Как сварить нержавейку с черным металлом

Как сварить нержавейку и чермет

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.

3 комментария к “Как сварить нержавейку и чермет”

Статья супер я уже давно в этом случае использую ака, но сейчас преобрел полуавтомат 500 ампер буду пробовать варить раму грузовика нерж к черному металлу аргон имею сварки метр не раззарюсь нерж есть будем пробовать!

Как провести сварку нержавейки с черным металлом?

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

Можно ли сварить черный металл с нержавейкой?

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.
Читайте также  Как стереть ржавчину с металла

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.

Как сварить нержавейку с черным металлом?

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.
  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 с черным металлом

Электродуговая сварка является, пожалуй, одним из самых распространённых методов соединения металлических деталей. Технологически процесс сваривания металла выглядит таким образом: под действием электрической дуги, металл в зоне варки плавится и, смешиваясь, соединяет детали. Фактически получается одна целая деталь, поэтому сварочное соединение по характеристикам равно цельнометаллической детали.

Разные сплавы имеют разную температуру плавления и текучесть, поэтому иногда появляются сложности, когда требуется сварить два разных вида металла. Например, нержавейку и чёрный металл.

Можно ли сварить чёрный металл с нержавейкой

Ещё на заре зарождения электродуговой сварки, изобретатель Николай Гаврилович Славянов представил публике небезызвестный «Стакан Славянова». Этот стакан примечателен тем, что он состоит из семи металлов, которые нельзя сплавить естественными методами. Несмотря на различные характеристики чёрного металла и нержавейки, сварить их, тем не менее можно. О том, как происходит сварка нержавейки с простым чёрным металлом, основных трудностях процесса и способах их решения будет рассказано ниже.

Схема сварки нержавейки с черным металлом

Трудности в сварке разнородных сталей

Как говорилось выше, при варке сплавов разных сортов, а также во время сваривания сталей разных марок, могут возникнуть некоторые сложности. Основные трудности, которые могут возникнуть:

  • Разная теплопроводность. Может служить причиной прожога деталей во время сварочного процесса. Чем хуже металл отводит тепло от сварочной ванны, тем выше её температура. Уменьшение сварочного тока снижает температуру, но может привести к непровару в соединении.
  • Разное линейное расширение. При нагреве все тела увеличиваются в размерах, при остывании, соответственно принимают прежние размеры. Таким образом, изменение размера в процессе остывания могут послужить причиной разрыва сварочного шва или образованием в нём трещин.
  • Разница в электрическом сопротивлении. Влияет на перегрев электрода во время сварочного процесса. Это также сказывается на прочности шва.

Разнородные слои при сварке

Перегрев некоторых видов металлов ведёт к печальным последствиям. Нержавейка, например, при температуре свыше 500 градусов теряет свои свойства. То есть из нержавейки она превращается в обычный чёрный металл. Сварка приводит к перегреву стали в месте шва, поэтому на месте сварочного шва часто выступает ржавчина. Несмотря на кажущиеся трудности, сварка нержавейки и чёрного металла возможна при соблюдении ряда определённых правил.

Технологии сварки нержавейки и чёрного металла

Перед тем как ответить на вопрос «как сварить нержавейку с обычным чёрным металлом», следует рассмотреть существующие способы получения сварного соединения. Наиболее распространены следующие способы:

  • MMA. Ручная электродуговая сварка при помощи электрода в специальной обмазке.
  • MIG. Полуавтоматическая сварка в среде защитного газа с применением специальной проволоки.
  • TIG. Сварка в среде инертного газа неплавящимся вольфрамовым электродом.

Практически все виды металлов, в том числе и нержавейку с чёрным можно сваривать электродом, однако, потребуется подобрать электрод, обладающий определёнными характеристиками. В принципе, при этом получается неплохое соединение, однако, в промышленных условиях сварка разнородных сталей нержавеющей обычной производится в среде защитного газа. Это обусловлено тем, что сварной шов, при контакте с воздухом, насыщается азотом и становится довольно хрупким. Что является недопустимым при создании ответственных или несущих конструкций, поэтому, например, способы сварки швеллеров между собой предусматривают исключение попадания воздуха к остывающему сварному шву. При сварке большинства изделий, изготовленных из нержавейки, в качестве защитного газа используется аргон. Он обладает большой инертностью и не вступает в реакцию с расплавленным металлом в зоне шва. Также аргон имеет молекулярную массу выше, чем у воздуха, поэтому полностью вытесняет его из зоны сварки.

Технология сварки нержавейки с черным металлом

В процессе сваривания, плавится больше нержавеющая сталь, а чёрный только-только становится вязким. Для равномерного распределения расплавленного металла и получения прочного и красивого шва, свариваемые детали необходимо расположить строго горизонтально. В принципе, этого требуют все методы сварки нержавейки.

Дополнительно стоит упомянуть, что во время процесса сваривания, электрод должен находиться строго перпендикулярно свариваемой поверхности.

Сварку всегда ведут только при постоянном токе, переменка при варке нержавейки и чёрной стали – недопустима. Всё это позволит достичь высокого качества и прочности сварных швов. Помимо техники, немаловажным фактором, играющим большую роль в получении прочного шва, является правильный выбор присадочной проволоки или электрода.

Применяемые электроды

Разобравшись с технологией сварки, можно переходить к вопросу какими электродами и присадочной проволокой следует воспользоваться для сварки чёрного металла и нержавейки. Проволока, применяемая в процессе сваривания двух различных сталей должна содержать не менее 30% основного материала. Степень его легирования должна быть такой же или выше, как у свариваемых металлов. В случае с нержавейкой и чёрным – основным материалом является нержавеющая сталь (как имеющая наиболее высокую степень легирования). Остальную долю в присадочном материале занимает никель и марганец.

Электроды для сварки

В принципе, хорошее сварное соединение для не сильно ответственных конструкций, можно получить и без применения специальных расходных материалов. Чаще всего применяются для соединения нержавеющей и обычной стали нержавеющий электрод или нержавеющая присадочная проволока. Такие электроды содержат повышенное количество легирующих компонентов, позволяющих компенсировать их выгорание в процессе нагрева.

Если необходимо сварить какую-либо ответственную конструкцию, следует обратить внимание на специальные переходные электроды для варки разнородных или трудно свариваемых сталей. При их использовании наплавляется специальный промежуточный (или буферный) слой, который и позволяет соединить детали. Наиболее часто используются электроды ОЗЛ-312 (в случае, когда химический состав сталей вообще неизвестен) и НИИ-48Г.

Читайте также  Газовый резак по металлу компактный

Как проконтролировать качество соединения

Проверку полученного шва проводят после полного его остывания. В первую очередь производят визуальный осмотр поверхности на наличие трещин или прожига деталей. Если требуется герметичность соединения, то проверку продолжают с применением керосина или аммиака. С помощью керосина проверяются микротрещины, которые могли возникнуть в процессе сваривания. Для этого с одной стороны проверяемого шва наносят меловой раствор, а с другой стороны — керосин, подкрашенный красителем. Если меловой раствор изменил цвет – герметичность шва отсутствует. В том месте, где произошло окрашивание и отсутствует герметичность. Эффект окрашивания основан на капиллярном проникновении керосина по микротрещинам. Именно керосин также выбран неслучайно, эта жидкость имеет очень большую текучесть. Проверка аммиаком не отличается от проверки с помощью керосина, только в этом случае меловой раствор заменяют специальными индикаторами, меняющими цвет.

Качество соединения шва

Ответственные замкнутые конструкции можно также проверить и на герметичность, и на прочность одновременно. Для этого используется искусственно создаваемое гидравлическое давление.

Важно помнить, что если есть подозрение в заведомо слабом сварном шве, то применять этот способ категорически запрещено.

Проверка качества шва позволит быть уверенным, что удалось качественно сварить детали.

