Svařování nerezu argonem – technologie, školení, video

Nerezová ocel je poměrně obtížný materiál pro svařování. Použití svařování s argonovým chlazením však umožňuje získat rovnoměrný a vysoce kvalitní šev spojující díly z nerezové oceli. Je nutné začít trénovat v tomto procesu seznámením se s různými vlastnostmi této slitiny, kterou je obtížné spojit. Náš článek vám představí nejen to, co je argonové svařování nerezové oceli, ale také vlastnosti a technologii práce.

Základy argonového svařování nerezové oceli

Nerezové oceli se liší od obvyklých antikorozních vlastností, které získaly přidáním chrómu (až 20%), niklu, manganu, molybdenu a dalších složek do kompozice. Tyto nečistoty dávají kovu různé vlastnosti a výkon. V důsledku toho to vede k potížím při argonovém svařování nerezové oceli.

Hlavní vlastnosti nerezové oceli jsou:

1. Tepelná vodivost – je dvakrát menší než u nízkouhlíkových ocelí. Odtok tepla z místa argonového svařování nastává velmi pomalu, v důsledku čehož může dojít k přehřátí pracovního prostoru, možnému vyhoření. Proto musí být svařovací proud o 20 % menší než při práci s jinými ocelmi.
2. Koeficient lineární roztažnosti nerezové oceli je vysoký. V souladu s tím bude změna délky výrobku během ohřevu významná, což může vést k jeho deformaci nebo prasknutí.

Aby se tomu zabránilo, je nutné vytvořit dostatečně velké mezery mezi spojovanými díly, zvláště velkými.

Důležitou vlastností nerezové oceli je ztráta antikorozních vlastností na spoji při zahřátí na teploty nad +500 °C. Důvodem je vznik karbidů na hranici zrn, které přebírají roli anod. Vedou ke zvýšení rychlosti mezikrystalové koroze slitin.

Doporučené články o kovoobrábění

K ochraně nerezové oceli před přehřátím při svařování se používá metoda argonového chlazení. A u chromniklových slitin – technologie rychlého chlazení švu.

Výhody argonového svařování nerezové oceli

Při výběru možnosti svařování nerezové oceli má svařování argonem řadu výhod, které jsou dány technologií, a to:

• Pro získání hladkého švu s rovnoměrným pronikáním do celé hloubky je nutné chránit kov během provozu před vystavením vzduchu. To pomáhá, aby argon vytvořil zvláštní atmosféru kolem pracoviště a vytlačil N₂ a O₂.
• Tato metoda pomáhá spojovat složité díly beze změny jejich konfigurace kvůli nízké tepelné vodivosti nerezové oceli. Pouze malá oblast v blízkosti švu je vystavena zahřívání. To je na jednu stranu dobře, ale na druhou stranu se musí jednat velmi opatrně, aby nedošlo k popálení.
• Připojení je dostatečně rychlé, protože teplota oblouku je vysoká.

Kromě výhod má svařování argonem také nevýhody. Vyžaduje složité a drahé vybavení a také určité pracovní zkušenosti, znalost materiálu a procesu.

Jak nastavit argonové svařování na nerezové oceli: nuance přípravy

Důležitou fází, která ovlivňuje konečný výsledek, je proces přípravy nerezové oceli pro následné argonové svařování:

1. Okraje dílů pečlivě zpracujte kovovým kartáčem, brusným papírem nebo proveďte automatické broušení.
2. Odmastěte acetonem, alkoholem nebo benzínem.
3. Uspořádejte díly, které se mají svařovat, s dilatační spárou.
4. Při práci na tenké nerezové oceli zahřejte okraje dílů na +200 . +300 °C. To pomůže snížit napětí kovu a vyhnout se prasklinám.

Dalším krokem je výběr výplňového materiálu nebo drátu. Mělo by v něm být více legujících přísad než v nerezu určeném ke svařování. Průřez drátu se volí na základě tloušťky spojovaných dílů.

Technologie argonového svařování netavitelnou wolframovou elektrodou

Pomocí wolframové elektrody spojuje argonové svařování díly s tenkými stěnami (tenkostěnné). Tato metoda se nazývá svařování TIG.

Pro práci se používají dva typy zařízení: stejnosměrný nebo střídavý proud. Argon je přiváděn přes hořák s vloženou wolframovou elektrodou. Šev je vytvořen roztavením přídavného drátu, který je přiváděn ručně. Hořák se také pohybuje ručně a drží jej přísně pod úhlem 70–80 ° ke švu.

Pohyb hořáku je po spojovací čáře, bez příčných pohybů. Tímto způsobem se vytvoří stabilní svarová lázeň, která vylučuje vnikání vzdušného kyslíku a jeho interakci s kovem. Doporučuje se současně dodávat argon z přední i zadní strany švu. I přes vyšší spotřebu plynu bude kvalita připojení vyšší.

Elektroda nesmí přijít do kontaktu s povrchem z nerezové oceli. K zapálení oblouku se používají uhlíkové nebo grafitové desky a poté se přenese na kov. To se provádí, aby se zabránilo roztavení elektrody a nepřítomnosti stop na svaru.

Důležitou fází práce je nastavení svařovacího stroje. Ukažme si to na příkladu spojování dílů o tloušťce 1 mm. Používá se stejnosměrný proud s přímou polaritou (na elektrodu je přiloženo „+“ a na součásti „-“). Proud se volí od 30 do 50 A s napětím do 28 V. Práce se provádějí rychlostí 12 až 28 cm za minutu. Během této doby se spotřebuje 3 až 5 litrů argonu. Přídavný drát se volí v závislosti na různých podmínkách o průměru 0,8 až 1,6 mm.

Úhel hořáku je od 70° do 80°, úhel podávání drátu je od 10° do 15°. Pro zlepšení kvality svaru a zvýšení životnosti wolframové elektrody je argon zablokován 10–15 sekund po zastavení práce. V tomto případě se šev a elektroda rychleji ochladí a spotřeba argonu se mírně zvýší.

Poloautomatické argonové svařování nerezové oceli

Poloautomatické argonové svařování značně zjednodušuje proces, zvyšuje jeho rychlost a také zlepšuje kvalitu svaru. Častěji se pro spojování dílů velké tloušťky používá poloautomatické zařízení.

Argonové svařování nerezové oceli pomocí poloautomatického zařízení má několik funkcí:

• použití drátu obsahujícího nikl;
• spotřeba oxidu uhličitého spolu s argonem při spojování silných dílů – okraje švu jsou smáčeny plynem, což snižuje teplo, což vede ke změkčení celého procesu;
• použití tří způsobů připojení: krátký oblouk, technologie sprejového přenosu nebo pulzní metoda.

Předpokládá se, že největší kontrola procesu nastává při pulzním svařování, kdy je drát přiváděn do pracovní oblasti v nárazech. Zároveň se snižuje jeho spotřeba, což je důležité kvůli vysoké ceně. Kovová topná plocha je zmenšena. Snižuje rozstřikování.

To vede ke zkrácení doby následného dokončení povrchů v blízkosti svaru, protože nedochází k rozstřiku roztaveného kovu.

Použití dalších dvou metod je omezeno tloušťkou spojované nerezové oceli. Pro svařování dílů velké tloušťky se používá tryskový přenos, pro tenké výrobky se používá krátký oblouk.

Jaké zařízení se používá pro argonové svařování nerezové oceli

Pro argonové svařování nerezové oceli potřebujete:

• Invertorový zdroj svařovacího proudu (svařovací invertor) – je zdrojem energie pro svařovací oblouk, zajišťující jeho stabilní spalování. Jeho výběr závisí na rozsahu práce a vlastnostech kovu. Odborníci doporučují pro nerezovou ocel používat zdroj, který pracuje s usměrněným proudem.

• Oscilátor je elektronické zařízení, které udržuje a stabilizuje svařovací oblouk při použití nekonzumovatelné wolframové elektrody.
• Hořák a vodivá sestava – obsahuje plynovou trysku a nekonzumovatelnou elektrodu.
• Argon nebo jeho směsi s jinými plyny – je dodáván z lahví, kde je pod tlakem.
• Nekonzumovatelné elektrody – v současnosti jsou na trhu hojně zastoupeny elektrody pro argonové svařování nerezové oceli, odolné vůči korozi. Výběr závisí na švu a vlastnostech materiálu.
• Přídavný drát – vybírá se v závislosti na jakosti nerezové oceli.
• Overal – župan, palčáky a maska. Stejně tak nástroje na zpracování nerezové oceli – odmašťovač a kovový kartáč.

Nastavení stroje a jemnosti argonového svařování nerezových trubek

Vytvoření potrubí z nerezové oceli vyžaduje spojení jejích částí. Charakteristickým rysem takových svařovacích prací je potřeba chránit šev plynem uvnitř potrubí.

Pro tento účel použijte metodu ucpání jednoho konce připojené trubky improvizovanými materiály:

• papír;
• pěnová guma;
• guma;
• plátno atd.

Trubka potřebná pro přívod argonu se zasune do zátky. Poté je konstrukce zajištěna páskou. Argon se dodává pod nízkým tlakem, který se zjišťuje vizuální kontrolou. Hlavním kritériem je nepřítomnost roztaveného kovu ve vzduchu vyfukovaném z potrubí.

Domácí, ale pohodlný design pomůže k tomu, aby byl svar rovnoměrný a vysoce kvalitní.

Pro připojení nerezové oceli o tloušťce 3 mm se zařízení nastaví na proud 65 A. Svaření kráteru švu by mělo trvat 3 sekundy. A dodávka argonu po dokončení práce je 4 sekundy.

Závěrečná doporučení odborníků na argonové svařování nerezové oceli

Použití argonového svařování pro nerezovou ocel vyžaduje zkušenosti a znalosti, které lze získat od specialistů v tomto oboru – profesionálních svářečů.

Zde jsou některá z jejich doporučení:

1. Musíte pracovat a držet elektrodu v nejmenší vzdálenosti od kovu, ale bez dotyku. Vznikne tak nejmenší možný oblouk. To se provádí za účelem zlepšení kvality švu. Protože dlouhý oblouk nezahřeje šev do hloubky, v důsledku toho se roztáhne.
2. Je nutné podávat drát rovnoměrně a snažit se ho udržet v zóně působení argonu. To pomůže zabránit oxidaci při ručním argonovém svařování.
3. Kvalitu penetrace lze posoudit podle tvaru průhybů vzniklých tavením přídavného drátu. Tvar protažený podél švu svědčí o dobré kvalitě. A kruhový nebo oválný přítok vypoví o nedostatečné nebo neúplné penetraci.
4. Postupně snižujte množství proudu, blížíte se ke konci švu. Je nutné se vyvarovat prudkého přerušení oblouku, aby se zvýšila úroveň ochrany horkého svaru a tím i jeho kvality.

Metoda argonového svařování, i když je považována za složitou, není. Není to o moc těžší než obvykle. Dá se zvládnout za poměrně krátkou dobu a profesionalita přijde se zkušenostmi. Náklady na dodatečné vybavení se více než vyplatí se schopností kromě nerezové oceli vařit i měděné, hliníkové nebo bronzové díly a také jejich slitiny.

Svařování nerezové oceli, která využívá argon jako ochranný plyn, je jednou z nejběžnějších technologií pro získání vysoce kvalitních a spolehlivých spojů dílů vyrobených z takové oceli.

Použití argonu při svařování nerezové oceli umožňuje získat vysoce kvalitní svary

Než se začnete učit tento proces, měli byste se seznámit s vlastnostmi této slitiny, které z ní činí obtížně svařitelný materiál.

