Как сварить нержавейку и черный металл: Сварка нержавейки с черным металлом: технологии

alexxlab | 24.11.2019 | 0 | Разное

Сварка нержавейки с черным металлом: технологии

С процессом сваривания нержавеющей стали может справиться далеко не каждый сварщик. Связано это с техническими характеристиками этого материала. Больше сложностей возникает при сварке нержавейки с черным металлом. Чтобы создать прочное соединение между этими материалами, необходимо правильно выбрать режим сваривания и учитывать ряд особенностей.

Сварка трубы из разных металлов

Если говорить о производстве, технологии сваривания нержавеющей стали с черным металлом, то она является изначально неправильной из-за разности материалов, их свойств, технических характеристик. Однако выполнить соединение можно.

Поскольку на предприятиях требуется соблюдение ГОСТов, такой способ соединения металлов востребован в небольших мастерских. Но для получения хорошего соединения нужно знать химический состав свариваемых компонентов, иметь практический опыт работы с ними.

Трудности в сварке разнородных сталей

Сварка нержавейки с черным металлом вызывает определенные трудности. Связано это с отличиями в технических характеристиках, химическом составе двух сталей. К ним относятся:

1. Наиболее слабым местом после проведения работ является стык спайки. Объясняется это тем, что у двух материалов есть различие по коэффициенту линейного расширения. Из-за этого после процесса сваривания остаются внутренние напряжения.
2. Неравномерность проплавки возникает из-за разницы в показателе теплопроводности. Это негативно влияет на прочность готового шва.
3. Эффект миграции углерода. Ухудшает антикоррозийную защиту готового изделия. Из-за этого шов быстрее покроется слоем ржавчины.

Инструмент

Для проведения работ необходимо подготовить сварочный аппарат, дополнительные инструменты, расходники, проволоку определенного химического состава. Список требуемых приспособлений, материалов:

1. Инверторный сварочный аппарат.
2. Присадочная проволока из нержавеющей стали.
3. Электроды (количество зависит от размеров шва, количества свариваемых деталей).

Отдельно необходимо поговорить о выборе электродов. Существует несколько основных типов расходных металлических стержней с особым покрытием:

1. ОЗЛ-25Б — применяется для соединения жаропрочных сталей.
2. НИАТ-5 — используется при сварке аустенитних материалов.
3. ЦТ-28 — применяется для сваривания сплавов на основе никеля.
4. Э50Ф — используется для соединения теплоустойчивых металлов.

Нельзя забывать про настройку сварочного материала. Принципы выбора режимов:

1. При толщине детали в 1 мм, применяют постоянный ток силой до 60 А (электрод 2 мм по диаметру).
2. При толщине заготовки 2 мм, выставляют переменный ток силой до 80 А (электрод 3 мм по диаметру).
3. При толщине детали 4 мм, применяют постоянный ток силой до 130 А (электрод 4 мм).

Если сила тока будет слишком большой, материалы повредятся.

Инвертор с маской и электродами

Технологии сварки нержавейки и черного металла

Существует несколько особенностей сваривания нержавеющей стали с черным металлом:

1. Нержавейка имеет высокий коэффициент линейного расширения. Из-за этого между соединяемыми заготовками требуется делать большие зазоры.
2. Нужно быстро охлаждать свариваемые металлы, чтобы сохранить коррозийную устойчивость.
3. Следует работать только короткими электродами, длиной до 350 мм. Использование длинных стержней с покрытием приведет к их перегреву при проведении рабочего процесса.
4. Сила сварочного тока должна снижаться на 20% из-за низкой теплопроводности нержавейки. Это поможет сохранить технические характеристики готового изделия.

Приварить нержавейку к черному металлу можно путем использования:

1. Электродов из высоколегированной стали, чтобы заполнить шов. Допускается применять стержни с никелевым покрытием.
2. Легированных электродов для наплавки кромок из черной стали. После этого шов создается с помощью плакированной стали, которая заполняет шов.

Перед свариванием нужно:

1. Подготовить расходники, изготовленные на никелевой основе.
2. Прокалить электроды. Оптимальная температура до 210 градусов в течение 1 часа.
3. Подключить постоянный ток.
4. Зачистить металлические поверхности от грязи, налета, палы, ржавчины.

Рекомендации:

1. Если применяется газовая сварка, нельзя выполнять быстрое охлаждение готового шва. Деталь должна остывать самостоятельно.
2. Рекомендуется наносить флюс на рабочую зону, чтобы сделать более качественное соединение.
3. При использовании вольфрамового стержня, не забывать затачивать его наконечник.
4. Сварка в среде защитного газа является предпочтительной, поскольку готовый шов будет более прочным.
5. При сваривании нужно захватывать больше черного металла. Это позволит создать более прочный шов на молекулярном уровне.
6. Движения должны быть аккуратными, неторопливыми.

Как проконтролировать качество соединения?

Существует три способа проверки шва:

1. Покрыть поверхность соединения керосином. Нельзя жалеть количества жидкости во время проверки. Если керосин выступил с другой стороны — шов плохой.
2. Второй вариант попытки — применение ацетона. Он наносится точно так же, как и керосин. Проступившие на другую сторону шва капельки говорят о наличии микротрещин, сквозных отверстий.
3. Промышленный метод проверки прочности швов — гидравлический способ. После его проведения, требуется осмотреть соединение визуально. Если появились дефекты, деталь бракуется.

Если мастер знает, что соединение получилось слабым, он не будет применять методы проверки, связанные с разрушением деталей. Любые неровности, трещины, углубления указывают на неправильное проведение работ.

Ацетон для проверки шва

Меры безопасности

Сварочные работы выполняются со строгим соблюдением правил техники безопасности:

1. Никогда не применять неисправное оборудование. Проверять аппарат заранее, осматривать рабочие элементы, провода на наличие возможных пробоев.
2. Электроды должны быть новыми, со сохранившимся рабочим слоем. Нельзя использовать треснутые стержни.
3. Подготавливать рабочее место заранее. Убрать все горючие смеси подальше, очистить стол от ненужных предметов, которые могут помешать проведению сварочных работ.
4. Сварка считается вредным технологическим процессом. Поэтому нужно использовать маску сварщика, защитный комбинезон, перчатки, прочную обувь.
5. Под ноги положить резиновый коврик, чтобы исключить удары током.
6. Помещение, в котором проводятся сварочные работы, должно быть оборудовано хорошей системой вентиляции.
7. Для удобства желательно проводить работы на металлическом рабочем столе.

Работая с баллонами, наполненными инертными газами или кислородом, необходимо вытирать любые подтеки масла в рабочей зоне.

Любой сварщик знает, как сложно сваривать детали из нержавейки между собой. Процесс усложняется, если нужно соединить нержавеющую сталь с черным металлом. Поэтому необходимо точно определить компоненты материалов, подобрать электроды, рабочий режим аппарата. Во время рабочего процесса нужно учитывать советы профессионалов.

Сварка нержавейки и черного металла

Никогда не возникает вопросов, когда производится сварка идентичных по составу металлов. Проблемы возникают, когда свариваются две разные заготовки. И, скорее всего, не проблемы, а трудности, касающиеся правильного подбора технологий и режимов сварки, а также расходных к ним материалов. К примеру, сварка нержавейки и черного металла. Вроде бы две стали, но с разными техническими свойствами. Поэтому правильно варить два этих сплава – это значит, точно подобрать параметры сварочного процесса. Ведь сваренный шов будет держать обе заготовки прочно лишь в том случае, если он состоит из того же металла, что и свариваемые детали.

С черным металлом все более или менее понятно. Это самый распространенный материал, который легко поддается свариванию любыми видами сварки. С нержавеющей сталью все намного сложнее.

Особенности сварки нержавейки

Есть четыре технические характеристики нержавеющей стали, которые делают ее сварку особенной.

1. Низкая теплопроводность металла. Если сравнить данный показатель с черной сталью, то она у нержавейки в два раза ниже. Это говорит о том, что в процессе нагревания металла он не отводит тепловую энергию, а накапливает в себе. А это чревато повышением температуры на определенном участке, что при сварке обязательно приведет к прожогам. Эту проблему можно решить просто – нужно уменьшить силу тока на 20-30%.
2. Линейное расширение у нержавейки выше, чем у черного металла. Почему так важно данное значение. Все дело в том, что после большого расширения при нагреве будет происходить обратный процесс – усадка на туже величину, что и расширение. То есть, две заготовки могут порвать сварочный шов, или в нем появятся трещины в большом количестве. Выход из положения – большой зазор между свариваемыми деталями.
3. Электрическое сопротивление. Этот показатель у нержавейки тоже большой. Он влияет на электрод, а точнее на его перегрев в процессе сварки нержавейки и стали. Поэтому необходимо длину расходника уменьшить до предела 35 см, не больше.
4. Нержавеющая сталь под действием высоких температур меняет свои качества. То есть, из нержавейки она превращается в обычную сталь. Поэтому очень важно ее не перегревать. При +500С на зернах металла образуется карбидное соединение, которое и снижает антикоррозионные свойства нержавейки. По сути, коррозия начинает происходить на межкристаллических связях. Решается данная проблема по-разному, например, свариваемые детали охлаждаются водой.

Сварка нержавейки с черным металлом

Можно ли, и как сварить нержавейку с черным металлом? Вопрос, который требует особого подхода. Главное – правильно выбрать технология сваривания. Чтобы ее провести, можно использовать:

• Ручную дуговую сварку плавящимся электродом.
• Неплавящимся вольфрамовым электродом в среде защитных газов с присадкой или без таковой.

Кстати, в качестве присадочного материала нужно использовать нержавеющую проволоку.

Сказать, что первый способ сварки лучше, а второй нет, или наоборот, нельзя. В каждой технологии есть свои особенности и нюансы. К примеру, чтобы сварной шов при ручной электродуговой сварки был качественным, нужно использовать электроды, с помощью которой можно варить саму нержавейку. Вторая технология предопределяет использование присадки только из нержавейки. Причем в ее состав обязательно должны входить легированные добавки: никель и марганец, редко хром. Но в сварочном шве все же должно быть больше нержавеющей стали. Идеальный шов, если в составе его металла входит 40% чистой нержавейки.

Что касается плавящихся электродов, то они подбираются с учетом состава обоих свариваемых металлов: нержавейки и обычной стали. Все дело в том, что две заготовки могут отличаться не только техническими и механическими параметрами, но и разной степенью свариваемости, наличием или отсутствием легированных материалов, их процентным содержанием.

К тому же присутствие никеля в двух сплавах делит их на несколько категорий: легированные, низко- или высоколегированные, углеродистые или теплоустойчивые. Поэтому, выбирая электрод, придется все это учитывать. Хотя существует определенное правило сварки нержавейки и черной стали. Если хотите получить качественный шов без внутренних трещин – используйте расходник, который используется для сварки высоколегированных сталей. Стержень таких электродов обладает высокими прочностными характеристиками.

Марки каких электродов подойдут для сварки черной стали и стали нержавеющей:

• НИАТ-5 – прекрасно варит аустенитных металлов.
• ЦТ-28 – для нержавейки.
• Э50А – для сплавов с высоким показателем теплоустойчивости.
• ОЗЛ-25Б – для жаропрочных металлов.

Особенности сварки черного металла с нержавейкой

Особенность соединения двух разноплановых видов сталей заключается в том, что в процессе их нагрева происходит расплав. Металлы становятся мягкими, но нержавейка в этом плане становится текучей, как вода, а черная сталь приобретает вязкую консистенцию. Это и есть большая проблема. Решить ее можно только одним способом – использовать для соединения электрод для сварки нержавейки. К примеру, ОК61.30 – это универсальная марка, или ОК67.45 – этот электрод обычно используется в самых сложных ситуациях, к которым относится сварка нержавеющей стали и стали из черного металла.

Кстати, ручная электродуговая сварка плавящимся электродом в данной ситуации является самой простой по сравнению с другими технологиями. Но использование газосварки считается более качественным вариантом в плане получения шва высокого качества. Все дело в том, что присадочная проволока из нержавеющей стали снижает текучесть основного металла почти в три раза. Из этого можно сделать вывод:

• Если вам необходимо соединить детали из нержавейки и черного металла в домашних условиях, то выбирайте электродуговую сварку.
• Если нужно, чтобы соединение смогло выдержать приличные нагрузки, тогда лучше воспользоваться сваркой в среде защитного газа.

Кстати, аргоновую сварку часто для этих целей лучше не использовать, слишком дорого обойдется такое соединение. Можно ее заменить обычной газосваркой, используя в качестве присадки нержавеющую проволоку. Идеально будет, если зону сварки защитить флюсом. Но и его также придется выбирать из расчета сваривания двух разных сплавов.

Режимы для сварки

Толщина соединяемых заготовок, мм	Диаметр электрода, мм	Род тока	Сила сварочного тока, А
1	2	постоянный	30-60
2	3	постоянный	50-80
4	4	постоянный	90-130

Технология сварки

Как и во всех сварочных процессах, свариваемые заготовки необходимо подготовить: очистить кромки или торцы металлической щеткой до блеска, обезжирить, если есть такая необходимость. Для обезжиривания можно использовать растворитель или спирт. Если буде производится газосварка, то в стык укладывается флюс.

Сваривать черный металл и нержавеющую сталь лучше в нижнем положении. Таким образом, предотвращается растекание металла. Сваривание плавящим электродом должна производиться с соблюдением точных движений рук сварщика. В основном электрод должен располагаться ближе к черному металлу, потому что он меньше, чем нержавейка, становиться текучим.

При газосварке все эти же процесс происходят точно также, только медленнее. Шов надо формировать глубоким и широким. Чем больше однородного металла между заготовками, тем лучше. Самое главное никаких быстрых способов охлаждения, металл сварочного шва должен остывать медленно.

Конечно, чтобы добиться качества конечного результат, надо иметь опыт сваривания разнородных металлов. Поэтому после завершения сварочной процедуре рекомендуется провести контроль качества шва. Это можно сделать несколькими способами.

1. С помощью обычного керосина. Его наносят на поверхность шва, а с другой стороны проверяют, не прошел ли он сквозь соединение заготовок. Если керосина с обратной стороны нет, то сварка прошла на высоком уровне.
2. То же самое можно сделать, используя ацетон. Можно его подкрасить пигментом для лучшего проявления с обратной стороны сварного шва.
3. Существует так называемый гидравлический способ контроля. Обычно с его помощью проверяется шов на прочность. Если чисто визуально были обнаружены дефекты стыка, то этот вариант проверки качества лучше не использовать.

Становится понятным, что приварить нержавейку к обычной стали, это достаточно ответственный процесс. Не зная тонкостей сварочной технологии, не зная правил выбора расходных материалов, сделать стальной стык качественным не получится. Самое главное, как показывает практика, это поймать ту середину, когда расплавленная нержавейка не стала сильной текучей. А при этом черный металл не остался твердым.

Поделись с друзьями

1

0

0

0

Сварка нержавейки с черным металлом в домашних условиях

Процесс сварки нержавейки с черным металлом вызывает затруднения даже у опытных мастеров. Это объясняется физическими и химическими свойствами материалов.

Для создания прочного сварного шва требуется правильный выбор параметров функционирования аппарата, марки электродов, присадочной проволоки.

Общие проблемы свариваемости нержавайки в домашних условиях

При сварке нержавеющих сталей могут возникать сложности:

1. Низкая теплопроводность материала. По сравнению с черным металлом у нержавейки этот параметр в 2 раза меньше. При нагревании детали не отдают тепло в окружающую среду, а накапливают в себе. Резкое повышение температуры обрабатываемого участка способствует появлению сквозных дефектов. Снижение силы подаваемого тока решает эту проблему.
2. Увеличенное линейное расширение. При остывании сварочного шва наблюдается усадка, способная разорвать соединение и привести к появлению трещин. Устранить этот недостаток помогает увеличение расстояния между заготовками.
3. Электрическое сопротивление. Этот параметр у нержавеющей стали также высок. Сопротивление воздействует на электрод, способствуя его перегреву. Длину расходного материала уменьшают до 35 см.
4. Изменение физических характеристик при высокотемпературном воздействии. При перегреве нержавейка утрачивает антикоррозионные свойства, превращаясь в простую сталь. Решить проблему можно разными способами, например, ведя сварочный процесс в газовой среде или охлаждая соединяемые элементы водой.

Особенности сварки разнородных сталей

Черный металл и нержавейка обладают разными химическими составами, физическими свойствами. Процесс сварки деталей из разнородных материалов сопряжен со следующими трудностями:

1. Сварной шов является самым слабым местом металлоконструкции. Это объясняется разницей в коэффициентах линейного расширения. После затвердевания расплава сохраняется внутреннее напряжение, снижающее устойчивость соединения к нагрузкам.
2. Стык проплавляется неравномерно, что связано с разницей в показателях теплопроводности. Это отрицательно отражается на прочности сварного шва.
3. Атомы углерода мигрируют, ухудшая антикоррозионные свойства металла. Шов быстро покрывается ржавчиной и разрушается.

Технология и правила работы

Правильный выбор метода сварки черного металла с нержавейкой помогает получить прочное долговечное соединение.

Подходящие режимы

Для соединения деталей из разнородных материалов чаще всего применяют следующие технологии:

• электродуговую сварку с плавкими электродами;
• работу в аргоновой среде с неплавкими вольфрамовыми стержнями и присадочной проволокой или без таковой.

Для получения качественного шва электродуговым способом применяют электроды для сварки нержавейки.

Аргонодуговой метод подразумевает использование проволоки из стали с легирующими добавками: никелем, хромом, марганцем. Шовный материал должен содержать больше нержавейки, рекомендуемая концентрация этого металла — 40-60%.

Электроды для сварки нержавейки и их классификация

От правильности выбора стержней зависит стабильность сварочной дуги, качество получаемого шва. Для работы с черметом и нержавейкой применяют переходные электроды следующих марок:

• ОЗЛ-25Б, используемые для сварки деталей из жаропрочных сталей;
• НИАТ-5, применяемые для работы с аустенитными материалами;
• ЦТ-28, предназначенные для сварки содержащих никель сплавов;
• Э50Ф, применяемые для работы с термостойкими металлами.

При силе тока до 60 А используют стержни толщиной 2 мм. Если значение достигает 80 А, диаметр электрода должен составлять 3 мм.

Методы сварки чермета и нержавеющей стали

Для соединения деталей из разных металлов применяют ручные и полуавтоматические аппараты. Процесс ведется как с подачей защитного газа, так и без таковой.

Полуавтоматический автомат

При использовании такой технологии соединяемые элементы требуют подготовки. Перед сваркой выполняют следующие действия:

• примыкающие к будущему шву участки зачищают железной щеткой до металлического блеска;
• с кромок толстых заготовок снимают фаски;
• обезжиривают поверхности ацетоном, спиртом или бензином;
• просушивают кромки, прогревая их горелкой;
• для устранения внутреннего напряжения детали нагревают до 200 °С.

Для ведения сварки в домашних условиях достаточно полуавтоматического аппарата мощностью до 10 кВт. Такие приборы предназначены для соединения заготовок толщиной до 3 мм. При настройке агрегата выставляют напряжение в 19-25 В. Рекомендованная скорость подачи расходного материала — 300-400 м/ч. Силу тока подбирают в зависимости от толщины металла. Увеличением или уменьшением этого параметра регулируют степень провара, длину электрической дуги, форму шва.

При работе соблюдают следующие правила:

1. Процесс ведут с током обратной полярности.
2. Горелку устанавливают под наклоном, обеспечивающим нужную глубину проплавления и ширину сварочной ванны. Проволока должна выступать не более, чем на 12 мм.
3. Расход газа должен составлять 6-12 м³/час. Для устранения лишней влаги вещество пропускают через осушитель.
4. Электрод перед применением прокаливают при +200 °С.
5. Для защиты прилегающих участков от брызг расплава их обрабатывают водным раствором мела.
6. Сварку начинают, отступая 5 мм от кромок деталей. Это препятствует появлению холодных трещин.
7. Электрод ведут вдоль соединения плавно. Совершение поперечных движений недопустимо. Расплав не должен покидать пределы защитной среды.

Как варить электродом

Для соединения заготовок из нержавеющей стали и черного металла в бытовых условиях используют инверторы. Аппараты питают от сети 220 В, компактные размеры позволяют легко перемещать их. Процесс сварки ведут так:

1. Очищают обрабатываемые поверхности от ржавчины, жира, пыли. Зачищают металл до блеска.
2. Кромки толстых заготовок разделывают болгаркой или напильником. Это обеспечивает высокую степень проплавления, заполнение сварочной ванны.
3. Тонкостенные детали сопоставляют, приваривают их в нескольких местах. Изделия толщиной более 5 мм прогревают до 150 °С. В бытовых условиях для этого используют паяльную лампу.
4. Возбуждают электрическую дугу. Для этого подводят электрод к поверхности, несколько раз касаются ее. Сварку ведут с короткой дугой.
5. Завершают сварку, формируя замок, исключающий появление трещин и прожогов.
6. Дожидаются естественного остывания шва. Принудительные методы применять нельзя.
7. Очищают соединение от шлака, используя молоток. Полируют и шлифуют шов.

В газовой среде

Процесс ведется с использованием неплавких электродов из вольфрама. Из-за высокой стоимости работ метод редко применяется в домашних мастерских. Однако он помогает получить наиболее качественное, в сравнении с другими технологиями, сварное соединение. Аргонный метод применяют для устранения повреждений в газо- и водопроводах. Сварка черного металла с нержавейкой ведется с постоянным током.

Газ начинают подавать за 5-10 секунд до появления электрической дуги. Попадание воздуха в сварочную ванну приводит к окислению, ухудшению антикоррозионных свойств стали. При работе недопустимы зигзагообразные движения электрода. Они способны нарушать газовое пространство.

Для защиты изнаночной стороны шва используют поддув. После завершения сварки газ продолжают подавать в течение 15 секунд. Это повышает прочность шва.

Какую технологию сварки лучше выбрать

Решая, как приварить нержавейку к черному металлу в домашней мастерской, сварщики отдают предпочтение дешевым методам. Однако наиболее прочный шов получается при использовании дорогостоящей аргонодуговой технологии. Такое оборудование редко присутствует в домашней мастерской. Покупка аппарата нецелесообразна.

Инверторы отличаются более низкой стоимостью. Стабильность работы и высокая прочность образующегося шва делают это оборудование предпочтительным для домашнего мастера.

Ручная дуговая технология подходит только для формирования горизонтальных соединений. При высокотемпературном воздействии сталь плавится, сварочная ванна смещается.

Необходимые меры предосторожности

При выборе любой технологии сварки соблюдают следующие правила безопасности:

1. Нельзя применять неисправные аппараты. Основные блоки оборудования проверяют перед началом работы. Провода не должны иметь повреждений. При необходимости кабели заменяют.
2. Для работы подходят только новые электроды с неповрежденным покрытием. Использование треснутых стержней недопустимо.
3. Рабочее место обустраивают заранее. Из зоны сварки убирают легковоспламеняющиеся жидкости и материалы, посторонние предметы, способные затруднять процесс.
4. При работе применяют сварочную маску, специальный костюм, перчатки, кирзовые сапоги. Возле оборудования стелют диэлектрический коврик, исключающий вероятность поражения человека током.
5. Помещение снабжают мощной вентиляционной системой.
6. Работу ведут на специальном столе. Не рекомендуется держать детали на весу.
7. При использовании инертного газа или кислорода на сварочном столе не должно быть следов масел.

Популярные производители электродов и выбор прочего оборудования

Многие компании предлагают сварщикам широкий ассортимент электродов, применяемых при сварке разнородных металлов. Ведущими производителями стержней считаются:

• ESAB;
• «Лосиноостровский завод электродов»;
• «Кировская электродная фабрика»;
• Quattro Elementi;
• «Спецэлектрод»;
• Lincoln Electric.

Особенности работы с тонкой нержавейкой

При сварке тонкостенных материалов требуется наличие соответствующих навыков. Рекомендуется выбирать один из 2 способов:

1. Сварка со специальными электродами. Сила тока должна быть меньше, чем при работе с обычной сталью. Преимущество метода — отсутствие необходимости использования газовых баллонов, приобретения вспомогательных инструментов. Недостаток — низкое качество получаемого шва.
2. Сварка в среде аргона. Метод считают более безопасным и эффективным. Газ защищает обрабатываемые участки от кислорода, что исключает образование сквозных дефектов, делает шов равномерным.

Сварка трубопровода

Для соединения труб из разных материалов используют электроды с рутиловым или основным покрытием. С плавким расходным материалом работу ведут с током обратной полярности. Сварка труб с постоянными параметрами имеет следующие преимущества:

• возможность применения при работе с тонкостенными трубами;
• высокое качество шва;
• простота в исполнении;
• минимальное количество образующихся в процессе работы брызг.

При использовании неплавких вольфрамовых электродов устанавливают прямую полярность. Такой способ сварки труб отличается следующими положительными характеристиками:

• надежной защитой сварочной ванны кислорода;
• стабильностью электрической дуги;
• коррозионной устойчивостью шва.

Контроль за сварными соединениями

Для оценки прочности соединения между железом и нержавеющей сталью применяют следующие способы:

1. Обработка шва керосином. Если жидкость проступает с обратной стороны, соединение является некачественным.
2. Использование ацетона. Его наносят также, как керосин. Появляющиеся на изнаночной стороне капли свидетельствуют о наличии сквозных дефектов.
3. Гидравлический метод. Применяется в промышленных условиях. После подачи воды под давлением осматривают соединение.
4. Ультразвуковые методы. Применяются при предъявлении высоких требований к качеству металлоконструкций.

Полезные рекомендации

Опытные сварщики дают начинающим мастерам следующие советы:

1. При сварке разнородных металлов желательно применять расходники, содержащие никель. Перед началом работы стержни прокаливают в течение часа.
2. Сварочный аппарат должен выдавать постоянный ток.
3. Нельзя пропускать этап предварительной обработки деталей. При наличии грязи или ржавчины шов становится хрупким.
4. При газовой сварке нельзя использовать принудительные методы охлаждения. Деталь должна остывать естественным путем.
5. Нанесение флюса способствует повышению прочности соединения.
6. Наконечники неплавких электродов нужно регулярно затачивать.
7. При сварке стараются захватывать как можно больше черного металла. Это помогает установить прочную молекулярную связь.
8. Электрод нужно вести медленно и аккуратно.

Соблюдение рекомендаций помогает быстро освоить методы сварки деталей из разнородных металлов.

Сварка нержавейки с черным металлом, переходные электроды

Сварка материалов, схожих по своим физико-химическим свойствам, обычно не вызывает затруднений. Даже для «капризных» металлов, обладающих низкой свариваемостью, разработаны определенные алгоритмы, позволяющие получить качественное соединение. Но когда речь идет о работе с разнородными металлами, возникает ряд серьезных проблем. Все эти проблемы сводятся к необходимости подбора правильного режима сварки, технологии работ и расходных материалов.

Ярким примером проблемного вопроса является сварка нержавейки с черным металлом. Несмотря на то, что оба материала представляют собой сталь, их технические свойства существенно различаются.

Чтобы реализовать качественный процесс сварки, необходимо знать, как именно подобрать оптимальные параметры. Парадокс заключается в том, что сварной шов, как известно, обладает максимальной надежностью только когда состоит из того же материала, что и заготовки. Прежде всего, отметим, что работы с нержавеющей сталью обладают своей спецификой, и ее придется учитывать при сварке разнородных материалов.

Особенности

Во всех справочниках и рекомендациях встречается такое понятие, как свариваемость. Это способность металла или металлов к образованию качественных и прочных соединений посредством электросварки. Что касается свариваемости нержавеющей стали, то она напрямую зависит от ряда характеристик материала.

• Относительно низкая теплопроводность нержавейки негативно сказывается на качестве соединения. Так как теплообмен с окружающей средой происходит гораздо медленнее, чем у черных металлов, то нержавейка сильно нагревается. Перегрев сварочной ванны чреват появлением трещин или сквозных прожогов, ослабляющих шов. Чтобы сваривать материалы с разной теплопроводностью, приходится снижать силу тока примерно на 20%.
• Тепловое расширение присуще любому металлу, однако несоответствие коэффициентов линейного расширения приведет к деформации детали, особенно в процессе остывания шва. Зачастую дефекты обнаруживаются именно на этой стадии процесса. Выходом из ситуации служит соблюдение зазоров между деталями. Данную особенность технологии следует помнить и при сварке разнородных деталей.
• Удельное сопротивление стали высокое, поэтому при образовании электрической дуги электроды перегреваются. В особенности данное явление наблюдается при сварке электродами из высоколегированной стали. Выходом из ситуации служит использование электродов малой длины (с уменьшением длины уменьшается сопротивление) или применение хромоникелевых электродов с малым удельным сопротивлением.
• Высокие температуры отрицательно сказываются на антикоррозийных свойствах стали. Стали, содержащие высокое количество хрома, склонны к тому, что во внутренней структуре начинает образовываться коррозия. Между кристаллами образуются трещины. Подобное явление часто наблюдается при выполнении сварочных работ. Самый эффективный способ борьбы с карбидными соединениями – интенсивное охлаждение металла. Но в данном способе есть один нюанс. Средством отвода тепла служит вода. Она применима только для хромоникелевых сталей.

Способы

Наиболее популярным способом для сварки нержавеющей стали и черных металлов является электрическая сварка. Этот способ заслужил признание и популярность, благодаря низкой себестоимости и малому количеству вспомогательных манипуляций. К сожалению, выбирая электросварку, приходится зачастую жертвовать качеством соединений. Причиной тому служит разные показатели вязкости нержавеющей стали и черных металлов. При температуре горения дуги сталь может растекаться, в то время, как черный металл остается достаточно вязким.

Высокая текучесть ограничивает сварщика в действиях. Практически невозможно наложить вертикальный или потолочный шов. Работая с разнородными металлами, приходится использовать переходные электроды, адаптированные под нержавейку и черный металл. Сами электроды, вернее их стержни, выполнены из нержавеющей стали.

Для газовой сварки характерно наличие присадочного материала, представленного в виде проволоки из нержавеющей стали. При газовой сварке сталь менее текучая, поэтому данный способ обладает неким преимуществом по сравнению с дуговой сваркой. Повысить эффективность плавления черного металла позволяет специальный флюс. Минусом газовой сварки выступают повышенные требования по технике безопасности, а также большой объем подготовительных работ.

Лучшим способом сварки нержавейки и черного металла специалисты называют аргонодуговую сварку. Нет необходимости использовать присадочную проволоку с покрытием, так как аргон прекрасно справляется с задачей защиты сварочной ванны. При всех достоинствах перечисленных методов следует отметить, что сварка нержавейки и металла не всегда себя оправдывает, так как финансовые затраты оказываются чрезмерно высокими.

Определяющим моментом в выборе одного из перечисленных способов сварки будет выступать поставленная цель и имеющиеся условия.

• При проведении мелкого бытового ремонта в домашних условиях самым оптимальным решением выступает электродуговая сварка электродами из нержавеющей стали. Естественно, исключаются высокие механические нагрузки на конструкцию.
• Более надежное соединение обеспечит газовая сварка. Но она доступна только в специализированных мастерских. Частный мастер вряд ли согласится приобретать дорогостоящее оборудование, к тому же занимающее много места. В промышленности и на производстве используются полуавтоматы TIG для ведения аргонодуговой сварки. Качество полученных швов высокое, но сам процесс сопряжен с материальными расходами.

Выбор электродов

Если подходить объективно к вопросу о приоритете методов сварки, то абсолютного лидерства не найти. Каждый из способов имеет свои достоинства и недостатки. При работе с электродуговой сваркой важно, чтобы электроды были пригодными для сварки нержавейки. Газовая сварка также требует присадки из нержавеющей стали. Помимо этого, в ней обязательно присутствуют легирующие вещества, в качестве которых используется никель или марганец. В сплаве сварочного шва должно присутствовать, как минимум, 40% нержавеющей стали.

Плавящиеся электроды выбираются, исходя из физических свойств обоих материалов. Вот почему сварка разнородных сталей считается сложной. Осложняет ситуацию тот факт, что не всегда материалы отличаются по механическим или техническим параметрам. Зачастую не совпадают такие показатели, как свариваемость или степень легирования.

Говоря о легировании, следует учитывать, что в простой классификации стали делятся на легированные, низколегированные, высоколегированные, углеродистые и теплоустойчивые. Каждый тип стали накладывает на выбор электродов свои требования.

Таблица совместимости электродов для сварки того или иного металла содержит в себе исчерпывающую информацию о химическом составе электрода, однако читать такие данные не каждому под силу. Наиболее популярные электроды для сварки нержавеющей стали и черных металлов:

• НИАТ-5 – определены для работы с аустенитными металлами.
• ЦТ-28 – предназначены для сварки сплавов, в которых присутствует никель.
• Э50А – подходят для сталей, обладающих высокой теплоустойчивостью.
• ОЗЛ-25Б – электроды для жаропрочных материалов.

Технология процесса

Как и любой сварочный процесс, работа с нержавейкой требует наличия подготовительного этапа. Сначала необходимо зачистить поверхности и обработать кромки деталей. Они обрабатываются до появления блеска, а затем обезжириваются. В качестве средства отлично подойдет спирт или растворитель.

Газосварку рекомендуется проводить с флюсом, который укладывается в зазоры между кромками. Работы проводятся в нижнем положении, так как повышенная текучесть не позволит накладывать вертикальные или потолочные швы. В данном процессе от сварщика требуется наличие навыка. Так, плавящийся электрод должен быть расположен чуть ближе к поверхности черного металла, нежели к кромке из нержавейки.

При разделке кромок важно помнить, что наиболее прочный шов получится с увеличением площади сварочной ванны. Предпочитается пассивное охлаждение металла. Контроль качества полученного шва предполагает исследование на наличие сквозных протечек. На поверхность с одной стороны наносят керосин или ацетон. Допускается подкрашивание жидкостей. Если необходимо проверить шов на прочность, то жидкости подаются под давлением. Однако избыточное давление следует подавать только после отсутствия протечек при обычном нанесении жидкостей.

Сварка нержавейки с черным металлом: способы, технология и оборудование

Основная сложность процесса сварки черных металлов (Ст3, Ст20) и нержавеющей стали (12Х18Н9, 12Х18Н10) заключается в том, что эти материалы хоть и являются разновидностью стали, но при этом абсолютно разные по техническим свойствам. Чтобы получить высококачественное соединение в процессе сваривания, в первую очередь, надо ответственно подойти к выбору электродов.

Особенности и сложности сварки нержавейки с черным металлом

Среди свойств, которые влияют на процесс сварки, следует выделить:

1. Сопротивление. Для того чтобы электрод не перегревался вследствие высокого сопротивления нержавейки к подающемуся току, сердцевина электрода изготавливается из сплава хрома и никеля.
2. Теплопроводность. Нержавейка имеет маленькую теплопроводность, что позволяет улучшить проплавление материала в зоне формирования шва. Вследствие этого перед процессом сваривания нужно правильно рассчитать силу сварочного тока.
3. Повышенная подверженность коррозии. Нержавеющая сталь, подвергаясь температурам свыше 500°С, полностью меняет свои свойства, по сути, превращаясь в черный металл. По этой причине в зоне сварочного шва часто проявляется коррозия.
4. Линейное расширение. Во время сварки металл подвергается сильным деформациям из-за высокого коэффициента линейного расширения свариваемых материалов. По завершении процесса во время остывания также возможны существенные деформации. Во избежание этого следует оставлять более широкие зазоры меду свариваемыми металлами.

Одной из основных проблем, с которой сталкиваются специалисты при данном виде сваривания, является высокая вероятность возникновения трещин шва, которые проявляются по завершении процесса. Это происходит по причине неоднородной структуры шва и избежать трещин можно при правильном выборе электродов и использовании нержавеющей присадки с содержанием марганца и никеля. Также для хорошего соединения в шве должно присутствовать не более 40% основного металла.

Кроме того, причиной плохой свариваемости нержавейки с черным металлом является образование хрупкой прослойки, возникающей в процессе сварки, вследствие чего уровень легирования нержавеющей стали снижается и становится приближенным к черным металлам. Если прослойка достигает критической величины, то соединение подвергается разрушению.

Способы сварки черного металла и нержавейки: технология и оборудование

Электродуговая сварка является наиболее простым способом сваривания нержавейки с черным металлом. Часто ее выбирают по причине высокой скорости процесса и простоте подготовки материалов к свариванию. Однако стоит упомянуть, что при использовании этого способа будет очень сложно достигнуть хорошего качества шва. Упростить задачу можно, подобрав качественные электроды из нержавейки с правильным покрытием. При сваривании электродом результат достигается за счет снижения температуры сварочной ванны, которое достигается добавлением в состав электрода марганца и никеля. При использовании таких электродов существенно уменьшается ширина хрупких прослоек.

Оборудование для электродуговой сварки включает в себя:

• источник сварочного тока;
• сварочный кабель с держателем для электрода;
• обратный кабель для соединения источника со свариваемым изделием.

Если решили варить полуавтоматом, то лучше варить в среде защитного газа. Это позволит добиться наиболее качественного шва. Для данного метода используется сварочный полуавтомат, включающий в себя:

• источник питания;
• механизм подачи сварочной проволоки;
• сварочный рукав с горелкой;
• баллон с защитным газом;
• обратный кабель.

При аргнодуговой сварке неплавящимся электродом стоит обратить внимание на то, что в зоне формирования шва идет крайне интенсивный нагрев металла, что при остывании изделия может привести к образованию трещин. Поэтому этот метод сварки самый нежелательный, его рекомендуется применять только для сварки тонкого метала.

Как приварить нержавейку к черному металлу

Сварка двух деталей из различных видов металла сопряжена с определенными трудностями: отличия температуры плавления, химические и физические свойства. Для решения этих задач используют различные методы. Чаще всего возникает вопрос, как правильно сварить вместе нержавейку и черный металл. Для этого следует ознакомиться с особенностями процесса.

Трудности сварки разнородных сталей

Для обеспечения качественного сварного шва необходимо учитывать толщину заготовок, направление сварки, режим работы аппарата и марку электродов. В месте соединения при температурном воздействии будут происходить специфические процессы.

Нужно учитывать следующие нюансы сварки нержавейки и черного металла:

• Использование присадки из нержавеющего состава. В ней должно быть больше никеля, марганца и хрома. Это обеспечит хорошую связь с металлами.
• Заполнение шва основным металлом – до 40%, по 20% от черного и нержавейки. Остальной объем заполняется присадкой. Показатель для основного материала можно изменить в меньшую сторону, используя автоматический или полуавтоматический режим сварки.
• При выборе электрода учитывается химический состав свариваемых материалов, их физические свойства при расплавлении.

Главная задача при выполнении этого типа работ – добиться максимально качественного сварного шва. Явные признаки неправильно выбранного режима работы аппарата или марки электрода – формирование каверн, неоднородностей в месте соединения материала.

Описание способов сварки нержавейки и черного металла

Самый распространенный метод качественного соединения заготовки из нержавеющего металла и черного — электродуговая сварка. Ее можно сделать с помощью инвертора или другого аппарата. Для стабильной дуги необходимо использовать постоянный ток, его величина определяется шириной и глубиной шва. Также можно использовать дополнительные возможности сварочного аппарата: форсированный старт, стабилизация дуги, предотвращение прилипания электрода. Это поможет сделать качественное соединение.

При выполнении работ следует обратить внимание на такие тонкости:

• Направление сварки. Важно, чтобы расплавленная присадка не вытекала из области шва. Поэтому не рекомендуется выбирать вертикальное или потолочное положение заготовки.
• Место соединения должно быть однородным. Точечный метод в данном случае будет неэффективным и значительно снизит качество состыковки металлов.
• Технология остывания соединения. Нельзя воздействовать низкими температурами, так как разница температурного расширения станет причиной появления дефектов. Остывание должно происходить естественно, при положительной температуре.
• Из-за разницы в свойствах шов будет ржаветь. Это необходимо учесть при дальнейшей эксплуатации металлоконструкции.

Для получения по-настоящему качественного соединения рекомендуется использовать аргоновую сварку. В качестве присадки используется нержавеющая проволока. Сложность этого процесса заключается в точном выставлении температурного режима воздействия. В домашних условиях сделать это проблематично. Но подобная технология используется для приваривания нержавейки к черному металлу в заводских условиях.

Выбор электродов

Для формирования качественного шва с помощью электродуговой сварки необходимо проанализировать состав материалов – нержавейки и черного металла. На основе полученных данных подбирается оптимальная модель электродов. Если есть сомнения в правильности выбора – рекомендуется купить несколько пробных стержней для пробного сваривания.

Популярные модели электродов для сваривания различных типов металла:

• Э50А. Они применяются для соединения с теплоустойчивыми сортами стали.
• ОЗЛ-25Б. Рекомендуется использовать при работе с жаропрочными видами.
• НИАТ-55. С помощью этих электродов происходит соединение нержавейки и аустенитных сталей.
• ЦТ-28. Область применения – работа с материалами с повышенным содержанием никеля.

О правилах выбора электродов для сварки нержавеющей стали читайте здесь.

Основные характеристики указываются производителем на упаковке. Важно уметь расшифровать маркировку. При выборе учитывается возможный объем шлака и наплавки. Эти параметры можно сравнить с заявленными только после формирования пробного шва.

Сварка нержавейки и черного металла. Технология сварочного процесса.

Осуществляя такой процесс как сварка нержавейки и черного металла, нужно быть готовым к ряду трудностей, с которыми можно столкнуться во время работы. Несмотря на то, что оба этих материала характеризуются как разновидности стали, они абсолютно разнородные. Для того чтобы максимально качественно сварить нержавейку с черным металлом, первоначально, нужно запастись правильными электродами. К тому же, чтобы в конечном итоге образовался хороший сварной шов, надо обязательно обращать внимание на такой показатель как свариваемость данных металлов. Другими словами важно учесть возможность образования прочных и надежных соединений, образованных методом сварки нержавейки и черного металла.

Содержание статьи

Можно ли варить разнородные стали

Прежде чем приступить непосредственно к сварочным работам, надо иметь представление об особенностях сварки, связанных с разным химическим составом материалов, которые обязательно нужно учитывать:

• разная теплопроводность нержавеющей стали и черного металла, что может сказаться на плохом проплавлении одного из металлов,
• коэффициенты линейного расширения, эти показатели также разнятся. В месте, где материалы соединяются, могут остаться напряжения даже после термообработки. Такие участки будут самыми слабыми,
• «Миграция углерода» из Cr-Mo стали, которого в этом металле содержится большое количество, из-за этого нержавейка в большей степени становится подверженной коррозийным процессам.

Обратите внимание! Из-за большого разнообразия сталей с разным составом, дать четкие рекомендации по сварочному процессу не предоставляется возможным

Исходя из большого количество противоречий, многие пользователи постоянно задаются вопросом: можно ли все таки сварить нержавеющую сталь и черный металл?

Рассматривая этот вопрос с точки зрения физики, можно прийти к выводу, что осуществить подобную процедуру реально. Применяя переходные электроды для сварки нержавейки и деталей из черного металла в домашних условиях, нужно придерживаться технологии сварки нержавеющей стали, а также рекомендуется осуществлять сварочные работы человеку, имеющему опыт в этом деле. В любом случае, важно знать химический состав и того и другого металла, для того чтобы осуществить правильный выбор расходных материалов.

Способы сварки

В большинстве случаев используется сварка нержавейки и черного металла электродом при помощи электрической сварки. Популярность такого метода обусловлена его простотой и минимальным количество вспомогательных действий. Однако, качество подобного соединения не очень хорошее. Из-за высокой температуры нержавейка будет растекаться, в то время как черный металл будет вязким. В конечном итоге не получится сделать вертикальный или потолочный шов, т.к. все стечет вниз. Поэтому нужно применять переходные электроды для сварки нержавейки и черного металла.

Обратите внимание! Используемые в процессе сварки электроды по черному металлу должны быть выполнены из нержавейки

Другой способ – газовая сварка, в качестве присадки также используется нержавеющая проволока. Такой метод является более подходящим, т.к. в таком случае материал будет менее текучим. Осуществляя сварочные работы нужно применять флюс, который обеспечит лучшее плавление черного металла. Однако, газовая сварка требует предварительную подготовку и строгое соблюдение техники безопасности использования газовых баллонов.

Считается, что получить наиболее прочный и надежной шов можно используя такой метод как сварка нержавейки с черным металлом аргоном. В данном случае не требуется покрытие проволоки, т.к. аргон самостоятельно справляется с функцией защиты от негативного воздействия внешней среды.

Обратите внимание! Сваривать заготовки из нержавеющей стали и черного металла не всегда целесообразно, поскольку такая технология достаточно дорогостоящая

Выбор способа

Выбирая к какому способу сварки прибегнуть, нужно определиться с целями, которые вы преследуете. В случае, когда вам нужно сделать что-то для дома или вы просто хотите проверить можно ли сварить черный металл и нержавейку, то рекомендуется прибегнуть к способу обычной электродуговой сварки с нержавеющими электродами. Как показывает практика, такой метод хорошо пригоден для этого. Если же свариваемые детали будут подвержены серьезным нагрузкам, то в такой ситуации наиболее оптимальным вариантом станет – газовая сварка. Сварка аргоном применяется очень редко и при крайней необходимости.

Какими электродами воспользоваться для сварки?

Для получения максимально качественного шва, образующегося в процессе сварки изделий из нержавеющей стали и черного металла, нужно учесть некоторые нюансы. Важно выбрать присадочную проволоку определенного химического состава.

В металле присадочной проволоки, показатель степени легирования которого дол;ен превышать идентичный показатель материала свариваемого изделия, обязательно в состав должны входить такие элементы, как марганец, никель и иногда хром

Технология

Перед тем как начать варить нержавейку, надо провести ряд подготовительных процедур. Поверхность обеих деталей должны быть хорошо вычищена. Для этого можно воспользоваться щеткой или наждачкой, после очистки обязательно протрите изделия от пыли. Если оборудование и детали подготовлены можно приступить к нанесению флюса на тот участок, где предположительно будет образовано соединение.

Очень важно расположить все в горизонтальном положении. Это необходимо для равномерного распределения материала. Осуществляя сварку нержавейки и черного металла инвертором, соблюдайте максимальную точность движений, т.к. сталь начнет плавиться раньше и необходимо как можно больше захватить сторону черного металла.

Все эти требования выдвигаются и к газовой сварке, только каждый процесс совершается в более медленном темпе. Образовавшийся шов должен быть как можно шире и глубже, это необходимо для увеличения однородности материала в месте его прохождения. Когда сварочная работа будет завершена, надо выждать некоторое время, пока изделие не остынет.

Правила безопасности

В процессе осуществления сварки нержавейки и черного металла полуавтоматом, следует строго соблюдать правила электробезопасности. Также важным условием является защитная одежда. Обязательно работайте в специальном костюме, перчатках и маске, т.к. в случае разбрызгивания стали, случайное ее попадание на участок кожи чревато серьезными ожогами.

Подводя итог, можно прийти к выводу, что сварить черныq металл и нержавеющую сталь вполне реально. Главное соблюдать все нюансы, возникающие в процессе работы с данными материалами.

[Всего: 1   Средний:  1/5]

Руководство по стали и нержавеющей стали: описания, типы и использование

Легированная сталь (инструментальная сталь)

Свойства легированных сталей обусловлены добавлением сплава помимо углерода. Эти элементы добавляются при производстве стали для достижения требуемых характеристик. Инструментальная сталь может становиться твердой и сохранять твердость при высоких температурах, особенно при резке стали.

Производство легированных сталей осуществляется в виде листов, листов, конструкционных профилей и стержней.Прутки используются в так называемом состоянии после прокатки. По сравнению с горячекатаной углеродистой сталью инструментальная сталь обычно имеет лучшие физические свойства.

Производители оборудования используют легированную сталь из-за долговечности и высокой прочности по сравнению с углеродистой сталью. Инструментальная сталь также меньше весит. Следует отметить марганцевую сталь, сплав, который всегда используется в литом виде.

Обычные легированные стали

Эти сплавы используются в станках или при формовании металлов, когда требуется прочность.Примеры включают:

• Мосты
• Стрела крановая
• Отвалы для бульдозеров
• Вагоны

Что такое быстрорежущая сталь?

Быстрорежущая сталь (H.S.S.) – это название обычной инструментальной стали. Он может резать сталь на высоких скоростях. Эти стали:

• Содержат относительно значительные количества молибдена или вольфрама, а также ванадия, кобальта или хрома.
• Устойчивы к износу
• Сохранять твердость при повышенных температурах около 650 ^o C
• Отличная прокаливаемость
• Иметь разрешенный контент

H.S.S. обычно состоит из:

• карбон (0,75)
• ванадий (1%)
• хром (4%)
• вольфрам (18%)

Обычные легированные стали:

• Никелевая сталь : Никель повышает пластичность, прочность и ударную вязкость сталей. Это снижает температуру закалки, поэтому закалка в масле используется не для закалки в воде, а для закалки. Детали самолета, такие как опорные элементы рамы и пропеллеры, изготавливаются из никелевой стали.
• Хромистые стали : Используется для дорожек и шариков в подшипниках качения; высокая устойчивость к коррозии и образованию накипи. В качестве сплава углеродистой стали он помогает улучшить коррозионную стойкость, ударопрочность и улучшает прокаливаемость. Это также увеличивает прочность при минимальном снижении пластичности.
• Хром-ванадиевая сталь : Хром-ванадиевая сталь используется из-за своей высокой прочности в таких элементах, как оси, шестерни, головки, высококачественные инструменты (головки, ключи) и коленчатые валы.
• Вольфрамовая сталь : Вольфрамовая сталь используется в фрезах, токарных инструментах, режущих инструментах и ​​сверлах. Производство дорого.
• Молибден : Молибден используется вместо вольфрама для производства более дешевых марок быстрорежущей стали и в углеродно-молибденовых трубах высокого давления. Термическая обработка улучшает закаливаемость. Однако, если в стальном сплаве содержится более 0,60% молибдена; удар, усталость скомпрометирована. Износостойкость действительно улучшается, если уровень содержания молибдена выше.75%. Молибден также сочетается с ванадием, вольфрамом или хромом.
• Молибденовая быстрорежущая сталь : Молибденовая быстрорежущая сталь содержит 2% ванадия, 4% хрома, 6% молибдена и 6% вольфрама. Этот вид быстрорежущей стали дешевле других марок стали. Использование включает в себя нарезку резьбы и сверление.
• Марганцевые стали : Марганец легирован сталью для повышения прочности, облегчения горячей прокатки, облегчения ковки и износостойкости. Чем больше марганца в стали, тем труднее ее сваривать.Свойства марганца зависят от количества, содержащегося в стали:
  • В небольших количествах производятся прочные, легкообрабатываемые стали.
  • При больших количествах сталь становится несколько хрупкой.
  • Еще более значительные объемы производят сталь, которая является прочной и очень устойчивой к износу после надлежащей термообработки.
• Колумбий и титан (ниобий) : Эти металлы используются в качестве дополнительных легирующих добавок в коррозионно-стойких низкоуглеродистых сталях.После длительного воздействия высоких температур эти металлы устойчивы к любой межкристаллитной коррозии.
• Ванадий : Ванадий регулирует Размер зерна. Этот сплав улучшает прокаливаемость, устойчив к отпуску и вызывает заметную вторичную твердость. Его также добавляют в сталь во время производства для удаления кислорода.
• Кремний : Для улучшения прокаливаемости и коррозионной стойкости в сталь добавляют кремний. Кремний часто используется с марганцем для получения прочной, вязкой стали.В режущем инструменте используются быстрорежущие инструментальные стали со специальным составом сплава. Содержание углерода колеблется от 0,70% до 0,80%. Для улучшения свариваемости их сваривают индукционным методом. В противном случае их сложно сваривать.
• Конструкционные легированные стали (низколегированные конструкционные стали с высоким пределом текучести) : Этот тип стали намного прочнее, чем низкоуглеродистые стали. Малоуглеродистые стали называют конструкционными сплавами. Сталь отпускается и закаливается для получения предела прочности на разрыв от 689 500 до 965 300 кПа (от 100 000 до 140 000 фунтов на квадратный дюйм) и предела текучести от 620 550 до 689 500 кПа (от 90 000 до 100 000 фунтов на квадратный дюйм) в зависимости от формы и размера.Когда из этих высокопрочных сталей изготавливают конструкционные элементы, они могут иметь меньшие площади поперечного сечения, чем обычные конструкционные стали, и при этом иметь равную прочность. Эти стали более устойчивы к истиранию и коррозии. В искровых испытаниях конструкционные стальные сплавы выглядят похожими на низкоуглеродистые стали.

Идентификационные испытания легированной стали

• Внешний вид : Легированные стали выглядят так же, как штампованная сталь.
• Испытание на излом : Легированная сталь обычно очень мелкозернистая, временами излом кажется бархатистым.
• Искровое испытание : Из легированной стали образуются характерные искры по форме и цвету. Распространенные сплавы, используемые в стали, и их влияние на искровой поток:
  • Хром : При искровых испытаниях стали, содержащие от 1% до 2% хрома, не имеют выдающихся характеристик. Большое количество хрома сокращает длину искрового потока вдвое по сравнению с той же сталью без хрома, не оказывая заметного влияния на яркость потока. Другие элементы так же уменьшают поток и делают его унылым.Нержавеющая сталь с 18% хрома и 8% никелем дает искру, которая похожа на искру, но вдвое короче кованого железа. Сталь, не содержащая никеля и 14% хрома, обеспечивает более короткую искру с низким содержанием углерода. У 18-процентной хромистой и 2-процентной углеродистой стали (хромистой штамповой стали) есть искра, которая похожа на искру, создаваемую углеродистой инструментальной сталью, но с длиной, которая составляет одну треть ее длины.
  • Никель : Непосредственно перед вилкой никелевая искра имеет короткую резко очерченную полосу яркого света. Никель, в количестве, найденном в S.Стали A.E. распознаются только тогда, когда содержание углерода настолько низкое, что разрывы не слишком заметны.
  • H igh из хромоникелевых легированных (нержавеющих) сталей : При искровом испытании испускаемые искры имеют белый цвет около конца полосы и соломенный цвет около шлифовального круга. Объем полосы средний с умеренным количеством разветвленных всплесков.
  • Марганец : Углеродистая сталь и сплав марганцевой стали имеют одинаковую искру. Сила разрыва и объем искровой струи увеличиваются с увеличением содержания марганца.Если в стали содержится больше, чем обычно, марганца, искра будет похожа на искру из высокоуглеродистой стали с низким содержанием марганца.
  • Молибден : Сталь, содержащая этот элемент, дает характерную искру с отделенным наконечником стрелы, похожую на искру из кованого железа. Это видно даже при относительно сильных выбросах углерода. Никель, хром или оба они содержатся в легированной молибденовой стали.
  • Другие элементы с молибденом : Когда вольфрам в быстрорежущей стали предъявляется иск для замены некоторых других элементов и молибдена, поток искры становится оранжевого цвета.Хотя другие предметы излучают красную искру, их цвет достаточно различен, чтобы отличить их от вольфрамовой искры.
  • Вольфрам : При испытании вольфрама поток искры, ближайший к колесу, становится тускло-красным. Поток искры укорачивается, уменьшается в размере или исключается выброс углерода. Сталь, содержащая 10% вольфрама, приводит к изогнутым коротким оранжевым остриям на концах несущих строп. При дальнейшем уменьшении содержания вольфрама на конце наконечника копья вы увидите небольшие белые вспышки.Несущие линии кажутся от оранжевого до тускло-красного, в зависимости от того, какие другие элементы находятся в стали, особенно когда она имеет высокое содержание вольфрама.
  • Ванадий : Легированные стали, содержащие ванадий, образуют искры с оторванным наконечником стрелки на конце несущего звена, подобные искрам, возникающим в молибденовых сталях. Испытание на искру не является положительным для ванадиевых сталей.
  • Быстрорежущие инструментальные стали : Рядом с колесом при искровом испытании будет образовано несколько удлиненных искр с вилкой.Искры в конце ручья будут соломенного цвета.

Процесс отжига стали

Полный отжиг

Во время этого процесса на этапе нагрева образуется мелкозернистый аустенит. После охлаждения получается мелкозернистая структура. В результате улучшаются вязкость, пластичность и механические свойства. Это процесс, при котором заэвтектоидная сталь нагревается на 30–50 ° C выше критической температуры. При этой температуре его выдерживают в течение некоторого времени, что обеспечивает тщательный нагрев металла.Фазовое превращение происходит по всему металлу. Затем следует медленное охлаждение в печи. Скорость нагрева обычно составляет 100 ° C / час, а время выдержки – один час на тонну металла. Скорость охлаждения поддерживается в пределах 10–100 ° C для легированных сталей и может составлять 200 ° C / час для углеродистых сталей.

Частичный отжиг

Частичный отжиг – это процесс, при котором сталь нагревается немного выше более низкой критической температуры. Этот отжиг применяется только для заэвтектоидных сталей. Он также применяется к заэвтектоидным сталям, твердость которых должна быть снижена при улучшении обрабатываемости.При этой операции перлит превращается в аустенит, а феррит частично деформируется в аустенит. За периодом нагрева и выдержки следует медленное охлаждение.

Изотермический отжиг

При изотермическом отжиге сталь нагревают так же, как и при полном отжиге. Он быстро охлаждается с 500 ° C до 100 ° C ниже критической температуры. Затем следует выдержка стали при этой температуре в течение длительного периода времени, что приводит к полному разложению железа.Затем его охлаждают на воздухе. Изотермический отжиг приводит к более однородной структуре по всему сечению и улучшенной обрабатываемости.

Нормализация стали

Нормализация стали – это процесс нагрева стали до температуры на 50 ° C и более выше критической температуры 723 ° C. Полное превращение происходит, когда сталь выдерживается при этой температуре в течение значительного периода времени. Далее следует воздушное охлаждение стали. При нормализации происходит полная фазовая рекристаллизация и получается мелкозернистая структура.

Скорость охлаждения выше, чем в печи. Во время охлаждения на воздухе аустенит превращается в более мелкую и более обильную перлитную структуру по сравнению с отжигом. Свойства, полученные при нормализации, зависят от размера и состава стали. Поскольку более мелкие детали охлаждаются быстрее из-за большей площади экспонирования, образуется мелкий перлит, и поэтому они тверже, чем более крупные детали. Целью нормализации является улучшение структуры стали и устранение деформаций, которые могли быть вызваны холодной обработкой.

Кристаллическая структура искажается при холодной обработке стали. Металл может стать нереалистичным и хрупким.

Закалка

Для эффективного превращения аустенита в мартенсит необходимо быстрое охлаждение, поэтому температура превращения составляет примерно от 750 до 300 ° C. При этом происходит очень быстрое охлаждение и возникают проблемы с растрескиванием и деформацией. Факторы, которые приводят к деформации и растрескиванию металла:

1. Когда металл охлаждается, он подвергается усадке, которая обычно не является равномерной, но происходит на внешних поверхностях и в тонких срезах продукта.
2. Когда сталь охлаждается до критического диапазона, происходит расширение. Теперь, если мы организуем охлаждение всего объема металла внезапно в один и тот же момент, у нас не должно возникнуть особых проблем с изменением объема и т. Д., Но, к сожалению, это невозможно. Когда мы внезапно погружаем металл в воду из печи при температуре отжига, внешняя часть металла вступает в контакт с водой, немедленно охлаждается и подвергается расширению своего критического диапазона, что приводит к образованию твердой и жесткой корки металла.Однако внутренняя часть металла еще не почувствовала закалочного эффекта и все еще раскалена докрасна. Когда закалочный эффект передается на внешнюю часть стали через критический диапазон, внешний слой не трескается. Размер, форма и скорость закалки изделия влияют на устранение деформации, трещин и затвердевания. Применяется уникальная технология погружения в охлаждающую среду (может быть вода, масло или солевой раствор), как описано ниже:
   1. Длинные изделия погружают так, чтобы их ось была перпендикулярна поверхности ванны.
   2. Тонкие и плоские предметы сначала погружают краями в ванну.
   3. Изогнутая часть изделия удерживается вверх во время погружения.
   4. Тяжелые изделия удерживаются в неподвижном состоянии с перемешиванием охлаждающей среды вокруг них.

   Изделия с очень шероховатой поверхностью не реагируют на равномерное упрочнение, поэтому этот фактор следует учитывать перед выполнением операции закалки.

Закалка

Мартенситные структуры, образованные прямой закалкой из высокоуглеродистой стали, твердые и прочные, но также хрупкие.Они содержат внутренние напряжения, которые являются серьезными и неравномерно распределенными, вызывая трещины или даже разрушение закаленной стали. Закалка проводится для достижения одной или нескольких из следующих целей:

1. Для снижения внутренних напряжений, возникающих при термообработке.
2. Для стабилизации структуры металла.
3. Сделать сталь прочной, чтобы противостоять усталости и ударам.
4. Для снижения твердости и повышения пластичности

Таким образом, отпуск заключается в нагреве закаленной закаленной стали в мартенситном состоянии до температуры ниже нижней критической температуры.Его необходимо выдержать при этой температуре в течение достаточного времени, а затем медленно охладить до комнатной температуры.

Закалка подразделяется на следующие три типа:

1. Закалка при низких температурах : Изделие нагревается от 150 до 250 ° C в течение определенного времени. Цель этой процедуры – снять внутренние напряжения и повысить пластичность при значительном снижении твердости. Низкотемпературный отпуск
   применяется при термообработке режущего инструмента из углеродистой и низколегированной стали, а также для измерения инструментов и компонентов, подвергшихся науглероживанию и поверхностной закалке.
2. Среднетемпературная закалка : Изделие нагревают от 350 до 450 ° C в течение определенного времени, прежде чем дать остыть на воздухе или закалить в определенных средах. Мартенсит превращается во вторичный троостит. Результаты обеспечивают снижение твердости и прочности металла на
   и улучшение пластичности. Этот процесс используется при производстве многослойных пружин и витков для обеспечения прочности.
3. Высокотемпературный отпуск : Выполняется при температуре от 500 до 650 ° C, что полностью устраняет внутренние напряжения и обеспечивает прочность.Твердость практически обусловлена ​​продолжительным нагревом во время процесса цементации, зерна сердцевины становятся относительно крупными, и требуется измельчение сердцевины. Рафинирование компонентов достигается путем их нагрева до 850 ° C с последующим охлаждением на воздухе или закалкой в ​​масле.
   Таким образом науглероживание обеспечивает твердый корпус с мягким сердечником. Если есть хрупкость сердечника, его удаляют обычным отпуском при температуре 180–270 ° C.

Карбонитрирование

Что такое карбонитрирование стали?

Карбонитрирование стали – это метод изготовления твердого каркаса с использованием газов для добавления азота и аммиака на поверхность стали.В процессе нитроцементации используется аммиак, оксид углерода и углеводороды. Температура карбонитрирования составляет от 780 ° C до 875 ° C с 840 ° C в течение 6-9 часов. Используется печь с подачей газа-носителя (оксид углерода, углеводород, аммиак) под положительным давлением для проверки и предотвращения проникновения воздуха. Таким образом, упрощается контроль процесса.

Карбонитрирование стали

При температурах печи добавленный аммиак распадается с образованием азота на поверхности стали.Азот в поверхностном слое стальных деталей увеличивает закаливаемость и позволяет закалку закалкой в ​​масле (вместо закалки в воде). Таким образом, исключается вероятность появления трещин и деформации. Часть стальных компонентов, не подлежащая карбонитрированию, может быть защищена слоем меди.

Цианирование

Что такое цианирование?

Цианирование – это процесс использования ванны с жидким цианидом для создания износостойкого корпуса с прочным сердечником для низкоуглеродистой стали.В этом процессе кусок низкоуглеродистой стали погружают в расплавленную мягкую ванну, содержащую цианид (обычно он содержит от 20% до 50% цианида натрия до 40% карбоната натрия и различные количества хлорида натрия и бария) при температуре 840 ° C до 940 ° C с последующей закалкой стали в воде или масле. Перед закалкой сталь выдерживают в ванне от 15 до 20 минут. Время выдержки зависит от глубины затвердевания гильзы и размера компонента. В средних условиях, как обсуждалось выше, глубина корпуса равна 0.125 мм, то есть за 15 минут и при 840 ° C. Этот метод в основном используется для корпусов толщиной не более 0,8 мм.

Образовавшаяся твердость обусловлена ​​наличием в поверхностном слое соединений азота, а также углерода. Химический состав процесса цианирования следующий:

Химия процесса цианирования

Сгенерированные C&N поглощаются поверхностью. Собственная твердость придает азот, в то время как содержание абсорбированного углерода в стали будет реагировать на закалку.

Преимущества цианирования

1. При необходимости можно сохранить глянцевую поверхность обработанной детали.
2. Искажения легко избежать.
3. Твердость от сердцевины к корпусу является постепенной, и мы можем устранить отслаивание сердцевины.

Закалка пламенем

Что такое закалка пламенем?

Закалка пламенем – это процесс поверхностного упрочнения, при котором твердый износостойкий слой на прочном стальном сердечнике образуется путем нагревания пламенем кислородно-ацетиленовой горелки.Затем поверхность охлаждают водой. Пламя направляется на нужную деталь, не нагревая оставшуюся часть работы.

Сталь, необходимая для закалки пламенем, обычно содержит от 0,4 до 0,6% углерода. Компонент или деталь нагревается до аустенитного диапазона. Вероятность растрескивания и деформации снижается за счет уменьшения напряжений за счет локализации пламени.

Преимущества огнестойких стальных сплавов

1. Время, затрачиваемое на нагрев, сравнительно меньше, чем при нагревании необходимого металла в печи.
2. Метод выгоден тем, что отдельные поверхности можно упрочнять даже на очень больших машинах / компонентах, которые слишком неудобны или слишком велики для размещения в печи.
3. Закалка пламенем удобна, когда твердость требуется только на ограниченную глубину, а остальная часть сохраняет исходную вязкость и пластичность.

Ограничения по закалке пламенем

Единственное ограничение – когда происходит точный перегрев из-за плохого контроля температуры, это может привести к растрескиванию и деформации обрабатываемых компонентов.

Применение закалки пламенем

• Ключ рожковый
• Способы токарные
• Окончание значения
• Плашки стальные
• Черви
• Шпиндели
• Шкивы
• Зубья шестерни

Индукционная закалка

Что такое индукционная закалка?

Индукционная закалка – это процесс, при котором поверхностная закалка достигается путем помещения детали в индуктор (состоящий из меди), который является первичной обмоткой трансформатора.Компоненты размещены таким образом, чтобы не касаться катушки индуктивности. В этом процессе пропускается высокочастотный ток около 2000 циклов в секунду. Эффект нагрева возникает из-за наведенного вихревого тока и гистерезисных потерь материала поверхности.

Температура закалки составляет от 750 ° C до 760 ° C для 0,5% углеродистой стали и от 790 ° C до 810 ° C для легированных сталей. Затем нагретые участки немедленно охлаждаются струей воды под давлением. Глубина корпуса около 3 мм достигается примерно за 5 секунд.Фактическое время зависит от используемой частоты, потребляемой мощности и необходимой глубины затвердевания.

Преимущества индукционной закалки

1. Время нагрева чрезвычайно мало, поэтому искажения, если они есть, значительно уменьшаются.

2. Позволяет автоматизировать процесс термообработки без окисления поверхности.

3. Индукционная закалка обеспечивает высокую твердость, более высокую износостойкость, более высокую ударную вязкость и более высокий предел выносливости по сравнению с обычными закаленными сталями.

Ограничения

1. Дороговизна на оборудование
2. Область применения ограничена среднеуглеродистыми и легированными сталями

Приложения

1. Шпиндели
2. Разрывные барабаны
3. Шестерни
4. Поверхности коленчатого вала
5. Поверхности распредвала

Азотирование

Что такое азотирование?

Азотирование – это процесс упрочнения поверхности. Он используется для получения компонентов с твердой стальной поверхностью.Этот метод обычно используется для тех сталей, которые легированы такими металлами, как алюминий, молибден, марганец и хром. Операция азотирования – это последняя операция, выполняемая после закалки в масле (от 840 ° C до 900 ° C), отпуска, черновой обработки, стабилизации (для снятия внутренних напряжений) и окончательной обработки компонентов.

Обработанные и готовые стальные компоненты помещаются в герметичный контейнер из хромоникелевой стали, снабженный впускными и выпускными трубками, через которые циркулирует Nh4 (при температуре от 450 ° C до 540 ° C.) Nh4 в печи диссоциирует с высвобождением образующегося азота, который реагирует с поверхностью компонентов и образует очень твердые нитриды.

Использование азотирования

Процесс азотирования используется при производстве компонентов машин, требующих высокой износостойкости при повышенных температурах, таких как:

• цилиндрические линии
• коленвалы
• клапаны для самолетов
• клапаны автомобильные
• оправки
• шестерни
• Плашки для вытяжки
• калибры
• валы насоса
• детали подшипника качения
• шариковые подшипники

Преимущества азотирования

1. Очень высокая твердость поверхности с отличной износостойкостью.

2. Минимальные трещины и деформация за счет устранения закалки

3. Экономичный для базового производства, механической обработки и чистовой обработки

4. Азотированные компоненты сохраняют твердость до 510 ° C.

Недостатки азотирования

1. Время работы велико при небольшой глубине цементированных компонентов и может привести к окислению.

2. Применимо к сталям, которые могут образовывать хорошие нитриды.

Специальная сталь

Листовая сталь: Сварные конструкции, такие как лафеты, используют листовую сталь.

При работе с листовой сталью некоторые из них, не содержащие никеля, или технические сорта низколегированной конструкционной стали с содержанием углерода не более 0,25% лучше подходят для сварки, чем те, которые содержат максимальное содержание углерода 0,30%. Примером такого типа пластин является низкоуглеродистая легированная сталь, которая называется броневой пластиной. Листы этого типа обычно используются в прокатанном состоянии.

Использование покрытого электрода для электродуговой сварки может потребовать предварительного нагрева металла с последующей соответствующей термической обработкой для снятия напряжений после нагрева для создания структуры, в которой сварное соединение имеет свойства, равные свойствам металлической пластины.

Бесплатные брошюры

Аустенитная нержавеющая сталь
от ASM International
Нержавеющая сталь для инженеров-проектировщиков

Список литературы

«Тель-Авивский университет. Сплав – это комбинация в растворе или компаунде.. »(По состоянию на 8 февраля 2017 г.).

«Сварка пружинной стали – сварка, склеивание и крепление…» N.p., n.d. Интернет. 14 февраля 2017 г.

«Историческое использование материалов на протяжении всей истории человечества…». N.p., n.d. Интернет. 15 февраля 2017 г. .

«Глава 1 Введение в типы и идентификацию металла». Seabeamagazine . N.p., n.d. Интернет. 15 февраля 2017 г.

Steel: Maine Welding Company. « MeWelding . N.p., н.о. Интернет. 15 февраля 2017 г.

Типы металлов

Справочник по черным металлам

.

Справочник по сварке черных металлов

Справочник по сварке черных металлов Сварка Цветной Металлы Лечение Сварка Чугун Сварка Железо Металлы 1 СВАРКА ДРУГИХ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ В предыдущих главах мы в основном говорили о сварке двух видов черных металлов (чугун сплавы) наиболее часто встречаются: низкоуглеродистые мягкие стали и серый чугун.Теперь давайте посмотрим на проблемы, связанные с кислородно-ацетиленовой сварка нескольких других черных металлов, в частности: Литая Сталь Нержавеющая Стали Высокоуглеродистые Кованая сталь Утюг оцинкованный Сталь Литая Сталь Многие отливки изготавливаются из стали, а не чугун, чтобы получить готовые детали с высокой ударопрочностью стойкость и хорошая пластичность, свойства в котором обычно бывает дефицит чугуна. Литую сталь часто можно отличается от чугуна своим цвет поверхности.«Серый» цвет стали настолько характерен, что термин “стальной” часто используется для описания цвета других материалов. Когда поверхностная идентификация не возможно, цвет свежеоткололся поверхность будет отличать стальное литье от чугуна. При необходимости используйте холодное зубило. на поверхности отливки, и попытаться отрезать тонкую стружку. Из стали можно вырезать плойку из некоторая длина; из чугуна, даже короткая непрерывная стружка необычна.Наконец, поведение двух материалов при повышении до температуры плавления пламя факела совсем другое. Сталь кажется раскаленной добела прежде, чем он тает; чугун начинается тает на красном огне. Лужа расплавленной стали соломенно-белого цвета; лужа чугуна красновато-белый. Наиболее литые стали по составу аналогичны низкоуглеродистой или среднеуглеродистой прокатной стали, и легко сваривается. Фактически, сварка катаной (деформируемой) стали со стальным отливом часто является производственной применение.При сварке отливки железо, основная проблема заключается в том, чтобы не растрескать чугун или не оставить его заблокированные напряжения, которые могут вызвать растрескивание в сервисе. При сварке литой стали обычно не нужно беспокоиться о растрескивании, но вы должны быть обеспокоены насчет перекоса, так как сталь будет растягиваться – становятся постоянно удлиненными – до он сломается. Искажение часто может разрушить полезность отливки так же полно, как и растрескивание. .

Сварка нержавеющей стали правая

Хотя идеального процесса сварки нержавеющей стали не существует, учет некоторых ключевых соображений при выборе процесса и присадочного металла может помочь обеспечить успех и снизить затраты.

Нержавеющая сталь продолжает набирать популярность в обрабатывающей промышленности, в основном благодаря ее коррозионной стойкости, прочности и ударной вязкости. Однако по сравнению с низкоуглеродистой сталью этот материал создает некоторые проблемы при сварке, особенно для менее опытных сварщиков.Нержавеющая сталь может быть в три-пять раз дороже мягкой стали; любая ошибка при сварке может увеличить общие затраты на переделку.

Выбор правильного процесса сварки является ключевым моментом. С каждым вариантом идет компромисс, и ни один процесс не дает идеального решения. Чтобы выбрать лучший вариант, производителям необходимо учитывать первоначальную стоимость и характеристики присадочного металла, требуемую производительность, сложность оборудования и набор навыков оператора.

Преимущества и проблемы

Нержавеющая сталь противостоит коррозии и сохраняет прочность при экстремально высоких и низких температурах, отсюда ее популярность в трубопроводной и нефтехимической промышленности.Нержавеющая сталь также имеет низкую восприимчивость к росту бактерий на своей поверхности, что делает ее хорошо подходящей для оборудования для приготовления пищи и медицинского оборудования. Его многочисленные преимущества теперь связаны с волной крафтовых пивоварен, возникающих в США, и этот материал становится все более заметным в железнодорожной и автомобильной промышленности для танкеров, предназначенных для перевозки коррозионных химикатов.

Обычные нержавеющие стали бывают хромоникелевых (аустенитных, или серия 300) или хромоникелевых (мартенситных и ферритных, или 400-дюймовых) марок.По сравнению с хромоникелевой нержавеющей сталью, нержавеющие марки с прямым хромом и углеродистая сталь имеют аналогично низкие коэффициенты линейного расширения, которые определяют, как материалы расширяются и сжимаются под действием температуры и давления. Прямые сорта хрома также имеют более низкую температуру плавления, чем углеродистая сталь, но более высокую температуру плавления, чем хромоникелевая нержавеющая сталь. Тем не менее, по сравнению с углеродистой сталью, как прямые хромовые, так и хромоникелевые марки обладают высоким электрическим сопротивлением и низкой теплопроводностью.

Поскольку некоторые производители стремятся расширить свои возможности, реализация проектов по сварке нержавеющей стали может помочь повысить их конкурентоспособность. Учет двух ключевых факторов может помочь производителям достичь наилучших результатов.

Во-первых, легирование нержавеющей стали делает ее более теплоизолирующей, чем углеродистая сталь. Тепло от дуги не так легко распределяется по материалу и концентрируется в сварочной ванне. Это может привести к короблению, выгоранию и окислению.Выбор правильного процесса сварки и присадочного металла может помочь контролировать подвод тепла.

Во-вторых, нержавеющая сталь склонна к обесцвечиванию. Такое обесцвечивание, известное как шугаринг, указывает на то, что часть хрома была удалена из материала, что сделало его более восприимчивым к коррозии. При сварке труб из нержавеющей стали шугаринг не допускается по эстетическим причинам или по соображениям качества, и в любом случае это может привести к дорогостоящим ремонтам. Опять же, нержавеющая сталь и присадочные металлы, используемые для ее сварки, обычно дороже углеродистой стали.

В дополнение к навыкам сварщика и доступности оборудования, приоритеты применения – например, стоимость, производительность и внешний вид шва – влияют на то, какой в ​​конечном итоге выбор будет сделан производителями сварочного процесса из нержавеющей стали.

Дуговая сварка защищенным металлом

При дуговой сварке защищенным металлом (SMAW) используется простое портативное оборудование, поэтому его часто выбирают для технического обслуживания и ремонта. Но SMAW, или сварка ручкой, менее производительна, чем другие процессы, и может привести к образованию большого количества брызг, что увеличивает время и затраты на очистку.

Для производителей, которые раньше не сваривали нержавеющую сталь, SMAW является хорошей отправной точкой. В нем не используется защитный газ, поэтому для начала сварки сварщику требуется только источник питания с функцией SMAW и электрод SMAW из нержавеющей стали.

По сравнению с углеродистой сталью нержавеющая сталь – как прямая хромовая (мартенситная и ферритная), так и никель-хромовая (аустенитная) разновидность – имеет большее электрическое сопротивление и меньшую теплопроводность.

Стоимость фунта этих электродов находится в среднем диапазоне – меньше, чем у сварочной проволоки с флюсовой или металлической сердечником, и немного больше, чем у сплошной проволоки. Изготовители могут приобретать электроды SMAW в небольших количествах, например, в упаковках по 6 или 8 фунтов, что полезно для небольших работ и может снизить затраты. Тем не менее, производителям необходимо учитывать потери на шлейфах SMAW и удаление шлака, чтобы определить, делает ли процесс низкие затраты на электроды экономически эффективным в целом.

Электрод 309 или 312 SMAW – хороший выбор для сварки нержавеющей стали штангой, особенно для технического обслуживания или ремонта.Он обладает высокой стойкостью к растрескиванию и хорошей прочностью и, как правило, может соединять нержавеющую сталь, уже находящуюся в эксплуатации, даже если конкретный сорт материала неизвестен.

Дуговая сварка металлов в газе и порошковой проволокой

Когда производительность является приоритетом при сварке нержавеющей стали, процессы подачи проволоки обеспечивают эффективность и хороший внешний вид шва. Достижения в области оборудования и присадочного металла сделали эти процессы более простыми в использовании даже для тех, кто не занимается сваркой нержавеющей стали.

Многие производители выполняют газовую дуговую сварку металла (GMAW) нержавеющей стали сплошной проволокой.GMAW требует умеренной сложности оборудования и навыков оператора, а для сварки нержавеющей стали его можно использовать в импульсном или распылительном режиме.

Стоимость одного фунта сплошной проволоки ниже, чем у других вариантов, но использование защитного газа требует дополнительных затрат. Использование смеси защитного газа на основе аргона, например 98 процентов аргона / 2 процента CO2 или смеси аргона и гелия, помогает уменьшить разбрызгивание.

Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW) может быть более производительной, чем GMAW, но при этом образуются шлак и брызги, что увеличивает время и затраты на очистку.FCAW также имеет самую высокую стоимость на фунт для нержавеющих присадочных металлов, поскольку легирующие элементы флюса более дороги в производстве.

Однако многие проволоки FCAW работают на обычных смесях защитных газов, таких как аргон / CO2 или 100% CO2. Производителю, новичку в сварке нержавеющей стали, вероятно, не нужно будет вкладывать средства в другой тип газа или систему подачи.

Дуговая сварка с металлической сердцевиной, импульсным или стандартным методом распыления, обеспечивает высокую скорость перемещения, что приводит к меньшему тепловыделению сварного шва.Это помогает предотвратить коробление и деформацию при сварке нержавеющей стали.

Хотя сварка металлической сердцевиной дает меньше брызг, чем другие виды сварки проволокой, цена за фунт присадочного металла из нержавеющей стали является самой высокой. Выбирая этот присадочный металл и процесс, производители должны взвесить первоначальные затраты по сравнению с увеличением производительности и потенциальным сокращением объемов доработки и очистки.

Дуговая сварка под флюсом

Многие производители имеют системы дуговой сварки под флюсом (SAW) для сварки углеродистой стали, но SAW также предлагает значительные преимущества для нержавеющей стали, включая большую производительность и чрезвычайно низкий уровень разбрызгивания, что помогает сэкономить время и деньги на очистка.SAW хорошо подходит для толстых материалов и больших применений, таких как резервуары для хранения или сжиженного природного газа. Хотя это ограничивается положением сварки в плоском состоянии, это может выполняться менее квалифицированными операторами. При использовании SAW на нержавеющей стали производители используют нейтральный или нелегирующий флюс, который не добавляет сплавы, которые могут изменить химический состав готового сварного шва.

Нержавеющая сталь продолжает завоевывать популярность в обрабатывающей промышленности, в основном благодаря ее коррозионной стойкости, прочности и ударной вязкости.

Газовая дуговая сварка вольфрамом

Газовая дуговая сварка вольфрамом (GTAW) дает очень мало брызг, даже по сравнению с SAW. Если сварщики используют присадочный пруток или проволоку, GTAW имеет умеренную стоимость за фунт, но также требует высокого мастерства и, как правило, самого сложного оборудования. Хотя эстетика и внешний вид борта GTAW очень высоки, производительность является самой низкой по сравнению с другими вариантами.

GTAW для нержавеющей стали обычно использует 100-процентный аргон в качестве защитного газа, часто с запасным резервуаром аргона для обратной продувки между проходами.

Большинство операций с использованием GTAW для нержавеющей стали выполняются из эстетических соображений просто потому, что в результате процесса получается такой чистый и точный сварной шов.

Выбор правильного процесса

По мере того, как использование нержавеющей стали продолжает расти, все больше компаний должны будут познакомиться со сваркой материала. Стоимость может быть ключевым фактором для некоторых операций, в то время как сокращение времени простоя и повышение производительности могут быть ключевыми для других.

При выборе каждого процесса и присадочного металла есть свои компромиссы.Хотя идеального процесса сварки нержавеющей стали не существует, учет некоторых ключевых соображений при выборе процесса и присадочного металла может помочь обеспечить успех и экономию средств.

.

Базовое сварочное оборудование и методы для художественной скульптуры из металла и начинающий сварщик

Общие вопросы настройки:

Выберите правильное напряжение для питания сварочного аппарата:

• Сварочные аппараты ARC и MIG доступны на 110 и 220 вольт. Сварочные аппараты 110 будут работать с металлом малой толщины, но если вы планируете сваривать металл значительной толщины, вам понадобится аппарат на 220 вольт. Если вы покупаете машину на 220 вольт, убедитесь, что ваш домашний блок питания может обеспечить как минимум 230 вольт и 50 ампер.Типичная розетка сушильного типа рассчитана только на 30 ампер, и ее необходимо модернизировать, чтобы выдерживать сварочный ток. Также имейте в виду, что многие сварочные аппараты продаются без розетки, и вы должны установить их самостоятельно. Это простая процедура для большинства мастеров и женщин.

Безопасность прежде всего!

• И, наконец, убедитесь, что у вас есть ВСЕ необходимое защитное оборудование, прежде чем вы зажжете первую дугу. Сюда входят сварочный шлем, сварочные перчатки, кожаные ботинки, рубашка с длинным рукавом, огнестойкий фартук и огнетушитель.Каска нового типа с автозатемнением линз очень полезна для начинающих сварщиков, и я рекомендую их. Если вы выберете шлем старого образца, будьте готовы «на ощупь» пробить сварочную дугу в полной темноте. Это может быть проблемой и очень неприятно для новичка в сварке.
• Итак, вот оно. Если вы хотите сваривать черные металлы, такие как железо (конечно), углеродистую сталь и нержавеющую сталь, то вам подойдет дуговая или сварочная машина MIG. Попробуйте найти друга или коллегу-художника, который использует одну или обе эти машины, и спросите его, не потратит ли он от 30 минут до часа, чтобы показать вам основы каждой из них.Сварка – это не ракетостроение, но это очень опасное занятие, если вы не знаете, что делаете. Чтобы научиться отличать хороший сварной шов от плохого, также потребуется небольшая тренировка со стороны опытного человека. Попытайтесь немного сварить на аппарате ARC и MIG, прежде чем принимать решение о покупке для вашего домашнего магазина. Если вы не можете использовать машину комфортно, безопасно и уверенно, у вас будет бесполезная кучка металлических машин, занимающая место в вашем магазине. Это непродуктивно, не круто и является пустой тратой идеального сварочного аппарата.
• Я надеюсь, что этот краткий обзор сварки предоставил вам основную информацию, которая необходима вам, как художнику, для того, чтобы начать больше изучать эту тему. На Youtube и других видео-сайтах доступны многочисленные видеоуроки, которые помогут вам освоить этот новый навык. Если вы похожи на меня, вы скоро обнаружите, что сварка – один из самых ценных инструментов, которые вы можете иметь в своем арсенале. Поэкспериментируйте с новыми навыками и посмотрите, какие новые идеи вы сможете воплотить в жизнь, используя силу соединения металла.

.