МОЖНО ЛИ ПРИВАРИТЬ НЕРЖАВЕЙКУ К ЧЕРНОМУ МЕТАЛЛУ

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

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.

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.

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 осуществляется сварка нержавейки и черного металла

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.

Можно ли сварить черный металл и нержавейку?

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.

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.

МОЖНО ЛИ ПРИВАРИТЬ НЕРЖАВЕЙКУ К ЧЕРНОМУ МЕТАЛЛУ

В процессе обработки металлов и изготовления деталей из них, неизбежно присутствует ряд нюансов, которые следует учитывать. В противном случае существует значительный риск выбраковки изделий и появления множества технологических трудностей.

Можно ли приварить нержавейку к черному металлу и как приварить нержавейку к черному металлу — одни из наиболее часто возникающих вопросов, когда речь заходит о процессе обработки металлов. В нашей статье мы постараемся ответить на них.

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

• Возможно ли вообще приварить нержавейку к черному металлу
• Что такое нержавеющая сталь
• Виды нержавейки
• Что собой представляют черные металлы
• Основные свойства черных металлов
• Какие трудности могут возникнуть в процессе сварки
• Оборудование и инструменты для сварки нержавейки с черным металлом
• Что нужно учитывать при сварке
• Критерии выбора инвентора
• Как приварить нержавейку к черному металлу: способы и порядок действий
• Рекомендации по сварке
• Проверка качества сварки
• Рекомендуемые меры безопасности
• Видео: как приварить нержавейку к черному металлу
• Итог: что нужно учитывать при сварке нержавейки и черного металла

ВОЗМОЖНО ЛИ ВООБЩЕ ПРИВАРИТЬ НЕРЖАВЕЙКУ К ЧЕРНОМУ МЕТАЛЛУ

Рассматривая возможность сварки нержавеющей стали и черного металла, основная сложность возникает в том, что несмотря на то, что данные материалы принадлежат к сталям, они являются совершенно разнородными, а следовательно, они различаются из-за определенных технических свойств и характеристик. Однако, приварить нержавейку к черному металлу все же возможно, но надо учитывать множество нюансов, к примеру, корректный выбор электродов, силу тока, различные физические коэффициенты и т.д.

ЧТО ТАКОЕ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ

По своей сути, нержавейка является сталью, усовершенствованной путем добавления примесей, делающих образование коррозии невозможным. Перечень таких добавок достаточно широк: медь, никель, хром, марганец, титан, сера, молибден, кремний и некоторые другие. В связи с объединением, сталь значительно меняет свои изначальные свойства и внешний вид.

Преимущества нержавейки очевидны:

• Высокая прочность;
• Хорошая устойчивость к высоким температурам;
• Высокая устойчивость к коррозии и воздействиям окружающей среды;
• Эстетически привлекательный внешний вид.

ВИДЫ НЕРЖАВЕЙКИ

Аустенитные стали. Они содержат не менее 20% хрома и 4,5% никеля.

Дуплексные стали. В них содержание хрома достигает 25%, 1,5%никеля и незначительной примеси азота.

Ферритные стали. В их составе допускается до 29% хрома.

Мартенситные стали. В них содержание хрома незначительное, не более 13%, а никеля максимум 4%.

Многокомпонентные стали. Минимальное количество хрома и никеля и включают широкий спектр прочих примесей-усилителей.

В данном случае хром является усиливающим компонентом, благодаря которому в значительной степени возрастают: прочность, устойчивость к коррозии. Упрощается холодная деформация и улучшаются сварочные возможности, внешний вид и устойчивость к изнашиванию.

Маркировка нержавеющей стали:

• Число указывающее на процентное содержание углерода;
• Буквенные обозначения, дающие представление о том, какая именно примесь содержится в данном сплаве:Х-хром, Н-никель и т.д. После них идут цифровые обозначения процентного содержания примеси.

ЧТО СОБОЙ ПРЕДСТАВЛЯЮТ ЧЕРНЫЕ МЕТАЛЛЫ

По праву считаются самыми востребованными. На долю их приходится более 90% от всех металлов используемых в производстве. По сути это железо и его разнообразные сплавы, обогащенные углеродом. Именно от процентного содержания углерода, зависит конечный вариант приобретенных свойств: чугуна, или сталей. Чугун содержит 1,7% и более углерода, в сталях содержание углерода варьирует от 0,2 до 1,7 процента. Для качественного совершенствования, принято использовать легирующие(от латинского»связывать»)добавки, которыми являются другие сплавы, металлы и химические элементы. Самыми распространенными легиратами являются:хром, кремний, медь и никель.

Соответственно названию, черные металлы имеют темно-серый, практически черный цвет. К основным свойствам относят: достаточно высокие температуры плавления, высокую прочность и твердость.

• Железные металлы: железо, кобальт, никель, марганец;
• Тугоплавкие металлы с температурным режимом плавления от 1539 градусов.

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ

• Прочность;
• Твердость (способность металла к сопротивлению в отношении более твердого внедряемого образца);
• Упругость (возможность обратного принятия изначального вида);
• Вязкость (поглощение ударного воздействия);
• Пластичность (способность видоизменяться, не разрушаясь).

Рассмотрев основные характеристики нержавеющей стали и черных металлов, можно перейти к рассмотрению вопроса: можно ли сварить нержавейку с черным металлом. Основная сложность кроется в чужеродности этих сталей. Для того, чтобы сварить нержавейку с черным металлом, потребуется тщательно подобранный режим сварки, хорошее техническое оснащение и профессионализм специалиста производящего процесс.

КАКИЕ ТРУДНОСТИ МОГУТ ВОЗНИКНУТЬ В СВАРКЕ НЕРЖАВЕЙКИ С ЧЕРНЫМ МЕТАЛЛОМ

В процессе сварки черного металла с нержавеющей сталью могут возникнуть некоторые проблемы из-за разницы в технических свойствах и химическом составе свариваемых материалов. Перечислим данные проблемы:

• После сварки могут остаться некоторые внутренние напряжения в местах стыков, связанные с тем, что у нержавейки и черного металла разные коэффициенты линейного расширения.
• Разница в проплавке получается в результате различия в показателях теплопроводности, что ухудшает прочность швов.
• Сварные швы могут быстро покрыться ржавчиной из-за «перемещения» углерода возможно снижение антикоррозийных свойств итоговой продукции.

ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ СВАРКИ НЕРЖАВЕЙКИ С ЧЕРНЫМ МЕТАЛЛОМ

Как сварить нержавейку с черным металлом? Прежде всего для этого необходим комплект оборудования:

Сварочный инверторный аппарат

Конечно же, для сварки нержавейки и черного металла необходим сварочный инверторный аппарат, работающий от постоянного тока. Режимы сварки выбираются в зависимости от толщины детали. ПРИ СВАРКЕ НЕРЖАВЕЙКИ С ЧЕРНЫМ МЕТАЛЛОМ

Для того, чтобы получить максимально качественное соединение, необходимо знать, как сварить нержавейку с черным металлом инвертором. Основным критерием выбора будет являться толщина заготовки.

КРИТЕРИИ ВЫБОРА ИНВЕНТОРА

• При работе с изделиями толщиной менее 1 мм, оптимальным выбором станут электроды с диаметром не более 2 мм. При силе тока не более 60 ампер.
• Заготовки от 2 до 3 миллиметров, подвергают свариванию электродами на 3 мм., при силе тока равной пределам 80 ампер.
• Металлы толщиной свыше 4 мм, сваривают электродами 4 мм., и силе тока выставляется от 100 до 130 ампер.

Перед началом работ электроды рекомендовано подвергать прокаливанию в жаровых шкафах при температурном режиме не менее 200 градусов и с временем выдерживания экспозиции не менее 1 часа. Все работы проводятся при использовании постоянного тока и при помощи электродов с никелевым покрытием. Основной стержень изготавливается из высоколегированной стали. Сваривание проводится по методу наплавления кромок, причем захват идет именно с большим запасом черного металла. Перед началом обработки, все поверхности тщательно обрабатываются от ржавчины и загряезнений. Качество соединения улучшается при помощи использования флюса в зоне рабочей поверхности.

КАК ПРИВАРИТЬ НЕРЖАВЕЙКУ К ЧЕРНОМУ МЕТАЛЛУ: СПОСОБЫ И ПОРЯДОК ДЕЙСТВИЙ

Существуют три способа, чем приварить нержавейку к черному металлу:

• Единичными электродами с никелевым покрытием в системе мма.
• Электродами из вольфрама. В этом случае необходима регулярная подточка наконечника стержня.
• В аргоновой среде, где газ выполняет защитную функцию. Применение газа делает соединение более надежным, помогает избежать окисления, и, как следствие, хрупкости шва. Однако данный метод подразумевает использование специализированного сварочного аппарата, способного выполнять операции в подобном режиме.

Вне зависимости от типа проводящихся сварочных работ для получения наилучшего результата стержень располагается строго перпендикулярно относительно поверхности и все движения производятся максимально плавно.

Перед сваркой нержавейки с черным металлом необходимо сделать следующее:

• Приготовить расходные материалы, произведенные на основе из никеля;
• Электроды должны быть прокалены. Самая подходящая температура должна быть в диапазоне от 200 до 205 градусов в течение 60 минут;
• Постоянный ток должен быть подключен;
• Поверхность нержавеющей стали и черного металла должна быть очищена от пыли, пятен, грязи, ржавчины.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СВАРКЕ

• В случае использования газового типа сварки запрещено быстро охлаждать свежие сварочные швы. Необходимо, чтобы изделие остыло без внешнего вмешательства.
• Если применяется стержни из вольфрама, обязательно надо помнить о правильной заточке наконечников.
• В процессе сварки не стоит спешить: двигаться нужно плавно и неспеша во избежание брака.
• При сваривании нержавейки и черного металла лучше больше захватить черного металла, так как это создаст очень хорошие плотные швы.
• Для повышения качества сварочных швов зачастую используют сварочный флюс, который помогает обезопасить процесс сварки и сделать его удобнее.

ПРОВЕРКА КАЧЕСТВА СВАРКИ

Имеется несколько способов, как проверить качество швов в процессе сварки нержавейки и черного металла:

• Первый вариант — плотность образовавшегося шва проверяют при помощи керосина. Его протекание с обратной стороны говорит об образовавшихся зазорах и, соответственно, не качественности сварки;
• Второй способ — использование ацетона. Процесс аналогичен: сварной шов покрывается ацетоном. ОЕсли он вышел с обратной стороны — это знак о наличии отверстий или трещин.
• Последний вариант — гидравлический. После него деталь необходимо осмотреть. Приобнаружении дефектов продукт считается бракованным.

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ

Сварка — достаточно опасный процесс, поэтому необходимо придерживаться определенных мер безопасности:

• Исправность сварочного оборудования необходимо всегда проверять до начала выполнения работ.
• Старые электроды с поврежденными стержнями ни в коем случае нельзя применять.
• Необходима правильная подготовка рабочего места для сварочных работ, а именно: очистка стола от всех ненужных вещей, и, конечно, пожарная безопасность — огнеопасные жидкости и смеси необходимо убрать в безопасное место.
• Обеспечение защиты сварщика: специальная маска, перчатки, спец. комбинезон и устойчивая, плотная хорошая обувь.
• Система вентиляции в рабочем помещении должна соответствовать всем необходимым нормам.
• Для исключения возможности удара током сварщик должен стоять на коврике из резины.

ВИДЕО: КАК ПРИВАРИТЬ НЕРЖАВЕЙКУ К ЧЕРНОМУ МЕТАЛЛУ

ИТОГ: ЧТО НУЖНО УЧИТЫВАТЬ ПРИ СВАРКЕ НЕРЖАВЕЙКИ И ЧЕРНОГО МЕТАЛЛА

Таким образом, отвечая на вопрос: можно ли приварить нержавейку к черному металлу, стоит отметить, что несмотря на сложность процесса, он вполне осуществим. Но требуется неукоснительно придерживаться основных правил:

• Верное определение всех примесей и типа металла;
• Грамотный подбор электродов;
• Выбор оптимального необходимого режима сварки, в зависимости от толщины заготовки и типа стали.
• Все сварочные работы проводятся только при подаче постоянного тока;
• Для получения качественного соединения, поверхности принято закреплять горизонтально;
• Необходимо учитывать разницу в температурах плавления и текучести металлов. Так, нержавейка обладает более скоростной плавкостью, нежели черные металлы;
• Разные показатели линейного расширения, меняющиеся в процессе остывания требуют пристального внимания. В противном случае изменившийся после охлаждения размер двух соединяемых частей, способен привести к порче соединения;
• Не допускать перегрева электрода.

Учитывая все перечисленные нюансы и подробно изучив свойства и состав обрабатываемых поверхностей, можно добиться надежного, высококачественного соединения, сохраняющего все основные положительные свойства сталей.

Основой работы в случае сваривания разнородных металлов, является установление четкой границы допустимости и оптимизации. Единственным, что можно добавить ко всему перечисленному выше — необходимость соблюдения мер безопасности и всех технологических критериев.

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

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.

МОЖНО ЛИ ПРИВАРИТЬ НЕРЖАВЕЙКУ К ЧЕРНОМУ МЕТАЛЛУ

Нержавеющая сталь

По своей сути, нержавейка является сталью, усовершенствованной путем добавления примесей, делающих образование коррозии невозможным. Перечень таких добавок достаточно широк: медь, никель, хром, марганец, титан, сера, молибден, кремний и некоторые другие. В связи с объединением, сталь значительно меняет свои изначальные свойства и внешний вид.

Преимущества нержавейки очевидны:

• Высокая прочность;
• Хорошая устойчивость к высоким температурам;
• Высокая устойчивость к коррозии и воздействиям окружающей среды;
• Эстетически привлекательный внешний вид.

Виды нержавейки

• Аустенитные стали. Они содержат не менее 20% хрома и 4,5% никеля.
• Дуплексные стали. В них содержание хрома достигает 25%, 1,5%никеля и незначительной примеси азота.
• Ферритные стали. В их составе допускается до 29% хрома.
• Мартенситные стали. В них содержание хрома незначительное, не более 13%, а никеля максимум 4%.
• Сочетанные стали. Такие сплавы содержат минимальное количество хрома и никеля, но кроме них включают в себя широкий спектр прочих примесей-усилителей.

В данном случае хром является усиливающим компонентом, благодаря которому в значительной степени возрастают: прочность, устойчивость к коррозии. Упрощается холодная деформация и улучшаются сварочные возможности, внешний вид и устойчивость к изнашиванию.

Маркировка нержавеющей стали:

• Число указывающее на процентное содержание углерода;
• Буквенные обозначения, дающие представление о том, какая именно примесь содержится в данном сплаве:Х-хром, Н-никель и т.д. После них идут цифровые обозначения процентного содержания примеси.

Черные металлы

По праву считаются самыми востребованными. На долю их приходится более 90% от всех металлов используемых в производстве. По сути это железо и его разнообразные сплавы, обогащенные углеродом. Именно от процентного содержания углерода, зависит конечный вариант приобретенных свойств: чугуна, или сталей. Чугун содержит 1,7% и более углерода, в сталях содержание углерода варьирует от 0,2 до 1,7 процента. Для качественного совершенствования, принято использовать легирующие(от латинского»связывать»)добавки, которыми являются другие сплавы, металлы и химические элементы. Самыми распространенными легиратами являются:хром, кремний, медь и никель.

Соответственно названию, черные металлы имеют темно-серый, практически черный цвет. К основным свойствам относят: достаточно высокие температуры плавления, высокую прочность и твердость.

• Железные металлы: железо, кобальт, никель, марганец;
• Тугоплавкие металлы с температурным режимом плавления от 1539 градусов.

Основные свойства черных металлов

• Прочность;
• Твердость(способность металла к сопротивлению в отношении более твердого внедряемого образца);
• Упругость(возможность обратного принятия изначального вида);
• Вязкость(поглощение ударного воздействия);
• Пластичность(способность видоизменяться не разрушаясь).

Рассмотрев основные характеристики нержавеющей стали и черных металлов, можно перейти к рассмотрению вопроса: можно ли сварить нержавейку с черным металлом. Основная сложность кроется в чужеродности этих сталей. Для сваривания нержавейки с черным металлом потребуется тщательно подобранный режим сваривания, хорошее техническое оснащение и профессионализм специалиста производящего процесс.

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]

Оборудование для сварки нержавейки с черным металлом

Как сварить нержавейку с черным металлом? Прежде всего для этого необходим комплект оборудования:

• Сварочный инверторный аппарат, работающий от постоянного тока. Режимы выбираются в зависимости от толщины детали.
• Электроды. Причем от правильности выбора будет зависеть прочность получаемого шва и простота всего процесса в целом. При выборе электродов следует учитывать, специфичность покрытия. Существует четыре основных типа электродов: — ОЗЛ-25Б (подходит для сваривания сталей с высокой жаропрочностью); — НИАТ-5(необходим при работе с аустенитными металлами); — ЦТ-28(для работ с никельсодержащими сплавами, включая стали с его высоким содержанием); — Э-50Ф(по сути схожий с ОЗЛ-25Б электрод, работающий с устойчивыми к высоким тепловым показателям металлами).
• Проволока. Металл легирования в проволоке должен содержать более высокие показатели нежели у свариваемого материала. Иными словами, чем выше в проволоке содержание никеля, марганца и хрома, тем прочнее будет соединение.

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.

Что нужно учитывать при сваривании нержавейки с металлом

При сваривании нержавейки с черным металлом необходимо учитывать:

• Большой коэффициент расширения нержавеющей стали. В связи с этим, важным моментом будет расчет размера зазоров, который должен быть достаточным для качественного шва без нахлестов;
• Необходимость охлаждения. Соблюдение этого режима позволит не утратить антикоррозийных и прочностных свойств изделия;
• Оптимальная длина электродов. Лучше выбирать электроды не превышающие 35 сантиметров. Это позволит создать наиболее подходящий температурный режим;
• Понижение тока. Понижение рабочих токов происходит с учетом низкой теплопроводимости нержавейки. В связи с этим понижение не должно превышать 20%.

Для того, чтобы получить максимально качественное соединение, необходимо знать, как сварить нержавейку с черным металлом инвертором. Основным критерием выбора будет являться толщина заготовки.

Трудности в сварке разнородных сталей

Стоит отметить следующие особенности сварки, связанные с разным химическим составом:

• Различные показатели теплопроводности материалов, и как следствие, недостаточное проплавление одного из них;
• Отличающиеся друг от друга коэффициенты линейного расширения. Напряжения в зоне сплавления могут оставаться даже после термообработки – это наиболее слабое место сварного соединения;
• “Миграция углерода” из Cr-Mo стали, имеющей его достаточное количество, в металл шва, при этом происходит уменьшение антикоррозионных свойств нержавеющей стали.

Важно! Великое многообразие сталей, имеющий разный состав, не позволяет сделать четких рекомендаций по сварке, которые давали бы хороший результат в 100% случаев.

Возникает вопрос, каким преодолеть эти нюансы и возможно ли сварить нержавеющую сталь с черным металлом.

Критерии выбора инвертора.

• При работе с изделиями толщиной менее 1 мм, оптимальным выбором станут электроды с диаметром не более 2 мм. При силе тока не более 60 ампер.
• Заготовки от 2 до 3 миллиметров, подвергают свариванию электродами на 3 мм., при силе тока равной пределам 80 ампер.
• Металлы толщиной свыше 4 мм, сваривают электродами 4 мм., и силе тока выставляется от 100 до 130 ампер.

Перед началом работ электроды рекомендовано подвергать прокаливанию в жаровых шкафах при температурном режиме не менее 200 градусов и с временем выдерживания экспозиции не менее 1 часа. Все работы проводятся при использовании постоянного тока и при помощи электродов с никелевым покрытием. Основной стержень изготавливается из высоколегированной стали. Сваривание проводится по методу наплавления кромок, причем захват идет именно с большим запасом черного металла. Перед началом обработки, все поверхности тщательно обрабатываются от ржавчины и загряезнений. Качество соединения улучшается при помощи использования флюса в зоне рабочей поверхности.

Сварка нержавейки электродом в домашних условиях

Для проведения сваривания в домашних условиях многие исполнители применяют аппараты инверторного типа.

Агрегаты подобного типа работают от стандартного источника питания в 200 В, их небольшие габариты и вес позволяют удобно перемещать и транспортировать оборудование.

Сравнительно невысокая стоимость сделала оснащение такого типа лидером продаж среди исполнителей. Сварка нержавейки инверторной сваркой создает надежное соединение.

Во время настройки инвертора следует учитывать следующие параметры:

• если толщина металла составляет 1,5 мм., то сила тока должна быть равна 40-60 А, Ø электрода – 2 мм.
• толщина детали 3 мм.: напряжение 75-85 А, Ø прутка – 3 мм.
• толщина 4 мм: ток 90-100 А,Ø стержня – 3 мм.
• толщина 6 мм. напряжение 140-150 А, Ø расходника – 4 мм.

Сваривание производится постоянным током обратной полярности.

Сварочный процесс включает несколько этапов:

• следует удалить с рабочей поверхности ржавчину, масло и другие загрязнения, зачистка осуществляется металлической щеткой;
• кромки изделия, толщина которого превышает 4 мм., необходимо разделать. Это обеспечивает хороший уровень проплавления и заполнения сварочной ванный. Разделка производится болгаркой или напильником;
• при работе с тонким металлом, нужно плотно свести свариваемые края друг к другу, выполнить прихватки;
• изделие толщиной более 7 мм. следует подогреть до 150°С. При проведении бытовой сварки это рекомендуется делать паяльной лампой;
• работа начинается с поджигания дуги. Электрод подносится к поверхности и несколько раз дотрагивается до него, таким образом он активируется.
• соединения проводится на короткой дуге;
• в конце шва следует сделать “замок”, чтобы избежать образование трещин и свищей;
• после окончания сварочного процесса, нужно дать изделию остыть, принудительно этого делать не рекомендуется;
• шлаковую корку убирают молотком или зачищают примерно через пять минут после окончания работ;
• в последнюю очередь проводится полировка и шлифовка.

Полезное видео

Техника ведения шва неплохо снята крупным планом и показана в данном ролике. Тут нет пояснений, но четко показано, как это выглядит.

И еще один ролик.

Для данного метода нужны электроды, использующиеся для работы с металлами коррозионностойких и жароустойчивых видов.

Электроды, предназначенные для инверторной сварки коррозионностойких сталей:

Шов, выполненный электродами ОЗЛ-6, обладает жаростойкостью, не склонен к образованию трещин и пор. Данная марка характеризуется высокими эксплуатационными свойствами.

Электроды АНО-27 предназначены для сварки ответственных конструкций, эксплуатирующихся при статических и динамических нагрузках, а также при отрицательных температурах.

Другие марки смотрите в разделах для коррозионностойких высокопрочных сталей и для коррозионностойких кислотостойких сталей.

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.

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.

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.