для формирования дуги, однако касаться им металла нельзя.

Разберем основные принципы и настройки сварочного аппарата, для лучшего понимания TIG сварки, на примере сварки двух нержавеющих пластин, толщиной примерно 1 мм.

  • Припой – необходимо выбрать правильный припой, он должен иметь больше примесей, чем пластины.
  • Ток – выставляем тока прямой полярности.
  • Сила тока – должна быть от 30 А до 50 А, напряжение не более 28 В, средняя скорость сварки 20 см/мин.
  • Толщина припоя — от 0,8 мм до 1,6 мм.

Если следовать всем вышеперечисленным инструкциям, то можно получить желаемый результат – сварка двух нержавеющих пластин, с качественным швом. Если вы все же хотите просто научиться, то лучше взять пластины толщиной 4-5 мм.

Как настроить аргонную сварку по нержавейке: нюансы подготовки

Как настроить аргонную сварку по нержавейке: нюансы подготовки

Важным этапом, влияющим на конечный результат, является процесс подготовки нержавейки для последующей аргонной сварки:

  1. Тщательно обработать края деталей металлической щеткой, наждачной бумагой или провести автоматическую шлифовку.
  2. Обезжирить ацетоном, спиртом или бензином.
  3. Расположить свариваемые детали с зазором на расширение.
  4. Подогреть края деталей до +200…+300 °С при проведении работ по тонкой нержавейке. Это поможет снизить напряженность металла и избежать трещин.

Следующий этап – подбор присадочного материала или проволоки. Легирующих добавок в ней должно быть больше, чем в предназначенной для сваривания нержавейке. Сечение же проволоки подбирается исходя из толщины соединяемых деталей.

Сечение проволоки подбирается исходя из толщины соединяемых деталей

Розжиг дуги при разных электродов

При расплавляющихся электродах розжиг дуги происходит во время соприкосновения электрода с изделием. Электродная проволока при касании металлической поверхности начинает искрить и вокруг нее происходит испарение паров железа. Они влияют на степень ионизации аргона, понижая ее, поэтому розжиг дуги происходит с легкостью.
При использовании неплавящихся электродов розжиг дуги таким способом невозможен, т. к. чистый аргон имеет высокий показатель ионизации, поэтому для розжига требует более сильную искру. При касании вольфрамового электрода поверхности металла ее невозможно получить. Кроме того, при касании происходит загрязнение поверхности и ее существенное оплавление. Поэтому для разжигания дуги при вольфрамовом электроде применяют вспомогательный прибор, называемый осциллятором. С помощью него на электрод после включения устройства подается высоковольтное напряжение с высокой частотой импульсов, которые обеспечивают ионизацию промежутка между дугой и поверхностью изделия и последующим розжигом дуги.

Для выполнения шва используется аргонодуговая сварка с переменным током и выпрямленным (постоянным) током.

Если аргонодуговая сварка проводится в режиме переменного тока, то осциллятор впоследствии после розжига дуги в дальнейшем играет роль стабилизатора, подающего импульсы в моменты замены полярности, это обеспечивает стабильное горение сварочной дуги.

При сварке с использованием постоянного тока на анодном и катодном конце величина выделяемого тепла разная. При его значении менее 300 ампер до 70% выделяемого тепла образуется на аноде и только 30% приходится на катод.

Для обеспечения большого нагрева металла, приводящего к его расплавлению и исключения перегрева электрода, применяют прямой вид полярности. Тогда изделие служит анодом, а электрод — катодом. Такую схему используют для всех металлических сплавов за исключением алюминиевых. Для них применяют сварку с переменным током, чтобы эффективней удалить окисный поверхностный слой.

Сварка аргоном наиболее понятна при выполнении работы в ручном режиме, поэтому лучше рассмотреть подробно этот вариант соединения металлических деталей.

Как подготовить детали из нержавейки к сварке

Для того чтобы в результате аргонодуговой сварки изделий из нержавейки получить качественное и надежное соединение, необходимо правильно подготовить их поверхности. Такая обработка не сильно отличается от подготовки к сварке в среде аргона деталей из других металлов и заключается в следующем.

Труба из нержавейки, подготовленная к сварке с помощью шлифовальной насадки

Труба из нержавейки, подготовленная к сварке с помощью шлифовальной насадки

  • Кромки соединяемых заготовок необходимо зачистить до металлического блеска, для чего используется металлическая щетка или шлифовальная машинка.
  • После зачистки кромки деталей обезжириваются при помощи ацетона или авиационного бензина, что необходимо сделать для обеспечения устойчивости дуги и повышения качества сварного шва.
  • При подготовке соединяемых заготовок к сварке следует предусмотреть в них увеличенный зазор, который будет компенсировать деформационные процессы.

Очень важно при подготовке изделий из нержавейки к сварке, выполняемой в среде аргона, правильно подобрать присадочный материал.

Кроме диаметра присадочной проволоки, надо обращать внимание и на ее состав. Степень легирования такой проволоки должна превышать соответствующий показатель у металла, из которого изготовлены соединяемые заготовки.

Марки сварочной проволоки для нержавейки

Марки сварочной проволоки для нержавейки

Источники

  • https://www.tiberis.ru/stati/svarka-nerzhavejki-argonom-tig
  • https://oxotnadzor.ru/kakim-tokom-varit-nerzhaveyku-argonom/
  • https://metalloy.ru/obrabotka/svarka/nerzhavejki-argonom
  • https://titan-spec.ru/raboty/svarka-nerzhaveyushchih-trub-argonom-s-podduvom.html
  • https://svarkaprosto.ru/tehnologii/svarka-nerzhaveyushhih-trub
  • https://regionvtormet.ru/okrashivanie/opisanie-variantov-svarki-nerzhavejki-argonom-osobennosti-podgotovki-detalej.html
  • https://vt-metall.ru/articles/331-argonnaya-svarka-nerzhavejki
  • https://www.rocta.ru/info/svarka-nerzhavejki-argonom-tekhnologiya-kak-pravilno-varit-vazhnye-nyuansy/
  • https://weldering.com/tehnologiya-ruchnoy-argonodugovoy-svarki-trub
  • https://MetalListen.ru/raboty-s-metallami/svarka-argonom-kornya-shva.html
  • https://Efesto.pro/services/argonovaya-svarka/
  • http://met-all.org/obrabotka/svarka/svarka-nerzhavejki-argonom.html

[свернуть]
Ссылка на основную публикацию