Зварювання нержавіючої сталі
Головна особливість нержавійки в тому, що брак на ній не видно одразу. Шов виходить рівним і блискучим, а за місяць уздовж нього з’являється іржава смуга. Причина майже завжди одна — перегрів.
Тепловкладення вирішує все
Нержавіюча сталь гірше проводить тепло, ніж вуглецева, і сильніше розширюється. З цього випливають три практичні правила:
- Струм на 10–20 % нижчий, ніж узяли б для чорної сталі тієї самої товщини.
- Короткі ділянки врозбіг замість довгого безперервного шва: інакше деталь поведе.
- Міжпрохідна температура не вища за 150 °C. Чекати, поки охолоне, дешевше, ніж потім травити й переварювати.
Порахувати фактичну погонну енергію можна в калькуляторі погонної енергії — для аустенітної нержавійки її зазвичай обмежують згори в технологічній карті.
За витримки в діапазоні 450–850 °C вуглець зв’язує хром у карбіди по межах зерен. Там, де хром пішов у карбіди, захисна плівка не утворюється — і вузька смуга вздовж шва починає іржавіти, хоча основний метал цілий. Це міжкристалітна корозія, і борються з нею не покриттям, а швидкістю проходження небезпечного діапазону та вибором сталі з низьким вуглецем.
Газ і захист кореня
| Процес | Суміш | Позначення | Витрата |
|---|---|---|---|
| TIG (141) | Ar 100 % або Ar + 2 % H₂ | I1 / R1 | 6–12 л/хв |
| MIG/MAG (135) | Ar + 2 % CO₂ або Ar + 2 % O₂ | M12 / M13 | 12–15 л/хв |
| Піддув кореня | Ar 100 % | I1 | до витіснення повітря |
Активну добавку тримають на рівні двох відсотків не з економії: вуглець із CO₂ переходить у шов і працює проти корозійної стійкості. Чистий CO₂ на нержавійці не застосовують узагалі. Підібрати суміш під товщину допомагає калькулятор захисного газу.
Зворотний бік шва захищається окремо. Без піддуву корінь окислюється й покривається пухкою темною кіркою, яка іржавіє першою — на трубопроводах і харчовому обладнанні це неприпустимо.
Присадка
- 308L — для сталей типу 304 / 1.4301 / 08Х18Н10.
- 316L — для сталей типу 316 / 1.4401 з молібденом.
- 309L — для стику нержавійки з чорною сталлю, див. різнорідні сталі.
- 347 або 321 — коли основний метал стабілізовано титаном чи ніобієм.
Літера L у марці присадки означає те саме, що й у марці сталі: низький вуглець. Для зварних конструкцій беруть саме її.
Чистота та інструмент
Нержавійка не терпить заліза. Щітка, якою чистили чорну сталь, лишає частинки, і вони іржавіють просто на поверхні, створюючи враження, що проіржавів сам метал. Тому під нержавійку тримають окремі щітки з нержавіючого дроту, окремі круги і за можливості окреме місце.
Кольори мінливості після зварювання — це оксидна плівка. Солом’яний відтінок стерпний, синій і фіолетовий означають перегрів. На обладнанні, що працює з продуктом або в агресивному середовищі, окислену зону видаляють травильною пастою та пасивують.
Часті питання
Чому нержавійка іржавіє біля шва?
Це міжкристалітна корозія. За витримки в діапазоні приблизно 450–850 °C вуглець зв’язує хром у карбіди по межах зерен, і в цих місцях хрому не вистачає на захисну плівку. Метал лишається нержавіючим, а вузька смуга вздовж шва — уже ні. Лікується не фарбою, а тепловкладенням: що швидше зона проходить цей діапазон, то менше карбідів.
Чим 304L відрізняється від 304 при зварюванні?
Літера L означає низький вуглець — до 0,03 %. Зв’язувати в карбіди майже нічого, тому схильність до міжкристалітної корозії різко нижча. Для зварних конструкцій беруть саме L-марки або стабілізовані титаном (321), і це дешевше, ніж боротися з наслідками.
Чи обов’язково піддувати корінь аргоном?
Для відповідальних швів і для всього, що працює в агресивному середовищі чи контактує з продуктом, — так. Без захисту зворотний бік окислюється, з’являється пухка темна кірка, яка іржавіє першою. На невідповідальній конструкції без піддуву обходяться, але тоді корінь зачищають механічно.
Чому шов виходить жовтуватим або синім?
Кольори мінливості — це оксидна плівка, і її колір показує температуру. Солом’яний і золотистий ще стерпні, синій і фіолетовий кажуть про перегрів і про те, що захисний шар порушено. На харчовому та хімічному обладнанні такі кольори видаляють травленням або пастою, а не лишають як є.
Оновлено: