ГОСТ на сварку нержавеющей стали
Гост на сварку нержавеющей стали
Процесс сварки такого металла, как нержавеющая сталь является весьма сложным и трудоемким. Технология сварки нержавеющей стали учитывает свойства и особенности этого металла
Сварной шов
Самыми распространенными технологиями являются:
- дуговая MMA сварка;
- сварка TIG с применением вольфрамового электрода;
- сварка MIG в полуавтоматическом режиме.
Также применяют шовное, точечное контактное и холодное сваривание. В последнем случае не происходит плавления поверхностей, процесс осуществляется за счет высокого давления.
Технология дуговой сварки ММА
Самым распространенным видом, применяемым в домашних условиях, является дуговая сварка с помощью электродов. В соответствии с такой технологией, электроды для сварки нержавеющей стали бывают двух видов.
Первый вид – с основным покрытием. Они могут применяться только в случае сварки с постоянным током при обратной полярности. Для основного покрытия чаще всего применяются карбонат кальция и магния.
Ко второму виду относятся электроды, имеющие рутиловое покрытие. Выполнены они, как правило, из двуокиси титана.
Они применяются для сваривания на переменном и постоянном (с обратной полярностью) токе и имеют существенное превосходство по сравнению с электродами с основным покрытием.Это обеспечено за счет меньшего разбрызгивания во время сварочных работ и стабильного горения дуги. Фото электродов представлено ниже.
ГОСТ 10052 регламентирует виды электродов, применяемые в соответствии с определенной маркой металла.
Поэтому, зная марку нержавеющей стали, можно подобрать подходящий электрод, воспользовавшись регламентом ГОСТ.
В целях меньшего проплавления шва, следует выбирать электроды с небольшим диаметром и наименьшей тепловой энергией.
В связи с тем, что электроды отличаются низкой теплопроводностью и высоким электросопротивлением, не следует использовать большую силу тока, поскольку их покрытие может перегреваться, а также могут отваливаться отдельные куски. Помимо этого, электроды, предназначенные для работы с нержавеющей сталью имеют более высокую скорость плавления по сравнению с обычными стальными. Это следует учитывать во время работы.
Чтобы сохранить антикоррозийные свойства швов, необходимо обеспечение ускоренного охлаждения. В этих целях можно воспользоваться обдуванием воздухом, либо применить медные прокладки.
Аргонодуговая сварка TIG
Аргонодуговая технология с применением вольфрамового электрода является наиболее приемлемым способом, если необходимо сваривать изделия, имеющие небольшую толщину металлических листов.
При этом, готовые изделия должны удовлетворять высоким требованиям качества. Данная технология подразумевает использование защитных сварочных газов.
Как правило, этим защитным газом является аргон.
Чаще всего аргонодуговая сварка нержавеющей стали применяется при сваривании труб, используемых для газопроводов, водопроводов и вытяжных труб.
В качестве особенностей дугового сваривания аргоном можно отметить:
- Процесс осуществляется как при постоянном, так и при переменном токе;
- Во избежание попадания вольфрама в сварочную ванну, лучше всего поджечь дугу бесконтактно. Если это невозможно, можно произвести зажигание с помощью угольной плиты, после чего перенести дугу на металл;
- Режим работы следует подбирать в соответствии с толщиной соединяемых частей изделия. Параметрами режима являются: интенсивность тока, его полярность, определяется скорость, с которой будут проводиться работы, каким будет расход аргона и какое сечение будут иметь электрода и присадочная проволока;
- Присадочная проволока должна отличаться более высоким уровнем легирования, чем основная сталь.
В целях предотвращения окисления металла, рекомендуется избегать колебательных движений. Также это позволит избежать нарушения сварочной зоны.
Обеспечить снижение расхода электрода можно путем продолжения подачи аргона (на протяжении 12-15 секунд) по завершении сварочных работ. Данная хитрость снизить процесс окиси с помощью обдува.
Аргоновая MIG сварка в полуавтоматическом режиме
Полуавтоматическая сварка нержавеющих сталей проволоками наиболее распространена для соединения деталей большой толщины, поскольку таким образом существенно увеличивается производительность работ. Она достигается путем возрастания скорости работы.
Суть такой технологии схожа с описанным выше процессом. Различие заключается в том, что сварочная проволока для сварки нержавеющих сталей подается не ручным, а механизированным способом.
Представленный ниже видео материал позволит наглядно ознакомиться с процессом.
ППР. Сварка нержавеющей стали,
Данный проектпроизводства работ на сварку нержавеющей стали разработан всоответствии с типовой структурой и содержанием проектапроизводства работ рекомендуемыми в МДС 12-81.2007.
В документе приводятсясведения о нержавеющей стали, сварочных материалах и сварочномоборудовании, а также основные положения об организации итехнологии работ, правила и приёмы выполнения технологическихопераций, требования к качеству сварочных работ, указания потехнике безопасности работ.
Настоящий проектпроизводства работ может являться основой для составленияиндивидуальных ППР сварных конструкций, разрабатываемых с учетомтребований проектной документации на строительство и местныхусловий производства работ.
Документ предназначен дляпроектных и строительных организаций, а также может бытьиспользован отдельными бригадами, специализирующимися на выполненииработ по сварке нержавеющей стали, и быть полезен прилицензировании сварочных работ.Документ разработансотрудниками ''Центрального научно-исследовательского ипроектно-экспериментального института организации, механизации итехнической помощи строительству'' (ЦНИИОМТП) (отв. исполнительКорытов Ю.А.).
Введение
Вновом строительстве, при модернизации и ремонте зданий и сооруженийвсё шире применяется сварка нержавеющей стали.
Это обусловленоназначением и особенностями зданий и сооружений, совершенствованиемтехнологии сварки, относительным удешевлением нержавеющей стали исварочных материалов, широким выпуском сварочного оборудования.
Стальные конструкцииподвержены коррозии — ржавеют и разрушаются под воздействиемокружающей среды.
В зависимости от характера окружающей средыкоррозия может быть атмосферной, подводной и почвенной, а такжевызванной блуждающими токами.
Санитарно-техническое оборудование(трубы, радиаторы, арматура) жилых, общественных и промышленныхзданий ржавеет под воздействием горячей и холодной воды. Дымовыетрубы котельных разрушаются от дымогарных газов.
Пролётные строениямостов, фермы, конструкции парников и теплиц подвержены атмосфернойкоррозии (кислотные дожди, находящиеся в атмосфере углекислый исернистый газы и образующие с влагой воздуха электролит).
Конструкции, находящиеся в речной (детали гидротурбин, плотин,шлюзов и т.п.) и морской воде (платформы, причалы и т.п.)подвержены подводной коррозии.
Почвенная коррозия протекает привзаимодействии конструкций с почвой (подземные трубы, каркасыподземных сооружений, резервуары, баки и т.п.).Вызывающие коррозиюконструкций блуждающие токи возникают при близком расположенииподземных кабелей, токонесущих рельсовых путей. В результатекоррозии безвозвратно теряется до 12% производства чёрных металлов.
Одним из направлений защиты конструкций от коррозии являетсяприменение нержавеющей стали.
Сварка нержавеющей стали- процесс в целом более сложный (неустойчивый), чем обычнойуглеродистой или низколегированной стали, применяемой встроительстве.
Сварка нержавеющей сталипроизводится в основном тремя способами, которые и приведены внастоящем проекте: ручная сварка плавящимся покрытым электродом,ручная сварка неплавящимся (вольфрамовым) электродом в среде аргонаи полуавтоматическая аргонная сварка. Сварка с применением флюса илазерная применяются в строительстве реже и здесь нерассматриваются.
Состав и содержаниепроекта производства работ выдержаны в соответствии срекомендациями, приведенными в МДС12-81.2007.
Проект производства работсодержит нормы и правила, которые обеспечивают качество сварочныхработ на уровне современных требований. Вместе с тем положенияпроекта составлены так, что позволяют выбирать способ сварки,корректировать режимы и приёмы сварки с учётом конкретныхконструкций и местных условий.
1.Область применения
Проект производства работраспространяется на сварку нержавеющей стали в конструкциях приновом строительстве, модернизации и ремонте жилых, общественных,производственных зданий, а также сооружений различного назначения(сельскохозяйственных, приусадебных, дачных, садово-огородных).
Проект производства работможет быть использован также при лицензировании организаций,выполняющих сварочные работы.
2.Нержавеющая сталь и её свариваемость
Нержавеющая сталь — этосталь с содержанием главного легирующего элемента — хрома более12%, который и обуславливает её коррозионную стойкость.
Похимическому составу нержавеющая сталь чаще применяется хромистая,хромоникелевая и хромомарганцовистая. По структуре нержавеющаясталь подразделяется на мартенситную, ферритную и аустенитную.
Ниже приведены наиболееприменяемые марки нержавеющей стали с важнейшей технологическойхарактеристикой — свариваемостью стали.
Мартенситная сталь марки2Х13 сваривается удовлетворительно, после сварки необходим отпускпри 740-780 °С с охлаждением на воздухе.Стали марок 3Х13 и 4Х13свариваются плохо, при сварке необходимо применять меры попредотвращению трещин: нагрев перед сваркой до 200-300°, а сразупосле сварки — отпуск по тому же режиму, что и для стали 2Х13.
Сталь 1Х17Н2 хорошо сваривается всеми видами сварки, для сваркиприменяют проволоку из сплава ЭН400 с обмазкой НЖ1.
Ферритная сталь ОХ17Тхорошо сваривается с применением электродов из аустенитной сталиХ18Н9Т электродуговой и полуавтоматической аргонодуговой сваркой.
Сталь Х25Т хорошо сваривается электродуговым способом с применениемэлектродов из стали Х25Н13 с обмазкой Э3Б и Х25Н5Б с обмазкой Э40.
При сварке каждый последующий шов выполняют после охлажденияпредыдущего до 70-150° и обивки шлака для предотвращения трещин восновном металле в зоне термического влияния.
Аустенитная сталь маркиХ14Г14Н удовлетворительно сваривается ручной дуговой сваркой сприменением присадочной проволоки из хромоникелевой стали типа18-8.
Термическая обработка стали после сварки устанавливается взависимости от содержания углерода с помощью контрольных испытанийсварных образцов.
Сталь ОХ23Н28М2Т хорошо сваривается аргонодуговойсваркой с электродами того же состава.Сварка нержавейки, электроды
Сварка высоколегированных сталей и сплавов на железоникелевой и никелевой основах осуществляется двумя видами электродов: электродами для сварки коррозионно-стойких материалов и электродами для сварки жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов.
Согласно действующей классификации к высоколегированным сталям относят сплавы, содержание железа в которых более 45%, а суммарное содержание легирующих элементов не менее 10%, считая по верхнему пределу при концентрации одного из элементов не менее 8% по нижнему пределу. К сплавам на никелевой основе относят сплавы с содержанием не менее 55% никеля. Промежуточное положение занимают сплавы на железоникелевой основе.
В соответствии с ГОСТ 10052-75 электроды для сварки высоколегированных коррозионно-стойких, жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов по химическому составу наплавленного металла и механическим свойствам металла шва и наплавленного металла классифицированы на 49 типов (например, электроды типа Э-07Х20Н9, Э-10Х20Н70Г2М2Б2В, Э-28Х24Н16Г6). Наплавленный металл значительной части электродов, регламентируется техническими условиями предприятий — изготовителей.
Химический состав и структура наплавленного металла электродов для сварки высоколегированных сталей и сплавов отличаются — и иногда весьма существенно — от состава и структуры свариваемых материалов.
Основными показателями, решающими вопрос выбора таких электродов, является обеспечение: основных эксплуатационных характеристик сварных соединений (механических свойств, коррозионной стойкости, жаростойкости, жаропрочности), стойкости металла шва против образования трещин, требуемого комплекса сварочно-технологических свойств.
Электроды для сварки высоколегированных сталей и сплавов имеют покрытия основного, рутилового и рутилово-основного видов.
Из-за низкой теплопроводности и высокого электросопротивления скорость плавления, а следовательно и коэффициент наплавки электродов со стержнями из высоколегированных сталей и сплавов существенно выше, чем у электродов для сварки углеродистых, низколегированных и легированных сталей.
Вместе с тем повышенное электросопротивление металла электродного стержня обуславливает необходимость применения при сварке пониженных значений тока и уменьшения длины самих стержней (электродов). В противном случае из-за чрезмерного нагрева стержня возможен перегрев покрытия и изменение характера его плавления, вплоть до отваливания отдельных кусков.
Сварка, как правило, производится постоянным током обратной полярности.
Электроды для сварки коррозионно-стойких сталей и сплавов
Электроды этой группы обеспечивают получение сварных соединений, обладающих требуемой стойкостью против коррозии в атмосферной, кислотной, щелочной и других агрессивных средах.
Некоторые марки электродов данной группы имеют более широкую область применения и их можно использовать не только для получения соединений с требуемыми коррозионной стойкостью, но и в качестве электродов, обеспечивающих высокую жаростойкость и жаропрочность металла шва.
| Э-12Х13 | 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0 | Сварка хромистых сталей типа 08Х13 и 12Х13 |
| Э-02Х21Н10Г2 | 3,0; 4,0 | Сварка оборудования из сталей типа 04Х18Н10, 03Х18Н12, 03Х18Н11, работающего в окислительных средах, подобных азотной кислоте |
| Э-07Х20Н9 | 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0 | Сварка сталей типа 08Х18Н10, 12Х18Н9 и 08Х18Н10Т, когда к металлу шва не предъявляют жесткие требования стойкости к МКК |
| 08Х20Н9КМВ | 2,5; 3,0; 4,0 | Сварка сталей типа 08Х18Н10, 12Х18Н9 и 08Х18Н10Т, когда к металлу шва не предъявляют жесткие требования стойкости к МКК |
| Э-07Х20Н9 | 3,0; 4,0 | Сварка сталей типа 08Х18Н10, 12Х18Н9 и 08Х18Н10Т, когда к металлу шва не предъявляют жесткие требования стойкости к МКК |
| Э-04Х20Н9 | 3,0; 4,0; 5,0 | Сварка сталей типа 08Х18Н10, 08Х18Н10Т, 06Х18Н11 и 08Х18Н12Т, когда к металлу шва предъявляют требования стойкости к МКК |
| Э-04Х20Н9 | 3,0; 4,0; 5,0 | Сварка сталей типа 08Х18Н10, 06Х18Н11, 08Х18Н12Т и 08Х18Н10Т, когда к металлу шва предъявляют требования стойкости к МКК |
| Э-08Х20Н9Г2Б | 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0 | Сварка сталей типа 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 08Х18Н12Т и 08Х18Н12Б, когда к металлу шва предъявляют жесткие требования стойкости к МКК |
| Э-08Х20Н9Г2Б | 2,5; 3,0; 4,0 | Сварка сталей типа 08Х18Н10, 08Х18Н12Б и 08Х18Н10Т, когда к металлу шва предъявляют требования стойкости к МКК |
| Э-08Х20Н9Г2Б | 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0 | Сварка сталей типа 08Х18Н10, 08Х18Н12Б и 08Х18Н10Т, когда к металлу шва предъявляют жесткие требования стойкости к МКК |
| Э-08Х19Н10Г2Б | 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0 | См. группу электродов для сварки жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов |
| Э-10Х25Н13Г2Б | 3,0; 4,0; 5,0 | Сварка двухслойных сталей со стороны легированного слоя из сталей типа 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т и 08Х13, когда к металлу шва предъявляют требования стойкости к МКК |
| 08Х22Н7Г2Б | 3,0; 4,0 | Сварка сталей марок 08Х22Н6Т и 12Х21Н5Т |
| 08Х22Н7Г2М2Б | 3,0; 4,0 | Сварка стали марки 08Х21Н6М2Т |
| Э-02Х20Н14Г2М2 | 3,0; 4,0 | Сварка оборудования из сталей типа 03Х16Н15М3 и 03Х17Н14М2, работающего в средах высокой агрессивности |
| 08Х18Н11М3Г2Ф | 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0 | Сварка оборудования из сталей типа 08Х18Н10Т и 10Х17Н13М2Т, работающего в агрессивных средах при температуре до 350 С, когда к металлу шва предъявляют требования стойкости к МКК |
| Э-09Х19Н10Г2М2Б | 3,0; 4,0; 5,0 | Сварка оборудования из сталей типа 10Х17Н13М3Т, 08Х21Н6М2Т и 10Х17Н13М2Т, работающего при температуре до 350 С, когда к металлу шва предъявляют требования к стойкости к МКК |
| Э-09Х19Н10Г2М2Б | 3,0; 4,0 | Сварка оборудования из сталей типа 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т и 08Х21Н6М2Т, работающего при температуре до 3500С, когда к металлу шва предъявляют требования стойкости к МКК |
| Э-08Х17Н8М2 | 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0 | Сварка сталей типа 08Х18Н10, 12Х18Н10Т и 10Х17Н13М2Т, когда к металлу шва предъявляют требования стойкости к МКК |
| 14Х17Н13С4Г | 3,0; 4,0; 5,0 | Сварка оборудования из стали 15Х18Н12С4ТЮ, работающего в средах повышенной агрессивности, когда к металлу шва не предъявляют требования стойкости к МКК |
| 02Х17Н14С5 | 3,0; 4,0 | Сварка оборудования из сталей типа 02Х8Н20С6, работающего в условиях производства 98%-ной азотной кислоты |
| 03Х23Н27М3Д3Г2Б | 3,0; 4,0 | Сварка оборудования из сплавов марок 06ХН28МДТ и 03ХН28МДТ и стали марки 03Х21Н21М4ГБ преимущественно толщиной до 12 мм, работающего в средах серной и фосфорной кислот с примесями фтористых соединений |
| 03Х24Н26М3Д3Г2Б | 3,0; 4,0 | Сварка оборудования из сплавов марок 03Х23Н25М3Д3Б, 06ХН28МДТ и 03ХН28МДТ и стали марки 03Х21Н21М4ГБ преимущественно толщиной до 12 мм, работающего в средах серной и фосфорной кислот с примесями фтористых соединений |
| Э-02Х20Н60М15В3 | 3 | Сварка оборудования из сплавов типа ХН65МВ и ХН60МБ, работающего в высокоагрессивных средах, когда к металлу шва предъявляют требования стойкости к МКК |
| Э-10Х20Н70Г2М2Б2В | 3,0; 4,0 | См. группу электродов для сварки жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов |
Электроды для сварки жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов
Электроды этой группы обеспечивают получение сварных соединений с требуемой жаростойкостью и/или жаропрочностью.
Жаростойкими сварными соединениями являются соединения, обладающие высокой стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температурах свыше 550-6000С.
Жаропрочными сварными соединениями являются соединения, работающие при этих температурах в нагруженном состоянии в течение определенного времени (жаропрочные соединения должны обладать при этом достаточной жаростойкостью).
Некоторые марки электродов, предназначенные для сварки жаростойких и/или жаропрочных материалов, используются для сварки коррозионно-стойких и разнородных сталей и сплавов.
| Э-10Х20Н70Г2М2Б2В | 3,0; 4,0 | Сварка жаростойкого и жаропрочного сплава марки ХН78Т |
| Э-08Х19Н10Г2Б | 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0 | Сварка жаропрочных конструкций и оборудования из сталей типа 12Х18Н9Т, 12Х18Н12Т, Х20Н12Т-Л и Х16Н13Б, работающих при температуре 570-650 °С. |
| Э-10Х25Н13Г2 | 3,0; 4,0; 5,0 | Сварка жаростойких сталей типа 20Х23Н13 и 20Х23Н18, работающих в окислительных средах при температуре до 1000 °С |
| Э-27Х15Н35В3Г2Б2Т | 3,0; 4,0 | Сварка реакционных труб из жаростойких сталей марок 45Х25Н20С2, 45Х20Н35С и 25Х20Н35, работающих при температуре до 900 °С в печах конверсии метана |
| Э-28Х24Н16Г6 | 2,5; 3,0; 4,0 | Сварка жаростойких сталей типа 12Х25Н16Г7АР, 45Х25Н20С2 и Х18Н35С2, работающих в окислительных средах при температуре до 10500С и в науглероживающих средах при температуре до 1000 °С |
| 30Х24Н23ГБ | 3,0; 4,0 | Сварка жаростойких хромоникелевых сталей, преимущественно марки 30Х24Н24Б, работающих при температуре до 950 °С |
| 06Х20Н60М14В | 2,0; 2,5; 3,0; 4,0 | Сварка жаропрочных сталей и сплавов типа ХН67МВТЮЛ, ХН64МТЮР, ХН78Т, ХН77ТЮР и ХН56МТЮ |
| Э-08Х14Н65М15В4Г2 | 3,0; 4,0 | Сварка жаростойких и жаропрочных сплавов на никелевой основе типа ХН78Т и ХН70ВМЮТ |
| Э-04Х10Н60М24 | 2,5; 3,0 | Сварка жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов на никелевой основе типа 37Х12Н8Г8МФБ, ХН67ВМТЮ, ХН75МБТЮ, ХН78Т и ХН77ТЮ |
| 11Х21Н14М2Г2 | 3,0; 4,0; 5,0 | Сварка жаростойких сталей типа 20Х23Н13, работающих при температуре до 900 °С в газовых средах, содержащих сернистые соединения |
| 06Х17Н14Г3С3Ф | 3,0; 4,0 | Сварка жаростойких сталей типа 20Х20Н14С2, 20Х23Н18, 20Х25Н20С2 и 45Х25Н20С2, работающих в науглероживающих средах при температуре до 1050 °С |
| 06Х11Н2М2ГФ | 3,0; 4,0 | Сварка жаропрочных сталей мартенситного типа 1Х12Н2ВМФ и Х12НМБФ-Ш |
| 18Х18Н34В3Б2Г | 3,0; 4,0 | Сварка жаростойких сталей марок 20Х25Н20С2, 45Х25Н20С2 и Х18Н35С2, работающих в науглероживающих средах с температурой до 1050 °С, в том числе при повышенных статических нагрузках на швы |
| 09Х23Н9Г6С2 | 3,0; 4,0 | Сварка тонколистовых жаростойких сталей типа 20Х20Н14С2, 20Х25Н20С2 и 45Х25Н20С2, работающих в науглероживающих средах при температуре до 1000 °С |
| Э-12Х24Н14С2 | 3,0; 4,0; 5,0 | Сварка жаростойких сталей типа 20Х25Н20С2 и 20Х20Н14С2, работающих в окислительных средах при температуре до 1050 °С |
| Э-10Х20Н70Г2М2В | 3,0; | Сварка тонколистовых (толщиной до 6 мм) конструкций и нагревательных элементов из жаростойких сплавов типа ХН78Т |
| 10Х27Н70Г2М | 3,0; 4,0 | Сварка жаростойких сплавов марок ХН70Ю и ХН45Юи других сплавов на никелевой основе, работающих при температуре до 1200 °С |
| 20Х27Н8Г2М | 2,5; 3,0 | См. группу электродов для сварки разнородных сталей и сплавов |
Смотри также:
ППР. Сварка нержавеющей стали,
Данный проектпроизводства работ на сварку нержавеющей стали разработан всоответствии с типовой структурой и содержанием проектапроизводства работ рекомендуемыми в МДС 12-81.2007.
В документе приводятсясведения о нержавеющей стали, сварочных материалах и сварочномоборудовании, а также основные положения об организации итехнологии работ, правила и приёмы выполнения технологическихопераций, требования к качеству сварочных работ, указания потехнике безопасности работ.
Настоящий проектпроизводства работ может являться основой для составленияиндивидуальных ППР сварных конструкций, разрабатываемых с учетомтребований проектной документации на строительство и местныхусловий производства работ.
Документ предназначен дляпроектных и строительных организаций, а также может бытьиспользован отдельными бригадами, специализирующимися на выполненииработ по сварке нержавеющей стали, и быть полезен прилицензировании сварочных работ.
Документ разработансотрудниками ''Центрального научно-исследовательского ипроектно-экспериментального института организации, механизации итехнической помощи строительству'' (ЦНИИОМТП) (отв. исполнительКорытов Ю.А.).
3.Общие положения
3.1 Сварка нержавеющейстали выполняется по проекту (рабочему чертежу), в котором указанымарка нержавеющей стали, расположение сварных швов, марка электрода(электродной проволоки), требования к защитному газу.
Способ сварки (ручнаяплавящимся электродом, ручная сварка неплавящимся (вольфрамовым)электродом, полуавтоматическая аргонная) определяется назначением ихарактером металлоконструкции, маркой стали и указывается впроекте, при этом организация, выполняющая сварку, может применитьспособ, более совершенный.
3.
2 Сварочные материалы(нержавеющая сталь, электроды, проволока, защитный газ) должнысоответствовать проекту (рабочему чертежу) и иметь сертификаты. Вслучае отсутствия сертификата пригодность сварочных материаловследует определить в строительной лаборатории на соответствие ихкачества требованиям проекта, стандартов и технических условий.
3.
3 Сварка на открытомвоздухе производится при условии применения укрытия рабочего местаот атмосферных осадков и ветра.
Сварка малогабаритныхконструкций производится в помещениях, исключающих сквозняки.
Сварка выполняется приположительной температуре окружающего воздуха.
3.
4 Положение свариваемойконструкции должно обеспечить расположение сварочного шва в нижнемположении, удобные и безопасные условия для работы сварщика.Вертикальный и потолочный швы выполняются, если конструкция неможет быть установлена в нужное положение, если это предусмотреностроительным процессом.
Для установки крупногабаритных конструкцийприменяют кантователи, манипуляторы, позиционеры и другиеприспособления.3.5 Для уменьшения вконструкциях сварочных остаточных напряжений выполняют (повозможности) в первую очередь стыковые, затем угловые и тавровыесоединения.
Ручную сваркувертикальных швов выполняют электродами диаметром до 4 мм,потолочных — до 3 мм.
Полуавтоматическую сварку в среде аргонавыполняют сварочной проволокой диаметром не более 1,6 мм,вертикальных и потолочных швов — проволокой диаметром 0,6-1,2мм.
3.6 Режим термическойобработки стали до (предварительный нагрев) и после (отпуск) сваркизависит от марки стали (химического состава и структуры),указывается в сертификате на сталь.
Для наиболее применяемых марокстали режим термической обработки приведён в разделе 2.
3.7 При многослойнойсварке каждый предыдущий слой очищают от шлака и брызг металла.Перед наложением шва с обратной стороны для стыковых соединений приручной сварке или при двусторонней ручной или полуавтоматическойсварке корень шва удалить и зачистить.
3.
8 Процесс сварки долженбыть непрерывным. В случае перерыва сварка возобновляется толькопосле зачистки конца шва длиной не менее 50 мм и кратера. Кратердолжен быть полностью перекрыт швом.
3.
9 При ремонтеконструкций с трещиной предварительно выполняют Y-образную (притолщине металла до 12 мм) или Х-образную разделку кромок трещиныпод сварку и сверление в концах трещины отверстий-ловителей. Вслучае обнаружения трещины в сварном шве сварной шов удаляют подлине, превышающей окончания трещины на 60-100 мм, и завариваютвновь.
3.10 Для выполненияотдельных швов закреплённая деталь должна освобождаться отзакрепления после полного остывания швов. Не следует осуществлятьсварку деталей в закрепленном состоянии, если это не предусмотренопроектом.
3.11 При сваркенержавеющей стали следует учитывать требования и рекомендациинормативно-технических документов, основные из которых приведеныниже.
Нормативно-технические документы
| Обозначение | Наименование |
| СНиП 12-03-2001 | Безопасность труда встроительстве. Часть 1. Общие требования. |
Как осуществляется сварка нержавеющей стали, какие методики доступны
В нашем понимании закрепилась мысль, что сварка нержавеющей стали имеет определенные нюансы, однако этот процесс вполне выполним, даже в домашних условиях.
Под нержавейкой понимают материал с антикоррозийными свойствами, которые проявляются, благодаря добавлению в состав хрома.
В результате реакции хрома с кислородом образуется своеобразный оксидный барьер, защищающий сталь от окисления.
Зачастую вместе с хромом в составе нержавейки присутствуют такие элементы, как никель, молибден или титан. Эти элементы называются вспомогательными, от их наличия и количества зависят физико-химические свойства полученного сплава. Именно об этих свойствах должен знать сварщик, готовясь к проведению сварочных работ.
Виды
Сталь, традиционно именуемая нержавейкой, может иметь разные составы и, как следствие, по-разному реагировать на ведение сварки. Прежде всего, следует отметить, что материал можно разделить на несколько видов.
Аустенитная сталь характерна тем, что в своем составе имеет достаточно много хрома. В долевом соотношении его количество составляет 18%. Также в такой нержавейке содержится до 10% никеля.
Примером может служить пищевая нержавейка, маркируемая по ГОСТ, как 08Х18Н10. В другой классификации она имеет название AISI 304. Применяется эта сталь, как при строительстве, так и в производстве посуды.
К физическим свойствам можно отнести отсутствие магнитных свойств, пластичность, прочность и химическую стойкость.
Мартенситная нержавейка, благодаря своей специфической внутренней структуре, выделяется в особый класс. Она отличается низким содержанием углерода, который составляет всего 0,12% общего количества вещества. В составе мартенситной стали содержится 13% хрома.В отличие от предыдущего вида, данный материал прочен, но хрупок. Может использоваться в качестве сырья для производства режущих инструментов, а также крепежной фурнитуры при условии эксплуатации в неагрессивных средах. Подлежит дополнительной обработке.
Так, при воздействии температуры нержавейка приобретает вязкость. Обозначается, как AISI 410 или 12х13, согласно ГОСТ.
Среднее положение по содержанию хрома занимает ферритная сталь. После ее закалки наблюдается повышенная устойчивость к внешним факторам агрессивной среды. Считается, что этот сплав наиболее трудно поддается сварке. Обозначается подобная сталь по ГОСТ 12х17 или AISI 430. Число 12 указывает на процентное содержание хрома.
Проблемы
Основная сложность сварочных работ обусловлена тем, что нержавеющая сталь считается высоколегированной. Компоненты, входящие в его состав, оказывают непосредственное влияние на результат работы. Ведущая роль здесь отводится хрому.
В некоторых материалах его процентное соотношение может достигать 30. Тем не менее, от хрома невозможно «отказаться», так как именно он, наряду с никелем, титаном, молибденом и марганцем, придает металлу антикоррозийные свойства.
Приходится учитывать ряд особенностей сплава.
- Нержавеющая сталь обладает высоким коэффициентом температурного расширения. Если сварка ведется без выдержки нужного зазора, особенно при значительной толщине заготовок, могут наблюдаться трещины. Они возникают в процессе остывания, когда металл начинает «стягиваться».
- Низкая теплопроводность не позволяет быстро распределяться теплу, как в случае сварки низкоуглеродистых сталей. В результате этого наблюдаются локальные зоны высокой температуры, что приводит к проплавлению заготовок насквозь, особенно если их толщина невелика. Причем снижение силы тока никак не влияет на ситуацию.
- Наблюдается такое явление, как межкристаллическая коррозия. Она вызвана появлением в структуре металла прослоек, содержащих железо и карбид хрома. Прогрессировать коррозия начинает после нагрева детали до 500°C градусов. Чтобы этого избежать, приходится с большой степенью точности настраивать параметры сварки, а сформированный шов необходимо сразу охлаждать. Самый простой способ – охлаждение в воде, однако он приемлем только для аустенитной нержавейки.
Не стоит забывать про еще один фактор, значительно усложняющий сварочный процесс. Высокое электрическое сопротивление и низкая теплопроводность материала приводит к тому, что при использовании хромоникелевых электродов наблюдается сильное нагревание последних. Выходом из данной ситуации является подбор электродов не только по диаметру, но и по длине.
Подготовительные работы
Сваривать детали из нержавеющей стали можно как обычным инвертором, так и с помощью аргонно-дугового сварочного аппарата. Какой бы способ сварки ни выбрал мастер, в любом случае необходимо провести подготовительные работы.
- Первым делом заготовки следует очистить от пыли и грязи. Посторонние частицы на поверхности металла становятся причиной некачественного и неровного шва.
- Если работа ведется с заготовками, имеющими относительно небольшую толщину (до 1,5 мм), то кромки прижимаются друг к другу вплотную. Для этого рекомендуется воспользоваться струбцинами.
- При толщине металла более 4 мм приходится разделывать кромки. Обычно их обтачивают напильником или шлифовальной машиной под углом 45° градусов. Такая своеобразная канавка позволяет добиться проваривания по всей толщине. Чем больше толщина заготовки, тем больший угол следует создать на кромках.
- Если тонкие листы нержавейки скрепляются плотно, то массивные заготовки требуют зазора между кромками. Имеющимися приспособлениями выставляется зазор в 2 мм. Он должен оставаться постоянным в течение всего процесса.
- Когда толщина металла превышает 7 мм, требуется его предварительный прогрев.
Способы
Различают несколько технологий, по которым ведется сварка нержавейки. Они зависят от имеющегося в наличии сварочного аппарата. Аргонодуговая сварка (сварка в режиме TIG) осуществляется инверторами, предназначенными для работы в среде аргона. Сварка ведется неплавящимся вольфрамовым электродом. В зону контакта электрода подается аргон через специальную горелку.
Классический режим сварки подразумевает применение плавящихся покрытых электродов. Сварочные инверторы, работающие в режиме MMA, считаются самыми доступными и недорогими. Ручная дуговая сварка применима для нержавейки только с условием использования специальных электродов.
Сварка в полуавтоматическом режиме (MIG/MAG) требует наличие проволоки из нержавеющей стали. Инверторный полуавтомат оснащен механизмом подачи проволоки, а также горелкой, через которую поступает защитный газ в зону формирования шва.
Холодная сварка принципиально отличается от представленных выше способов. Материал не нужно нагревать и плавить. Соединение деталей осуществляется под воздействием высокого давления.
Можно говорить лишь о статистике, которая показывает, что некоторые способы нашли свое применение в промышленности и в домашних условиях, а другие, наоборот, в силу технологичности не стали массовыми. Однако выбор зависит не от популярности, а от конкретных условий сварки и требований к полученному результату.
Сварка аргоном
Чтобы вести данный вид работ, необходимо иметь в наличии инвертор AC/DC TIG, предназначенный для ведения аргонодуговой сварки постоянным и переменным током. Сварка производится в ручном режиме с помощью неплавящихся вольфрамовых электродов.
Так как подобные инверторы можно встретить у любого начинающего мастера, то данный вид сварки нержавейки доступен в домашних условиях. При этом результат получается достаточно качественным.
Обычно к подобному способу прибегают при сваривании нержавеющих труб при монтаже магистралей для жидкостей или газов.
Можно выделить основные нюансы аргоновой сварки.
- Дугу необходимо поджигать бесконтактным способом, во избежание попадания вольфрама с электрода в зону расплавленного металла. Часто мастера зажигают дугу на стороне, а впоследствии ее постепенно перемещают в зону формирования будущего шва.
- Как было указано выше, допустима сварка постоянным и переменным током.
- В зависимости от толщины детали выбирается режим сварки. Под ним подразумеваются такие параметры, как диаметр вольфрамового электрода, присадка, показатели сварного тока, скорость подачи аргона и скорость формирования шва.
- В качестве присадки используется проволока из легированной стали. Степень ее легирования должна быть выше, нежели у самого материала.
- Не допускается ведение колебательных движений электродом, это может привести к нарушению зоны сварки и окислению металла.
Важным моментом является окончание сварки, так как на данном этапе можно существенно сэкономить вольфрамовый электрод. После наложения шва необходимо в течение некоторого времени продолжить подачу аргона.
В результате того, что раскаленный электрод защищен газом, он не окисляется.
Если обеспечить подачу присадки, то скорость сварки существенно увеличится, к тому же автоматизация повышает точность и эстетичность шва.
Ручная дуговая
В силу распространенности инверторов MMA такой режим работы считается традиционным.
Если сварщик обладает достаточным опытом ведения работ покрытыми электродами, то технология сварки нержавейки ничем не будет отличаться от работ с черными металлами.
Отметим, что при этом качество шва оставляет желать лучшего. При выборе электродов необходимо основываться на том, что все расходные материалы для нержавеющей стали делятся на два вида.
- Электроды с рутиловым покрытием предназначены для выполнения работ постоянным током с обратной полярностью. Имеет место разбрызгивание металлов, что является одним из недостатков сварки в режиме MMA.
- Электроды с покрытием из карбоната магния и кальция выбираются только для определенных сплавов.
Более подробное описание по подбору расходных материалов для каждого типа нержавейки прописаны в ГОСТ 10052-75.
Полуавтоматическая
Если использовать полуавтомат, работающий в режиме MIG/MAG, то в этом случае также можно сваривать нержавейку. По качеству и эстетике результата данный режим считается приоритетным, независимо от толщины заготовок. Источником тока служит инверторный полуавтомат, но подойдет и любой альтернативный выпрямитель тока.
Масса подается на одну из привариваемых деталей, а плюсовым электродом служит специальная горелка. Эта горелка выполняет одновременно две функции: обеспечивает подачу защитного газа и представляет собой электрод. Присадочная проволока подается встроенным устройством. Современные инверторные полуавтоматы снабжены удобным механизмом, позволяющим загружать проволоку в готовых бобинах.
Проволока для полуавтоматической сварки нержавейки также состоит из нержавеющей стали. Ее диаметр, как и прочие параметры, определяются толщиной заготовок.
Например, при толщине листа металла в 1,5 мм рекомендуется использовать проволоку диаметром 1 мм при силе тока в 80 – 100 А. Скорость подачи проволоки составляет 160 м/час. Если же толщина металла достигает 5 мм, то диаметра проволоки увеличивается до 1,6 мм, а сила тока – до 300 А.
В промышленности зачастую требования к сварному шву повышены, так как он должен противостоять агрессивному воздействию среды, поэтому применяют порошковую проволоку.Она представляет собой трубку, внутри которой размещен флюс. Это дает дополнительную защиту в зоне сварки.
По себестоимости работы с полуавтоматической сваркой несколько выше, чем работы в режиме ММА, причем описанный метод требует от сварщика определенного навыка.
Холодная
Данный метод характерен тем, что не требует нагрева деталей и применения специального оборудования. В качестве скрепляющего материала используется двухкомпонентный клей. Состав сохраняет прочность и целостность после застывания. Место сварки не боится влаги, поэтому технология применяется при заделывании течи в емкостях.
Алгоритм работ достаточно прост. Необходимо зачистить и обезжирить поверхности, а затем нанести царапины. Клей отрезается в необходимом количестве. Состав следует размять в руке, слегка разогрев его и перемешав компоненты. После застывания шов можно обрабатывать.
Важная особенность такого способа заключается в том, что клеем можно заделывать отверстия, однако шов не способен выдерживать сильные нагрузки. Не рекомендуется использовать холодную сварку, как способ соединения деталей. Популярность таких работ обусловлена малыми затратами и относительной простотой их проведения.