Правила безопасности

При проведении любых сварочных работ всегда необходимо соблюдать правила техники безопасности. Особенно это касается процесса сваривания нержавейки и чёрной стали.

Нержавейка очень текуча в расплавленном состоянии и может сильно разбрызгиваться, поэтому всегда необходимо надевать защитный костюм сварщика и рукавицы.

Сварочную маску также желательно выбирать закрытого типа.

Как сварить нержавейку с черным металлом: особенности технологии

Сложности, с которыми связана сварка изделий, изготовленных из нержавейки, с черным металлом, объясняются преимущественно тем, что эти материалы, хотя и относятся к сталям, являются, по сути, разнородными. Для того чтобы качественно сварить такие металлы, то есть получить сварной шов, который по своим механическим характеристикам будет близок к основному металлу соединяемых изделий, следует в первую очередь правильно подобрать электроды. Кроме того, надо учитывать такой параметр соединяемых металлов, как их свариваемость, то есть способность образовывать качественные и надежные неразъемные соединения, полученные методом сварки.

Сварка нержавеющего фланца с отводом из углеродистой стали

Принципы сварки нержавеющих сталей

На свариваемость нержавеющих сталей – способность образовывать качественные сварные соединения (в том числе и с черными металлами) – оказывают влияние определенные характеристики таких сплавов.

  • Теплопроводность нержавеющих сталей, если сравнивать ее с аналогичным параметром сплавов с низким содержанием углерода, невысокая. Из-за того, что нержавейка не способна быстро отводить тепло, при сварке она сильно нагревается, а это отрицательно сказывается на характеристиках создаваемого соединения и основного металла. Чтобы избежать перегрева изделий из нержавеющих сталей при их сварке с деталями из черного металла, необходимо снижать силу сварочного тока (в среднем на 20%).
  • Нержавеющие стальные сплавы отличаются высоким коэффициентом линейного расширения, что приводит к значительному деформированию металла в процессе выполнения сварочных работ. Кроме того, данный фактор является причиной деформации изделий из нержавейки и в тот момент, когда они уже соединены при помощи сварки и остывают. Чтобы избежать этого, необходимо предусматривать более широкие зазоры между соединяемыми деталями.
  • Высокое электрическое сопротивление, которым обладает нержавейка, становится причиной значительного перегрева сварочных электродов. Особенно актуально это в том случае, если для сварки используются электроды, изготовленные из высоколегированной стали. Чтобы избежать этих проблем, сварку как однородных, так и разнородных стальных сплавов следует выполнять короткими электродами (не более 350 мм), стержень которых изготовлен из хромоникелевых сплавов, отличающихся невысоким электрическим сопротивлением.
  • Склонность к образованию межкристаллитной коррозии, которой особенно подвержены высокохромистые стали, приводит к ухудшению антикоррозионных свойств нержавейки и появлению в ее внутренней структуре трещин. Этот вид коррозии возникает также из-за перегрева металла в процессе выполнения сварочных работ. С таким явлением, суть которого заключается в том, что на границах кристаллов основного металла возникают твердые карбидные соединения, борются различными способами. К наиболее эффективным из таких способов относится быстрое охлаждение металла, подвергшегося значительному нагреву в процессе сварки. Однако следует заметить, что метод быстрого охлаждения, для которого используется обычная вода, эффективен лишь в тех случаях, когда материалом изготовления соединяемых деталей является хромоникелевая сталь.

Методы сварки изделий из нержавеющих сталей и черного металла

Для того чтобы сварить заготовки из нержавейки и черных стальных сплавов, получив при этом качественные и надежные соединения, применяют сварку следующих типов:

  • покрытыми штучными электродами в режиме MMA;
  • неплавящимися электродами, изготовленными из вольфрама;
  • в среде защитного газа, в качестве которого преимущественно используется аргон.

Если сварка изделий из черного металла и нержавейки проводится по первой технологии (MMA), то необходимо взять электроды, специально предназначенные для выполнения соединений цветных металлов и сплавов.

Марки и применение высоколегированных электродов

Однако лучше всего варить нержавейку и черный металл в среде защитного газа аргона. Для этого, естественно, потребуется специальный сварочный аппарат. Аргон в данном случае обеспечивает надежную защиту зоны формируемого сварного шва от чрезмерного насыщения металла азотом и его окисления. Если не обеспечить такой защиты, то металл сформированного сварного шва будет очень хрупким, что значительно снизит надежность полученного соединения.

Схема сварки нержавейки аргоном

Чтобы качественно сварить изделия из нержавейки и черного металла, в процессе выполнения операции необходимо следить за положением электрода. Последний, чтобы сварной шов получился качественным и надежным, надо держать перпендикулярно к поверхности соединяемых заготовок.

Выбор электродов

Чтобы надежно приварить изделие, изготовленное из нержавейки, к детали из обычного черного металла, следует учитывать ряд важных нюансов. В первую очередь они касаются выбора присадочной проволоки определенного химического состава. В металле присадочной проволоки, степень легирования которого должна быть выше, чем аналогичный параметр материала свариваемого изделия, обязательно должны содержаться такие элементы, как марганец, никель и иногда хром.

Марки и химический состав высоколегированной сварочной проволоки (нажмите для увеличения)

Важным условием формирования качественного сварного соединения является наличие в составе формируемого шва некоторой доли основного металла. В зависимости от используемой технологии сварки количество основного металла в материале сварного шва может составлять 30–40%.

Прежде чем варить заготовку из нержавейки с деталью из черного металла, следует выяснить химический состав свариваемых сталей, чтобы правильно подобрать тип электродов.

Разнородные материалы, которые необходимо соединить при помощи сварки, могут отличаться по целому ряду параметров:

  • способности образовывать неразъемные соединения (свариваемости);
  • теплопроводности;
  • механическим характеристикам;
  • степени легирования;
  • химическому составу.

При этом стальные сплавы, изделия из которых необходимо сварить между собой, могут относиться к одной из следующих категорий:

  • углеродистые;
  • низколегированные;
  • теплоустойчивые;
  • легированные;
  • отличающиеся высокой степенью легирования – высоколегированные.

Ориентировочный выбор сварочного материала в зависимости от назначения сварочного шва

Основная проблема, с которой связана сварка разнородных сталей (нержавейки и черных металлов), заключается в образовании трещин в сформированном сварном шве. Очень часто, чтобы избежать такой проблемы, для сварки изделий из нержавейки с деталями из черных металлов специалисты используют высоколегированные электроды, позволяющие сформировать сварной шов с высокими прочностными параметрами.

Результат дуговой сварки нержавейки с черной сталью электродом ОЗЛ-6. Швы хоть и темнее, но не поржавели за несколько месяцев

Вообще для сварки изделий из нержавейки с деталями, изготовленными из черных металлов, используют несколько основных типов электродов:

  • Э50А – для сталей, отличающихся высокой теплоустойчивостью;
  • ОЗЛ-25Б – для стальных сплавов, относящихся к категории жаропрочных;
  • НИАТ-5 – для сталей, отличающихся аустенитной внутренней структурой;
  • ЦТ-28 – для стальных сплавов, содержащих в своем химическом составе значительную долю никеля.

Как приварить нержавейку к черному металлу

Во время ремонта, монтажных работ иногда необходимо соединить разнородные сплавы. Сварку нержавейки с черным металлом производят с использованием наплавочного материала. При его выборе важно знать марку или хотя бы категорию нержавеющего сплава. Образующийся слой по химическому составу должен быть максимально приближен к нержавейке, содержать легирующие металлы. Только в этом случае получится прочное соединение.

Можно ли сварить нержавейку с черным металлом

Нержавеющие сплавы значительно отличаются от углеродистых. При сварке нержавейки и черного металла учитывают разницу нескольких физических параметров:

  • теплопроводность у нержавейки ниже, чем у черных металлов, она сильнее нагревается, медленнее остывает;
  • у нержавеющих сплавов выше сопротивление, электрод над нержавейкой нагревается сильнее, чем над черным металлом, ванну расплава формируют в большей степени за счет черного металла;
  • нержавейка сильнее расширяется при нагреве, между заготовками нужно оставлять небольшой зазор, чтобы не возникало внутренних напряжений;
  • в нержавейке при нагреве до 500°С образуются карбиды, от них возникают трещины, внутренние дефекты, варить заготовки нужно при низкой температуре;
  • при нагреве углеродистая черная сталь становится вязкой, а легированная – жидкой, как вода, варить заготовки лучше в горизонтальном положении.

Сварку черного металла и легированного сплава можно проводить несколькими способами, учитывая особенности нержавейки.

По какой технологии выполняется сварка

Способ сварки зависит от вида сплава и необходимой прочности швов. В домашних условиях чаще используют традиционную электродуговую постоянным током. Шов, который должно выдерживать давление, большую динамическую нагрузку, варят под облаком защитного газа. Аргон использовать необязательно, достаточно углекислого газа, подаваемого полуавтоматом. Аргоновая сварка экономически нецелесообразна.

Как сваривают нержавейку с черным металлом:

  1. Способ электродуговой сварки MMA самый распространенный, выбирают электроды, которые применяют для работы с нержавейкой. Легирующие компоненты должны совпадать, только в этом случае образуется надежное соединение.
  2. Сварка полуавтоматом MIG используется в промышленных условиях. Прочность соединения зависит от марки присадочной проволоки, она должна быть из нержавейки. Марку выбирают под заготовку по химическому составу.
  3. Способ TIG с использованием тугоплавких электродов применяется для ответственных соединений. При газосварке образуются прочные плотные швы.

Применение нержавеющих присадочных материалов снижает текучесть легированных сплавов почти в три раза, делает жидкий металл вязким.

Выбор электродов

Наплавочный материал для присоединения нержавейки к черному металлу выбирают под марку сталей. Только в этом случае не будет трещин в области шва. В присадке должны быть основные легирующие элементы, ведь в диффузном сварочном слое содержится до 40% присадочного сплава. Электроды выбирают в зависимости от вида нержавеющей стали:

  • для аустенитной (кислотоустойчивой) нержавейки подойдут электроды НИАТ-5, ЭФ400/10У с основным покрытием, стержнем, легированным хромом, никелем, молибденом (четвертый вид свариваемости);
  • для хромоникелевых нержавеющих сталей – ЦТ-28, ЦЛ-11 с основным видом обмазки, легирующие добавки: молибден, хром, вольфрам, марганец; ОЗЛ-22, ОЗЛ-14А, ОЗЛ-7, ОЗЛ-36 со специальным флюсовым покрытием, стержнями с высоким содержанием хрома, никеля, марганца;
  • для стали с никелем – ESAB OK 67.70, OK 67.75 с рутиловой обмазкой, содержащей оксид титана (ограниченная свариваемость);
  • для теплоустойчивой нержавейки – Э50А (УОНИ 13/55) с основным видом покрытия из карбонатов и фторидов, с повышенным содержанием марганца;
  • для жаропрочных нержавеющих сталей – ОЗЛ-25Б, ЗИО-8 с основной обмазкой, стержнем с высоким содержанием хрома, марганца, молибдена.
Читайте также  Лазер для резки металла своими руками

Перед работой электроды прокаливают в течение часа, нагревают их до + 180–200°С. Берут только нужно количество с запасом 2–3 штуки. После прокалки присадочные стержни долго не хранятся, обмазка начнет осыпаться. Для ответственных швов выбирают электроды по справочной таблице.

Как происходит процесс сварки

Предварительно заготовки нужно подготовить: очистить от грязи и пыли, снять окалину – зачистить до металлического блеска железной щеткой или наждачкой. Затем проводят обезжиривание спиртом или растворителем, наносят на кромки флюс, он выравнивает плавление, обе заготовки прогреваются равномерно.

