Сварка нержавеющей стали применяемые технологии

Такой процесс, как сварка нержавеющей стали, требует серьезного подхода. Любое несоответствие технологии выполнения работ может привести к отрицательному результату. Химический состав нержавеющей стали и ее физические свойства определяют целый ряд требований к способам и технике выполнения работ.

Свариваемость нержавеющей стали

На способность сваривания различных марок нержавеющей стали влияет целый ряд факторов, наиболее существенными из них являются:

• Данный материал по сравнению с низкоуглеродистой сталью имеет меньшую теплопроводность, для различных марок такая разница может составлять 50-100%. Поэтому технология выполнения работ должна учитывать этот фактор, так как повышенная концентрация тепла в районе сварочного шва вызывает прожог металла. Для устранения такого влияния необходимо выбирать режим сварки с пониженным на 17-20% током.
• Нержавейка отличается и повышенным электрическим сопротивлением, что может привести к значительному нагреву электрода, именно этот фактор объясняет значительную скорость его сгорания, к которой необходимо привыкнуть. Поэтому работу желательно выполнять хромоникелевыми электродами.
• Нержавеющая сталь имеет значительный коэффициент линейного расширения. В связи с этим при сваривании деталей, имеющих значительную толщину, необходимо выдерживать определенный зазор, который обеспечит необходимую усадку шва. Пренебрежение данным правилом способно вызвать появление трещин.
• При сварке аустенитной хромоникелевой нержавейки, при неправильном режиме термической обработки, существует возможность потери ей своих антикоррозионных качеств. Это связано с образованием карбидов железа и хрома. Одним из основных способов борьбы с этим явлением является быстрое охлаждение сварного шва, холодная вода, применяемая для этой цели, позволит значительно уменьшить потерю стойкости к коррозии.

Разнообразие применяемого сварочного оборудования позволяет выполнять такой процесс как сварка нержавейки не только в промышленных масштабах, она вполне осуществима в домашних условиях.

Как подготовить металл

По большому счету подготовка нержавейки к сварочному процессу не отличается от аналогичных процедур для других металлов.

Единственное на что требуется обратить особое внимание, это следующие моменты.

• Кромки свариваемых деталей зачищаются до стального блеска, лучше всего это сделать металлической щеткой.
• Поверхности обезжириваются при помощи подходящего растворителя, можно применять авиационный бензин, ацетон. Этот прием позволит снизить пористость шва и повысит устойчивость дуги.

Методы сварки нержавеющей стали

Существует множество способов сварки такой стали в домашних и заводских условиях, чаще всего применяют следующие ее виды:

• ММА (покрытыми электродами).
• В режиме DC/AC TIG (аргонодуговая с применением вольфрамового электрода).
• Полуавтоматическая (MIG) аргоновая сварка с использованием нержавеющей проволоки.
• Контактная точечная и шовная (сопротивлением).
• Холодная (соединение под давлением без плавления).

Эти способы и разберем более детально.

 MMA

В случае отсутствия каких-либо жестких требований к качеству сварного соединения вполне можно выполнить сварку покрытым электродом, это основной тип сварки, применяемый в домашних условиях.

Основная трудность заключается в правильном его подборе. Лучше всего узнать марку нержавейки, которую необходимо сварить, выяснив по ГОСТу свойства материала необходимо выбрать соответствующий им электрод.

• В большинстве случаев сварка осуществляется током обратной полярности.
• Работа должна выполняться электродом минимально возможного диаметра, сварочный ток должен обеспечивать небольшую передачу тепловой энергии, как уже говорилось, его величина должна быть снижена.
• Технология выполнения работ предполагает быстрое охлаждение завершенного шва. С этой целью необходимо осуществлять обдув сжатым воздухом или использовать медные подкладки под детали. Для некоторых типов стали допускается применение холодной воды.

 DC/AC TIG

Аргоновая технология сварки применяется при повышенных требованиях к качеству шва, она дает отличные результаты при работе с тонкой нержавейкой. Такой способ рекомендован для сварки труб, работающих под давлением.

• Работы могут выполняться как на постоянном, так и на переменном токе.
• Присадочная проволока должна иметь более высокую (по сравнению с основным металлом) степень легирования.
• Для предотвращения нарушения зоны сварки необходимо избегать колебательных движений электродом, это также предотвратит окисления стали. Защита внутренней стороны шва нержавейки должна осуществляться поддувом инертного газа (аргона). Кстати, нержавейка, в отличие от титана, не так критична к качеству защиты внутренней стороны.
• При работе поджог дуги необходимо выполнять бесконтактным методом, в крайнем случае, можно ее зажечь на графитовой (угольной) плите и перенести ее на сталь, это предотвратит попадание в сварочную ванну вольфрама.
• Режимы сварки выбираются исходя из толщины свариваемых деталей. При этом определяется полярность и сила тока, диаметры присадочной проволоки и электрода, скорость выполнения сварки и примерный расход аргона.
• Расход вольфрамового электрода можно значительно снизить простым способом. После разрыва дуги и окончания сварки н отключайте подачу аргона, пусть он в течение 10-15 секунд обдует электрод, это снизит его окисление.

Полуавтоматическая сварка MIG

Принципы такого метода практически не отличается от описанного выше метода, данная технология отличается механизированной подачей нержавеющей проволоки. Сварка нержавейки на таком оборудовании позволяет получить соединение высокого качества, кроме того значительно ускоряется и упрощается сам процесс выполнения работы. Различные сварочные техники позволяют соединять материалы различной толщины:

• Сварка короткой дугой применяется для тонкой листовой стали.
• Метод струйного переноса применим к деталям со значительной толщиной.
• Технология импульсной сварки считается наиболее управляемым способом осуществления сварочных работ. Металл при ней подается серией импульсов, это позволяет значительно снизить среднюю величину сварочного тока, что уменьшает тепловое воздействие и исключает возможность прожога металла.

Контактная сварка

Точечная и роликовая сварка нержавеющей стали может осуществляться на оборудовании, предназначенном для соединения других металлов. Такому виду сварки подвергаются тонкие листы металла (до 2 мм). Разница заключается в применяемых режимах.

Повышенное сопротивление нержавейки приводит к увеличенному выделению тепла в процессе работы, поэтому точечная сварка должна осуществляться при меньшей силе тока и увеличенном давлении сжатия. Это позволит сократить время цикла и предохранит сталь от прожога, кроме того снижается возможность образования карбидов и шов нержавейки не теряет своих антикоррозионных качеств. Стоить отметить, что роликовая сварка обеспечивает большую надежность шва, точечная технология применяется в основном для неответственных соединений.

Холодная сварка

Данный метод в домашних условиях не применим, но используется на производстве. Холодная сварка (под давлением) нержавейки не предполагает плавления соединяемых элементов.

При этом основную работу выполняет приложенное давление. Принцип данного метода сварки основан на соединении заготовок на уровне кристаллической решетки стали.

При сварке нержавеющей стали заготовки соединяются внахлест или в тавр. Величина нахлеста выбирается в зависимости от толщины металла. Холодная сварка может выполняться по односторонней или двухсторонней схеме. В первом случае пластической деформации подвергается только верхний лист нержавейки, давление прилагается только к нему. При этом качество соединения не страдает. При двухсторонней сварке давление прикладывается к обеим свариваемым деталям.

Существует еще несколько способов сварки нержавейки, считают перспективными плазменные и лазерные технологии, но так же как в случае с холодной сваркой, применение их в домашних условиях затруднено. В основном применяют первые три из описанных технологий. При этом важно помнить, какой бы способ не был бы выбран, качество сварного соединения нержавейки в первую очередь зависит от квалификации исполнителя.

Похожие статьи

• Пайка нержавейки: важные особенности процедуры
• Как сварить нержавеющую сталь?
• Как сделать сварку нержавеющей стали, используя инвертор?
• Какие катоды нужны для соединения нержавеющих сталей?

Точечная сварка

Способы точечной сварки и области ее применения.

Точечной контактной сваркой соединяют детали от 0,05 до 6 мм. Диапазон можно расширять от 10 микрон до 30 микрон.

Под точечную сварку детали изготавливают из листовых материалов, прессованных полуфабрикатов, штампованных, литых, кованных и обработанных резанием заготовок, чаще всего после штамповки.

Выбор того или иного способа сварки определяется толщиной детали, материалом, конструкцией узла, масштабом и характером производства, требованиями, предъявляемыми к качеству соединения, а также требованиями производительности процесса.

В зависимости от качества одновременно свариваемых точек и способа подвода тока на заготовку применяют разные способы точечной сварки.

1. Одноточечная двухсторонняя сварка.

 

2. Одноточечная односторонняя сварка.

 

Применяется чаще всего для приварки подшивки к каркасу.

3. Одноточечная односторонняя сварка пистолетом, прижимаемым вручную.

 

Нестабильное качество сварки. Применяется при приварке громоздких узлов в труднодоступных местах.

4. Двухточечная односторонняя сварка на медной подкладке.

 

Чем толще первая деталь, тем больше ток шунтирования. осуществляет сварку. Часть тока шунтирует через верхнюю деталь. Чтобы снизить сопротивление для сварочного тока применяют сварочную подкладку.

5. Двухточечная односторонняя сварка без шунтирования тока.

По такому принципу работают все контактные многоточечные мешины, созданные для сварки арматурных сеток на заводах ЖБИ.

Для листовых конструкций , для арматурных .

6. Двухточечная двухсторонняя сварка со спаренными трансформаторами.

 

Если шунтирование тока не значительное, то сварка крупногабаритных ответственных узлов в крупносерийном и массовом производстве.

7. Многоточечная односторонняя сварка с питанием от одного трансформатора с двумя раздельными вторичными обмотками.

 

 

Чередующиеся подключения через одно способствуют исключению шунтирования тока через верхнюю деталь.

8. Многоточечная односторонняя сварка с питанием от нескольких трансформаторов.

 

Два или три трансформатора отдельных при той же мощности потребляют меньше тока из силовой сети и равномернее нагружают ее фазы. .

9. Многоточечная двухсторонняя сварка с питанием от нескольких трансформаторов.

Если геометрия конфигурации свариваемой детали позволяет, то этот способ сварки является предпочтительным, т.к. .

Конструирование узлов и соединений точечной шовной сварки.

Конструктивные требования к узлам соединений определяются конструктивным процессом точечной шовной сварки и применяемым оборудованием.

Наиболее дешевым является универсальное оборудование. При его использовании желательно учитывать следующее:

1. Сечение детали и приспособлений из ферромагнитных сталей, вводимых в контур машины должно быть минимальным, т.к. магнитная сталь увеличивает индуктивное сопротивление контура в связи с тем, что магнитное поле контура, создаваемое током, наводит в этих сталях вихревые токи, на что расходуется энергия.

Разница сварочного тока 30-40%. С увеличением величины А при введении ферромагн. в контур сварочный ток будет уменьшаться.

2. При проектировании самих деталей необходимо предусматривать свободный доступ электродов к свариваемой зоне.

3. Толщина детали в зоне сварки под электродом не должна существенно отличаться, т.к. при соотношении толщин более 3:1 требуется применение технических приемов.

4. Желательно, чтобы все точки в узле можно было сварить в любой последовательности при минимальном шунтировании тока и деформации детали.

5. Если усилие от электродов воспринимается всем узлом, то его жесткость длжна быть достаточной, чтобы не вызвать деформацию.

6. Точки не должны располагаться в труднодоступных местах или вблизи ребер.

7. В пакете свариваемых деталей желательно иметь не более двух. Допустима сварка трех деталей для сварки неответственных изделий.

8. Нахлесточные соединения должны быть спроектированы при строгом соблюдении номинальных размеров литого ядра, шага между точками и величины нахлестки.

 

 

Относительная величина проплавления детали:

Глубина отпечатка:

Уменьшение проплавления А снижает надежность соединения, а увеличение деформации от электрода С приводит также к снижению прочности (снижается рабочее сечение).

Минимальное tш выбирают с учетом шунтирования тока в предыдущую точку.

Величина нахлестки lн должна быть в пределах 4dя с целью исключения выхода литого ядра за пределы кромок детали.

Чем выше теплопроводность металла, больше его толщина, тем больше должен быть шаг между точками.

Конструктивно, чем выше , тем лучше, но иногда возникает требование уменьшить до минимальных размеров с целью увеличения прочности. Поэтому в случае необходимости вместо точечной сварки надо переходить на рельефную и применяют плоские электроды на тех же контактных машинах.

При сварке Al сплавов увеличивается на 20%, а Cu сплавов – на 30-40%.

Подготовка деталей под сварку.

Точечная шовная сварка.

1.1 Подготовка поверхностей деталей:

-очистка;
-промывка;
-пассивирование ( т.е. создание коррозионностойкой защитной пленки).

1.2. Подгонка и правка.

1.3. Сборка и прихватка.

1.4. Антикоррозионная защита – иногда проводится перед сборкой и прихваткой.

1. Подготовка.

Детали из горячекатаной стали очищают дробеструйной и пескоструйной обработкой, щетками, травление в 10% h3SO4 с последующей промывкой водой и нейтрализацией щелочью.

Холоднокатаную сталь промывают холодной водой с последующей сушкой в камере.

При мелкосерийном и штучном производстве окалину можно удалить горелками с ацетилено-кислородным пламенем.

Алюминиевые сплавы травят в растворе KOH и NaOH, промывают, иногда пассивируют в растворах солей фосфора. После травления детали хранятся в пакетах в течение 5 суток.

Титановые сплавы очищают окислом HNO3 и HCl с промывкой и сушкой.

Медные сплавы – также HNO3 и HCl с промывкой и протиркой мест под сварку.

2. Правка.

На специальных приспособлениях, прессах или оправках, можно молотком.

Детали с малой жесткостью не требуют правки, если сборочно-сварочные операции обеспечивают требуемые свойства.

Подгонка обычно совмещается с правкой.

Качественной считается сборка, если отсутствует зазор или находится в пределах допустимого.

Проверить можно шаблоном

3. Прихватка.

Обязательна при сварке длинных деталей (150-200 мм) и деталей сложной формы, для сварки титановых и нержавеющих сталей (50-80 мм), направление – от середины к краям или от мест с наибольшей к местам с наименьшей жесткостью.

4. Антикоррозионная защита

С точки зрения коррозионной стойкости нахлесточные соединения – самые чувствительные к коррозии.

Для изделий, подвергающихся агрессивному воздействию, необходима антикоррозионная защита.

Лучше всего наносить перед сборкой. Это электропроводные смолы, грунты, клеи с длительным периодом полимеризации.

Кузова автомобилей варят сваркой по клею. Хорошо работает при знакопеременных нагрузках.

Автомобильные кузова варят по электропроводному грунту.

Применяют металлические защитные покрытия.

Применяют цинк, свинец, гафний, олово.

При сварке деталей, покрытых защитными металлическими покрытиями, возникают проблемы, связанные с тем, что цинк, олово, свинец плавятся при (гораздо) более низких температурах.

Низкая температура плавления защитных металлических покрытий приводит к тому, что покрытие в контакте деталь-деталь плавится при t=400-1100, и по этому жидкому слою растекаются линии тока, снижая плотность тока в зоне контакта, и стальные детали при выдавливании этого жидкого покрытия, попадая в контакт, не расплавляются.

Сварочные усилия 1,5-2р и ток 1,5-2р – надо приложить для формирования литого ядра между деталями.

При сварке несколькими импульсами задается число импульсов, длительность и время паузы. 2 – нержавеющие и титановые сплавы

Форма и диаметр рабочей поверхности электрода: с плоской или сферической рабочей поверхностью.

 

Особенности сварки деталей различной толщины.

При сварке деталей резко различной толщины возникает проблема со смещением литого ядра в более толстую деталь.

При этом тонкая может быть не проплавлена вообще.

Чтобы сместить ядро нужно увеличить плотность тока и уменьшить теплоотвод из тонкой детали в электрод.

Проще это сделать, уменьшив диаметр электрода со стороны тонкой детали, тогда теплоотвод будет уменьшен благодаря малым размерам электрода.

Можно взять электроды с разной теплопроводностью: со стороны тонкой детали – с высокой, со стороны толстой – с низкой.

Особенности сварки разнородных материалов.

1. Меньший диаметр электрода со стороны латуни.

2. Электрод с вольфрамовой вставкой со стороны латуни.

3. Теплоотражающий экран.

Особенности шовной сварки обечаек.

При сварке цилиндрических обечаек площадь контакта нижнего электрода с нижней деталью в несколько раз больше площади контакта верхнего электрода с верхней деталью.

Плотность тока в нижнем электроде меньше, а теплоотвод выше от нижней детали, поэтому литые ядра будут смещаться в верхнюю деталь.

Нужно взять нижний ролик намного меньшего диаметра, чем верхний.

Можно уменьшить ширину и радиус рабочей поверхности контактирующей детали.

Проблемы усугубляются, когда приходится варить разнотолщинные или разнородные детали.

Поэтому часто приходится уменьшать диаметр ролика, ширину и радиус рабочей поверхности и применять ролики с различными теплофизическими свойствами.

Также по теме:

Шовная контактная сварка.  Описание и прараметры шовной сварки.

Рельефная сварка. Технология и разновидности рельефной контактной сварки.

Преимущества контактной сварки нержавеющей стали

Существует несколько видов методов и процессов сварки, которые компания Marlin применяет для своих нестандартных форм проволоки. Наиболее распространенными являются процессы дуговой сварки (такие как сварка MIG и TIG) и контактная сварка. Хотя оба процесса связаны с использованием электричества для соединения двух кусков металла, между ними есть несколько различий.

Например, в процессах дуговой сварки для соединения двух заготовок часто используется присадочный материал, а в контактной сварке — нет. При контактной сварке давление является основным фактором завершения сварного шва, в то время как дуговая сварка не так сильно зависит от этого.

Как и любой другой производственный процесс, контактная сварка при неправильном обращении может привести к дефектам конечной заготовки. Однако, несмотря на необходимость точного контроля электричества, времени сварки и давления, контактная сварка остается предпочтительным методом Marlin для соединения заготовок из нержавеющей стали.

Почему?

Потому что, несмотря на относительную сложность процесса, использование контактной сварки нержавеющей стали имеет ряд ключевых преимуществ:

Что такое сварка сопротивлением?

Сварка сопротивлением представляет собой процесс электросварки, при котором две заготовки удерживаются вместе при пропускании через них тока. Тепло для соединения заготовок создается их сопротивлением проходящему через них электрическому току.

Прижимая две заготовки друг к другу во время процесса сварки, их можно соединить навсегда, хотя необходимо соблюдать осторожность в отношении силы приложенного давления и продолжительности подачи электричества.

Преимущества контактной сварки

1. Точная сварка без беспорядка. Общая проблема со многими сварными швами, в которых используются присадочные материалы, заключается в том, что присадочный материал может трещать и разбрызгиваться в процессе сварки, создавая неприглядные острые края или заусенцы, которые необходимо сгладить позже. Сварка сопротивлением не использует наполнитель. Таким образом, при соединении двух деталей из нержавеющей стали гораздо меньше риск разбрызгивания (при условии, что сварной шов не сильно перегрет).
2. Быстрая сварка нержавеющей стали. Одна из интересных особенностей нержавеющей стали заключается в том, что большинство ее составов имеют довольно высокое электрическое сопротивление. Поскольку контактная сварка работает, пропуская электричество через материал и выделяя тепло за счет сопротивления, нержавеющая сталь имеет тенденцию очень быстро нагреваться до температуры сварки. Это позволяет выполнять контактную сварку невероятно быстро — например, сварочный аппарат Marlin IDEAL может выполнить сварку за две миллисекунд (т.е. 2/1000 секунды).
3. Снижение обесцвечивания в месте сварки. Поскольку сварка сопротивлением может быть очень быстрой (при управлении среднечастотным контроллером сварки постоянным током), тепло от сварки имеет меньше шансов распространиться. Это сводит к минимуму риск ожогов и обесцвечивания вокруг места сварки.
4. Устранение искривления. Если заготовка слишком долго находится в горячем состоянии, она может начать терять форму, изгибаясь в месте сварки. Таким образом, еще одно преимущество молниеносных процессов сварки, таких как контактная сварка нержавеющей стали, заключается в том, что эти деформации в значительной степени устраняются — металл не остается горячим достаточно долго, чтобы деформироваться.
5. Не нужно беспокоиться о флюсе/наполнителе. Сварка сопротивлением вообще не использует присадочный материал . Из-за этого нет причин беспокоиться о необходимости непрерывно подавать наполнитель или останавливать машину для его пополнения. Кроме того, сварка сопротивлением, в отличие от дуговой сварки, не нуждается в защитных газах. Это отсутствие зависимости от расходных материалов гарантирует, что машина для контактной сварки может работать с максимальной производительностью в течение всего дня без перерыва.

Есть вопросы по сварке нестандартных форм проволоки? Свяжитесь с командой Marlin Steel, чтобы получить ответы. Инженеры-механики Marlin имеют многолетний опыт оказания помощи производителям, разрабатывая идеальные индивидуальные металлические формы для их нужд.

Точечная сварка | Листовой металл

Точечная сварка является основной частью наших возможностей по сварке металлов. Здесь, в JC Metalworks, точечная сварка чаще всего используется для быстрого изготовления тонких листов из нержавеющей стали или алюминия в больших объемах.

Отправить запрос

Точечная сварка листового металла

Здесь, в JC Metalworks, работает команда высококвалифицированных и опытных сварщиков и изготовителей металлов, обладающих навыками и возможностями для выполнения точечной сварки и шовной сварки в больших объемах с использованием методов, которые широко используется в металлообрабатывающей и металлообрабатывающей промышленности.

Как правило, точечная сварка используется для металлических листов из нержавеющей стали или алюминия толщиной от 0,5 до 3 мм. В процессе используются два профилированных электрода из медного сплава, чтобы сконцентрировать сварочный ток в небольшом «пятне» и одновременно сжать листы вместе. Подача большого тока через «пятно» расплавит металл и сформирует сварной шов.

Привлекательной особенностью точечной сварки является то, что большое количество энергии может быть доставлено к месту за очень короткое время (10–100 миллисекунд). Это позволяет проводить сварку без чрезмерного нагрева остальной части металлического листа.

Вам будет приятно узнать, что недавно мы реализовали и завершили программу инвестиций и усовершенствований нашего сварочного участка, в результате которой наши сварочные мощности увеличились на 20 %.

Мы также модернизировали вытяжную систему, проходящую через каждый из наших участков для сварки металла, обеспечив нашим сварщикам и производителям металла безопасную рабочую среду и условия, необходимые им для выполнения качественной работы, которую они выполняют каждый день.

Независимо от того, нужна ли вам точечная сварка нержавеющей стали или точечной сварки алюминия, мы можем предоставить вам мощности, навыки и технологии для экономичного и безопасного производства готовой готовой продукции в соответствии с самыми высокими стандартами.

Точечная сварка легкой стали?

Прочтите о сварке МиГ

Сварка металлов в среде инертного газа (МИГ) — это процесс сварки, при котором электрическая дуга образуется между расходуемым проволочным электродом и металлом (металлами) заготовки. Это нагревает металл(ы) заготовки, заставляя их плавиться и соединяться.

Первоначально разработанный в 1940-х годах для сварки алюминия и других цветных металлов, МиГ вскоре был применен для стали, поскольку он обеспечивал более быстрое время сварки по сравнению с другими процессами сварки. Дальнейшие разработки в 1950-х и 1960-х годах сделали этот процесс более универсальным, и в результате он стал широко использоваться в промышленных процессах. Сегодня МиГ является наиболее распространенным промышленным сварочным процессом, предпочтительным из-за его универсальности и скорости.

Узнать больше

Точечная сварка алюминия?

Читать о сварке TiG

Сварка TiG — это процесс дуговой сварки, в котором для получения сварного шва используется неплавящийся вольфрамовый электрод. Сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа чаще всего используется для сварки тонких профилей из нержавеющей стали и цветных металлов, таких как сплавы алюминия, магния и меди, такие как латунь. Этот процесс дает оператору больший контроль над сварным швом, чем конкурирующие процессы, что позволяет получать более прочные и качественные сварные швы. Сварка TiG сравнительно более сложна и сложна в освоении, а также медленнее, чем большинство других методов сварки.

Узнать больше

Сварка МИГ

Для изготовления мягкой стали, которая будет видна на готовой детали или изделии, наша команда высококвалифицированных и опытных производителей металла обычно использует сварку МИГ.

Узнать больше

Сварка ВИГ

Наконец, наши производители могут предложить точечную сварку, которая используется для материалов толщиной менее 3 мм и когда необходимо сварить большие плоские невидимые участки металла.

Подробнее

Типичными примерами продукции, созданной с использованием методов точечной и шовной сварки, являются производство торговых точек и розничной торговли, систем ОВКВ, электрических шкафов и металлических шкафов, а также систем освещения.