Якість виконання зварного з'єднання залежить від багатьох факторів, в тому числі - кваліфікації зварника, правильності вибору методу та режиму зварювання, зварювальних матеріалів.
Сварка сталей, що відносяться до класу нержавіючих, має свої особливості, пов'язані з їх характеристиками - низьку теплопровідність, підвищеним коефіцієнтом лінійного розширення і електричного опору.
Класифікація високолегованих сталей
Перш ніж приступити до питання вибору електродів для зварювання нержавійки, необхідно визначитися з самим поняттям цього матеріалу. Народна термінологія ділить все стали на два основні класи - розглянуту нержавійку і так звану чорнуху. Відомими більшості ознаками, що відрізняють нержавійку від чорнухи, є:
- зовнішній вигляд - нержавейка блискуча (хоча не завжди), без слідів окалини і корозії;
- в'язкість і менша твердість, що легко визначається зубилом, напилком, свердлом, ножівкою або абразивним кругом;
- народним методом є також проба магнітом - нержавіючої сталі не магнітиться, що також не завжди відповідає істині.
Наведеного багажу знань явно недостатньо для виконання такого відповідального з'єднання, як зварне, також неприпустимо охоплювати одним терміном численну групу сталей, що класифікуються ГОСТом як нержавіючі.
До класу нержавіючих відносяться сталі, що володіють здатністю працювати в умовах корозійно-агресивних середовищ, а ця здатність визначається наявністю легуючих елементів, в основному, хрому і нікелю.
Офіційним документом, який регламентує класифікацію нержавіючих сталей, є міждержавний стандарт ГОСТ 5632-14. Відповідно до його визначеннями долегованим нержавіючим сталям відносяться сталі з вмістом хрому не менш 10, 5% і вмістом вуглецю не більше 1, 2%, до корозійно-стійким сталям і сплавів - володіють стійкістю проти будь-яких видів корозії (хімічної, електрохімічної, межкристаллитной, корозії під напругою та інших).
Класи нержавіючої легованої сталі
Конкретне призначення і область застосування стали визначається її внутрішньою структурою - хімічним складом і типом кристалічної решітки, які в свою чергу також залежать від методу плавки, термообробки, прокатки. Аби не заглиблюватися в теорію металознавства, наведемо розподіл легованих нержавіючих сталей на структурні класи відповідно до ГОСТ 5632-14:
- мартенситний;
- мартенситних-феритної;
- феритний;
- аустенитно-мартенситний;
- аустенитно-феритний;
- аустенітний.
Структура стали багато в чому визначає і таке її технологічну якість, як зварюваність. Наявність хрому в високолегованих корозійностійких сталях визначає характерне для них поняття «межкристаллитная корозія». При зварюванні на кордоні зон термічного впливу утворюються зернисті структури карбіду хрому зі зниженою міцністю і схильністю до крихкого руйнування. Це якість багато в чому визначає спеціальні вимоги до технології зварювання даних сталей і зварювальних матеріалів для її виконання.
маркування нержавійки
Приєднуючись до народної термінології - нержавіюча сталь - розглянемо її позначення відповідно до вимог ГОСТ 5632-14. Для нержавійки позначення відповідає загальноросійської системі позначення сталей, успадкованої від радянської. Перші дві цифри позначають вміст вуглецю в сотих частках відсотка, далі послідовно буквою російського алфавіту вказується легуючий елемент і його зміст у відсотках. Якщо за буквою відсутні цифри, то зміст елемента не перевищує 1 відсоток.
Чи не перераховуючи всі хімічні елементи, наведемо позначення деяких, характерних для нержавіючих сталей: Х - хром, Н - нікель, Т - титан, В - вольфрам, М - молібден. Легуючими елементами можуть бути і неметали. У позначеннях багатьох сталей по ГОСТ 5632-14 можна побачити букви, А - азот, Г - марганець, Е - селен.
Як бачимо, позначення нержавійки несе в собі інформацію про її хімічний склад, який в основному визначає і хімічний склад застосовуваних зварювальних матеріалів.
зварювання нержавіючої сталі
Так як темою статті є електроди для зварювання нержавійки, розглянуті будуть два методи зварювання, найбільш поширені і в виробництві, і на монтажі обладнання.
Перший з них - ручна аргонодуговая зварювання (РАДС). Це один з видів зварювання в середовищі захисних газів, газом є інертний газ аргон. Зварювальний дуга створюється неплавким вольфрамовим електродом діаметром від 1, 6 до 4, 0 мм, а заповнення зварювальної ванни виконують присадочной дротом відповідної марки. Цей метод зварювання найбільш поширений якраз під час зварювання нержавіючих сталей.
Найпоширенішим, широко відомим більшості і практично універсальним методом є ручна дугова зварка плавиться (РДС). Слово «електрод» в основному асоціюється саме з цим методом.
Різноманіття марок нержавійки за хімічним складом визначає і різноманіття типів і марок електродів для її зварювання за тим же принципом. ГОСТ 5632-14 класифікує понад сто марок високолегованих сталей.
Основні типи електродів, дослівно «електродів покритих металевих для ручного дугового зварювання високолегованих сталей з особливими властивостями» встановлює інший стандарт - ГОСТ 10052-75. Його класифікація включає 49 типів електродів. Позначення типів електродів починається з букви Е і тире, за яким слід вже розглянуте нами позначення вмісту вуглецю і легуючих елементів.
Маркування електродів для зварювання
ГОСТ 10052-75 визначає саме типи електродів за хімічним складом металевого стержня.
На практиці зазвичай оперують поняттям марки електрода, яка залежить від його виробника. Один і той же тип може випускатися під різними марками, а виробник підтверджує відповідність своєї марки електродів по нержавійці типу і вимогам стандарту.
Маркування електродів повинна містити інформацію про марку і тип електрода, його діаметрі, вигляді покриття, механічних характеристиках виконаного з'єднання, допустимих просторових положеннях, роді струму - змінний або постійний і його полярності - пряма або зворотна. Для відповідальних робіт при виготовленні, збірці, монтажі або ремонті обладнання марку електродів визначають фахівці - конструктори або технологи.
Який електрод вибрати для зварювання нержавійки для домашніх або господарських потреб - виготовлення мангала або саморобної коптильні, скидний труби каналізації або вихлопної труби автомобіля - допоможе довідкова інформація з технічної літератури або ресурсів Інтернету. Правда, ця інформація буде корисною за умови наявності інформації про марку самої стали.
Деякі марки електродів
Найбільш поширеними по застосуванню і відомими багатьом по марці є корозійно-стійкі сталі аустенітного класу - 08Х18Н10, 08Х8Н10Т, 12Х18Н10Т. Багатьом відома і марка електродів для їх зварювання - ЕА-400 / 10Т або ЕА / 400 / 10У. Ця марка відповідає типу Е-07Х19Н11М3Г2Ф по ГОСТ 10052-75. Їх застосовують для зварювання труб будь-якого діаметру, при виготовленні ємностей і судин з робочою температурою до 350 ° C. Цьому ж типу відповідає дійсності та електроди марки ЦЛ-11. Їх застосовують для зварювання виробів, що працюють в агресивних середовищах з температурою до 400 ° C.
Для зварювання сталей аустенітного класу використовують і інші марки електродів. У машинобудуванні часто застосовуються електроди марки ОЗЛ-8. Вони відповідають типу Е-07Х20Н9, з їх допомогою зварюють конструкції при відсутності жорстких вимог до стійкості проти міжкристалітної корозії. Для виробів, що працюють в окисних середовищах з температурою до 650 ° C, застосовують марки ЦТ-15 і ЗІО-3, що відповідають типу Е-08Х19Н10Г2Б.
І в енергетиці, і в харчовій промисловості широко використовуються корозійно-стійкі хромисті стали мартенситного, мартенситно-феритного і феритного класів - 08Х13, 12Х13, 20Х13. Робоча температура деталей і конструкцій з них досягає 600-650 ° С. Їх зварювання виконують електродами типу Е-12х13 марки УОНИ-13 / НЖ 12х13.
Корозійно-стійкі та жаростійкі сталі тих же класів 12Х17, 08Х17Т зварюють електродами типу Е-10Х17Т марки УОНИ-13 / НЖ 10Х17Т. Жаростійкість зварного з'єднання досягає 800 ° C.