Сваривать заготовки желательно в нижнем положении, чтобы ванна расплава не растекалась. Движения должны быть точные. Чтобы качественно приварить нержавейку к черному металлу обычным электродом, нужен ток обратной полярности (подключают контакт «+»), держать его нужно ближе к углеродистому черному сплаву, у него ниже текучесть. Шов делают глубокой, большой ширины, остывать диффузионный слой должен медленно, чтобы кристаллизация была равномерной. Предварительный прогрев заготовок применяют только в крайних случаях, для жаропрочных сплавов.

В качестве источника тока использовать инвертор с дополнительными функциями. При газосварке швы проваривают долго, чтобы образовалась большая ванна расплава. После проверки и очистки швов рабочую зону покрывают пассивирующим слоем.

Как проверить качество шва

До очистки и финишной шлифовки соединения, шов проверяют на герметичность. Существует несколько способов:

  • на диффузионный слой наносят керосин, он будет просачиваться даже в самое мелкое отверстие – если с обратной стороны нет масляного пятна, все в порядке;
  • если применяют ацетон или другой растворитель, его подкрашивают пастой из пишущего стержня, чтобы была заметна протечка;
  • еще один способ – гидравлический, его применяют для трубопроводов и соединений, на которые будет оказываться динамическая нагрузка.

Проверяют на прочность сварки нержавейки и черного сплава только те швы, к которым предъявляются повышенные требования по прочности. Швы, рассчитанные на низкую нагрузку, гидравликой не испытывают, чтобы не было разрушений.

Соединение черной стали и нержавейки можно проводить самостоятельно, если есть опыт сварных работ.

Сварка нержавейки с черным металлом

Автор: Игорь

Дата: 28.06.2016

  • Статья
  • Фото
  • Видео

Как известно, нержавейка является одним из самых трудно свариваемых металлов. Далеко не всегда получается сварить его с другой нержавеющей сталью, не говоря уже о металле иного рода. Но все же иногда требуется сварка металла с нержавейкой для каких-либо целей и это нужно сделать как можно более качественно. Здесь требуется особый опыт, так как проблемный материал отличается повышенной текучестью, что при однородности еще как-то сносно. Но если требуется соединение с черным металлом, который не только ведет себя более вязко при сварке, но еще и имеет другую температуру плавления, то здесь возникает ряд проблем.

Сварка нержавейки и черного металла

Сварка нержавейки и черного металла требует подбора правильного режима, инструментов и расходных материалов. К примеру, присадку здесь используют только из нержавейки с марганцем и никелем, так как в ином случае будет резко падать качество шва. Количество дополнительных элементов в присадке должно быть выше, чем в самом материале, который подвергается процедуре. При самом сваривании стараются сделать шов на максимальной глубине, чтобы добиться наилучшего перемешивания материала электрода, или проволоки, нержавейки и черного металла.

Можно ли сварить черный металл с нержавейкой?

На производстве, где все делается исключительно по правильной технологии практически не возникает вопросов, как приварить нержавейку к черному металлу. Ведь сваривание любых различных металлов, особенно таких, является неправильным и не отличается достаточной крепостью за счет минимальной однородности соединения. Также практически не возникает потребности в проведении такой процедуры. Но чисто с физической точки зрения такая процедура вполне реальная. В домашних условиях она встречается намного чаще, так как здесь нет потребности в точном соблюдении технологий. При самом процессе сваривания лучше придерживаться технологии, как это идет с нержавеющей сталью, а также желательно иметь опыт работы с ней. В лучшем случае, нужно знать химический состав обоих компонентов, чтобы сделать правильный выбор расходных материалов.

Способы сварки

Одним из самых простых способов соединить два эти материала является сварка нержавейки и черного металла электродом при помощи электрической сварки. Это происходит достаточно быстро и требует минимум дополнительных процедур, но здесь же возникают проблемы с качеством. Дело в том, что из-за высокой температуры сталь будет растекаться и вести себя, как вода, тогда как черный металл будет оставаться вязким. В этой же ситуации отпадают варианты сделать потолочный или вертикальный шов, так как все попросту стечет вниз. Здесь используются электроды из нержавейки с соответствующим покрытием.

Сварочный аппарат для сварки нержавейки

Вторым способом является газовая сварка, где в качестве присадки также выступает нержавеющая проволока. Текучесть материала здесь снижается, примерно, в три раза, так что этот способ более предпочтителен. В данном случае нужно дополнительно использовать флюс, который бы позволил лучше расплавить черный металл для взаимодействия. Но данный способ сложнее за счет длительной подготовки и техники безопасности использования газовых баллонов.

Сварка нержавейки и черного металла аргоном может считаться самой качественной и надежной. Здесь не используется покрытие проволоки, так как аргон выступает в роли защиты от внешнего воздействия. В то же время это сложный и дорогостоящий процесс, который не всегда рационально использовать для таких целей.

Сварка нержавейки и металла аргоном

Выбор способа

Если вам требуется сделать что-то для домашних условий или же просто проверить, можно ли сварить черный металл с нержавейкой, то лучше использовать обыкновенную электродуговую сварку с нержавеющими электродами. Как правило, ее качества оказывается вполне достаточно для тех целей, для которых все будет использоваться. Если же детали будут подвергаться сильным нагрузкам или находятся в неудобном положении, то лучше использовать газовую сварку, так как она упростит процедуру образования шва и уменьшит, тем самым, количество ошибок. Сварка нержавейки с углеродистой сталью при помощи аргона используется редко и только для самых ответственных случаев, когда это просто необходимо.

Выбор инструмента

Чтобы точно подобрать инструмент, следует точно знать конкретный состав обоих материалов. Это не всегда удается сделать, поэтому, зачастую приходится ориентироваться примерно. Для такого процесса используются следующие типы электродов:

  • НИАТ-5 – отлично подходит для сварки аустенитних металлов;
  • Э50Ф – используется для сваривания теплоустойчивых материалов;
  • ЦТ-28 – применяется для сплавов, в которых имеется никель;
  • ОЗЛ-25Б – для жаропрочных сталей.

Режимы

Толщина материалов, мм Род используемого тока Напряжение, В Сила тока, А Диаметр электрода, мм
1 постоянный 30-60 2
2 переменный 50-80 3
4 постоянный 90-130 4

Технология

Перед тем как варить нержавейку, нужно провести подготовительные процедуры. Здесь нужно тщательно очистить поверхность на обоих деталях. Это производится механическим путем с помощью щетки, наждачной бумаги и в конце нужно протереть ветошью, чтобы не оставалось пыли и мусора. Когда все оборудование будет готово, следует нанести флюс на то место, где будет проходить соединение.

Здесь очень важно поставить все в максимально удобное горизонтальное положение, чтобы материал растекался равномерно. Сварка нержавейки и черного металла инвертором требует точных движений, так как нержавеющая сталь будет плавиться быстрее и нужно как можно больше захватить сторону черного металла.

Сварка нержавеющей стали инвертором

Это же происходит и при газовой сварке, только все процессы происходят несколько медленнее. Шов должен получиться максимально глубоким и широким, чтобы увеличить однородность материала в месте его прохождения. После завершения работы металлу нужно дать медленно остыть.

Контроль качества

Качество полученного соединения можно проверить при помощи следующих методов контроля:

  • Керосином – что основано на капиллярном проникновении этой жидкости;
  • Аммиаком – что использует принцип окраски индикаторов при его воздействии;
  • Гидравлическим давлением – что может стать одновременно и проверкой прочности.

При заведомо слабом соединении не следует применять методы контроля с разрушением.»

Меры безопасности

Когда происходит сварка нержавейки и черного металла полуавтоматом, то нужно соблюдать правила электробезопасности. Также следует защищаться от возможного разбрызгивания стали, что может привести к тяжелым ожогам.