Сварка нержавеющей стали
Главная особенность нержавейки в том, что брак на ней не виден сразу. Шов выходит ровным и блестящим, а через месяц вдоль него появляется ржавая полоса. Причина почти всегда одна — перегрев.
Тепловложение решает всё
Нержавеющая сталь хуже проводит тепло, чем углеродистая, и сильнее расширяется. Из этого следуют три практических правила:
- Ток на 10–20 % ниже, чем взяли бы для чёрной стали той же толщины.
- Короткие участки вразбежку вместо длинного непрерывного шва: иначе деталь поведёт.
- Межпроходная температура не выше 150 °C. Ждать, пока остынет, дешевле, чем потом травить и переваривать.
Посчитать фактическую погонную энергию можно в калькуляторе погонной энергии — для аустенитной нержавейки её обычно ограничивают сверху в технологической карте.
При выдержке в диапазоне 450–850 °C углерод связывает хром в карбиды по границам зёрен. Там, где хром ушёл в карбиды, защитная плёнка не образуется — и узкая полоса вдоль шва начинает ржаветь, хотя основной металл цел. Это межкристаллитная коррозия, и борются с ней не покрытием, а скоростью прохождения опасного диапазона и выбором стали с низким углеродом.
Газ и защита корня
| Процесс | Смесь | Обозначение | Расход |
|---|---|---|---|
| TIG (141) | Ar 100 % или Ar + 2 % H₂ | I1 / R1 | 6–12 л/мин |
| MIG/MAG (135) | Ar + 2 % CO₂ или Ar + 2 % O₂ | M12 / M13 | 12–15 л/мин |
| Поддув корня | Ar 100 % | I1 | до вытеснения воздуха |
Активную добавку держат на уровне двух процентов не из экономии: углерод из CO₂ переходит в шов и работает против коррозионной стойкости. Чистый CO₂ на нержавейке не применяют вовсе. Подобрать смесь под толщину помогает калькулятор защитного газа.
Обратная сторона шва защищается отдельно. Без поддува корень окисляется и покрывается рыхлой тёмной коркой, которая ржавеет первой — на трубопроводах и пищевом оборудовании это недопустимо.
Присадка
- 308L — для сталей типа 304 / 1.4301 / 08Х18Н10.
- 316L — для сталей типа 316 / 1.4401 с молибденом.
- 309L — для стыка нержавейки с чёрной сталью, см. разнородные стали.
- 347 или 321 — когда основной металл стабилизирован титаном или ниобием.
Буква L в марке присадки означает то же, что и в марке стали: низкий углерод. Для сварных конструкций берут именно её.
Чистота и инструмент
Нержавейка не терпит железа. Щётка, которой чистили чёрную сталь, оставляет частицы, и они ржавеют прямо на поверхности, создавая впечатление, что проржавел сам металл. Поэтому под нержавейку держат отдельные щётки из нержавеющей проволоки, отдельные круги и по возможности отдельное место.
Цвета побежалости после сварки — это оксидная плёнка. Соломенный оттенок терпим, синий и фиолетовый означают перегрев. На оборудовании, работающем с продуктом или в агрессивной среде, окисленную зону удаляют травильной пастой и пассивируют.
Частые вопросы
Почему нержавейка ржавеет возле шва?
Это межкристаллитная коррозия. При выдержке в диапазоне примерно 450–850 °C углерод связывает хром в карбиды по границам зёрен, и в этих местах хрома не хватает на защитную плёнку. Металл остаётся нержавеющим, а узкая полоса вдоль шва — уже нет. Лечится не краской, а тепловложением: чем быстрее зона проходит этот диапазон, тем меньше карбидов.
Чем 304L отличается от 304 при сварке?
Буква L означает низкий углерод — до 0,03 %. Связывать в карбиды почти нечего, поэтому склонность к межкристаллитной коррозии резко ниже. Для сварных конструкций берут именно L-марки или стабилизированные титаном (321), и это дешевле, чем бороться с последствиями.
Обязательно ли поддувать корень аргоном?
Для ответственных швов и для всего, что работает в агрессивной среде или контактирует с продуктом, — да. Без защиты обратная сторона окисляется, появляется рыхлая тёмная корка, которая ржавеет первой. На неответственной конструкции без поддува обходятся, но тогда корень зачищают механически.
Почему шов получается желтоватым или синим?
Цвета побежалости — это оксидная плёнка, и её цвет показывает температуру. Соломенный и золотистый ещё терпимы, синий и фиолетовый говорят о перегреве и о том, что защитный слой нарушен. На пищевом и химическом оборудовании такие цвета удаляют травлением или пастой, а не оставляют как есть.
Обновлено: