Сварка разнородных сталей
Стык нержавейки с чёрной сталью встречается постоянно: патрубок к корпусу, кронштейн к трубе, переход в трубопроводе. Ошибка в присадке даёт трещину не сразу, а под нагрузкой или после первого нагрева.
Что происходит в шве
При сварке аустенитной нержавейки с углеродистой сталью металл шва получается смесью обоих. Если легирования не хватает, часть шва после остывания превращается в мартенсит — твёрдую и хрупкую структуру. Именно по этой узкой зоне вдоль линии сплавления и идёт трещина.
Решение: взять присадку с запасом по хрому и никелю, чтобы даже после разбавления основным металлом шов остался аустенитным.
Это главное практическое правило раздела. Обычная 308L рассчитана на сварку нержавейки с нержавейкой; на стыке с чёрной сталью её легирования не хватает, и шов уходит в мартенсит. 309L содержит больше хрома и никеля именно ради запаса на разбавление.
Подбор присадки
| Соединение | Присадка | Замечание |
|---|---|---|
| 304 / 316 + углеродистая сталь | 309L | Основной рабочий вариант |
| 304 / 316 + низколегированная | 309L или 309MoL | Mo — если есть в одной из сторон |
| Нержавейка + чугун | никелевая (Ni, NiFe) | Работает как для чугуна |
| Разные аустенитные | по более легированной стороне | 316L для стыка 304 и 316 |
Общий принцип: присадка выбирается под более легированную сторону, с запасом. Ошибка в обратную сторону — брать материал под более простую сталь — не прощается.
Режим
- Меньше разбавления. Чем меньше основного металла попадёт в шов, тем надёжнее сохранится аустенитная структура. Отсюда — умеренный ток и минимальное проплавление углеродистой стороны.
- Дуга ближе к нержавеющей стороне при сварке углового шва: так меньше расплавляется чёрная сталь.
- Тепловложение ограничено так же, как на обычной нержавейке: считайте погонную энергию.
- Подогрев назначается по углеродистой стороне: посчитайте её углеродный эквивалент.
Что учесть на будущее
У аустенитной нержавейки коэффициент теплового расширения примерно в полтора раза больше, чем у углеродистой стали. Соединение, которое работает при переменной температуре, накапливает напряжения на границе — поэтому для циклических нагревов такие стыки либо избегают, либо ставят переходную вставку.
И отдельно: нержавеющая сторона остаётся нержавеющей, а углеродистая — нет. Шов защищает себя, но чёрная сталь рядом с ним ржавеет как обычно, и покрытие для неё нужно предусмотреть заранее.
Частые вопросы
Можно ли взять 308L вместо 309L?
Нет. 308L рассчитана на сварку нержавейки с нержавейкой. На стыке с чёрной сталью металл шва разбавляется углеродистой стороной, легирования не хватает, и появляется мартенситная прослойка. Трещина по ней возникает не сразу, а под нагрузкой или после нагрева.
Как варить нержавейку с чугуном?
Никелевыми электродами, как чугун: они дают пластичный шов и терпят обе стороны. Аустенитная присадка на чугуне работает хуже, потому что углерод из чугуна её охрупчивает.
Стык 304 и 316 — это тоже разнородная сварка?
Формально да, но проблема совсем другая: обе стали аустенитные, мартенсит не грозит. Берут присадку под более легированную сторону, то есть 316L, и варят как обычную нержавейку.
Обновлено: