Специфика технологии сварки нержавеющей стали

Основные свойства нержавеющей стали любых марок - способность выдерживать высокие механические нагрузки и антикоррозийная устойчивость, в том числе в агрессивных средах - делают этот материал незаменимым при использовании как в промышленности, так и в быту (трубы, лестничные ограждения на открытом воздухе, различного рода емкости и т.п.). Например, нержавейка 12Х18Н10Т используется для изготовления особо жаропрочных деталей, сварочных аппаратов, емкостей для работы с кислотными, щелочными и другими агрессивными растворами и др.

Основные проблемы создания конструкций из нержавеющей стали связаны с необходимостью сварки различных составных частей таких конструкций: сварной шов должен обладать теми же механическими и физическими характеристиками, что и основной материал. Однако неправильно выбранная технология сварочных работ или ее нарушение приводит к образованию по краям шва кристаллов окисленного хрома, что резко снижает антикоррозийные и нагрузочные характеристики конструкции.

Технология сварки 12Х18Н10Т

Подготовительный этап

Прилегание между свариваемыми частями должно быть неплотным для свободной усадки швов. Верхние грани стыкуемых элементов с помощью специальной стальной щетки зачищаются до блеска и промываются авиационным бензином или ацетоном.

Сварочные работы

Способ сварки металла определяется в основном толщиной основного материала:

Сварка дугой под флюсом. Применяется при толщине основного материала более 1 см. В промышленной металлургии традиционно используется АНФ-5 - порошок на основе фтористого натрия. Он обеспечивает надежную защиту шва и отсутствие пор в металле, однако имеет более низкие, по сравнению с основным материалом, технические характеристики, поэтому в необходимых случаях для получения более качественного шва используют флюсы на основе оксидов кремния и марганца.

Сварка производится электродной проволокой диаметром до 0,3 см для получения швов минимального сечения или покрытыми электродами того же размера. При этом надо учитывать, что стабилизирующим элементом в электродах должен быть не традиционный полностью окисляющийся титан, а ниобий с коэффициентом перехода до 65%.

Сварка дугой электродами из вольфрама

Производится для сварки нержавейки до 1 см плавящимися и неплавящимися электродами в среде аргона или смеси аргона и кислорода (не более 1/10 состава). В первом случае струйный переход материала электрода обеспечивается режимом обратного постоянного тока, во втором - прямого постоянного тока. При этом сварка материала толщиной до 0,3 см осуществляется короткой дугой.
Последующая обработка. Традиционный и до сих по считающийся наиболее оптимальным способ обработки сварных швов на нержавейке - травление. Его применение позволяет удалить окалину, образовавшуюся на поверхности шва при сварке, и участки с пониженной вследствие этой операции концентрацией хрома. Такая обработка используется для выравнивания антикоррозийных качеств всей поверхности конструкции.

Эта работа может быть выполнена с помощью полного погружения участка, по которому проходит шов, в чистую азотную кислоту или ее смесь с фтористоводородной кислотой (до 5%) и водой (до 5%) либо нанесением на шов специальной кислотосодержащей пасты. Время такой обработки вполне продолжительно и зависит большей частью от характеристик стали и примененного способа сварки.

Проверка очистки конструкции осуществляется вручную, а сама очистка завершается шлифовкой либо полировкой до степени полной невидимости сварочного шва и его неотличимости от основного материала, не затронутого сваркой.

Особенности самостоятельной сварки 12Х18Н10ОТ:

сварка нержавейки вручную с помощью покрытых электродов предполагает использование обратного постоянного тока и электродов малого диаметра для образования наименьшей проплавки швов во избежание их расслаивания;
при сварке вольфрамом в аргоне применяется прямой постоянный или переменный ток, присадочным элементом является проволока, более устойчивая к коррозии, чем основной материал, с обратной стороны шов защищается подачей на него аргона, а розжиг дуги должен производиться бесконтактным способом или на графитовой пластинке;
самостоятельная автоматическая сварка проводится при небольшой скорости и с возможно меньшим числом подходов;
при сварке дугой не следует использовать углекислый газ: удалить образовавшуюся оксидную пленку будет крайне сложно.

В заключение заметим, что при неправильной самостоятельной сварке коррозия швов, причем в неустранимой форме образования на них трещин, может проявиться спустя неопределенное время. Поэтому при отсутствии опыта работы со сваркой лучше поручить проведение сварочных работ специалистам.