Nerezová ocel je kov, který úspěšně odolává korozním procesům. K tomu slouží legující přísady, z nichž hlavní je chrom (u některých druhů nerezové oceli to může být až 20 %). Do různých typů takové oceli lze jako legující prvky přidávat také titan, nikl, molybden atd. Tyto přísady kromě antikorozních vlastností dodávají nerezové oceli řadu dalších nezbytných fyzikálních a mechanických vlastností.

Nerezová ocel má kromě výjimečných antikorozních vlastností atraktivní povrchový vzhled. Často proto není ani pokryta barvou. Z toho vyplývají další požadavky na kvalitu svaru: musí být nejen spolehlivý, ale také přesný.

Svařovací práce s nerezem a získávat spoje splňující ty nejpřísnější požadavky může provádět pouze specialista, který má nejen potřebné znalosti technologie, ale i dostatečné zkušenosti v tomto oboru. To znamená, že k tomu, abyste se naučili svařovat nerezovou ocel v argonovém prostředí, nestačí pouze sledovat video takového procesu – potřebujete také praktické lekce.

Jaké jsou výzvy svařování nerezové oceli?

Složitost svařování nerezové oceli se vysvětluje vlastnostmi tohoto kovu, které jsou mu dány legujícími přísadami. Nerezová ocel má ve srovnání s měkkou ocelí nižší tepelnou vodivost (dvakrát nižší), což je negativní faktor pro svařování. Vzhledem k nízké tepelné vodivosti kovu se vysoká teplota soustředí v místě, kde je spojení provedeno, a nebude z něj aktivně odstraňována. To může způsobit přehřátí oblasti spoje a dokonce propálení kovu. Proto technologie svařování nerezové oceli zajišťuje snížení svařovacího proudu: jeho hodnota se volí o 20 % nižší než při svařování konvenčních ocelí.

Poloautomatický svařovací displej s digitální indikací provozního proudu a napětí

Další charakteristikou nerezové oceli, kterou je nutné při svařování brát v úvahu, je zvýšený koeficient lineární roztažnosti a v důsledku toho výrazné lineární smršťování. Právě tato vlastnost nerezové oceli vede k tomu, že části z ní vyrobené během svařování podléhají výrazným deformacím, což často vede ke vzniku trhlin na jejich povrchu. Vzhledem k tomu by měla být mezi spojovanými obrobky ponechána větší mezera, která kompenzuje deformační procesy.

Nerezová ocel se vyznačuje zvýšeným elektrickým odporem, který má velmi negativní vliv na svařování, pokud je prováděno elektrodou z vysoce legované oceli. Taková elektroda, která má navíc vysoký elektrický odpor, se začne velmi zahřívat. To vede ke zhoršení kvality vytvořeného svaru. Pokud se chystáte svařovat nerezovou ocel s takovými elektrodami, měli byste používat produkty minimální délky.

Prasklina ve svaru je nejnebezpečnější vadou vedoucí k selhání konstrukce.

Při nedodržení správných tepelných podmínek při svařování nerezové oceli může tato slitina ztratit své antikorozní vlastnosti.

To je vysvětleno následovně. Při výrazném zahřátí (přes 500 stupňů) se na hranicích krystalických zrn kovu začnou tvořit karbid chrómu a železa. Takže tam jsou ohniska výskytu a dalšího šíření koroze. Aby se předešlo tomuto negativnímu jevu, který se nazývá mezikrystalová koroze, je nutné nerezové díly velmi rychle zchladit ihned po dokončení svařování. Tato metoda je však účinná pouze v případě, že svařujete nerezovou ocel skupiny chrom-nikl.

Jak připravit díly z nerezové oceli pro svařování

Pro získání vysoce kvalitního a spolehlivého spojení v důsledku argonového obloukového svařování výrobků z nerezové oceli je nutné řádně připravit jejich povrchy. Takové zpracování se příliš neliší od přípravy pro svařování dílů z jiných kovů v prostředí argonu a spočívá v následujícím.

Nerezová trubka připravená pro svařování s brusnou hlavou

• Okraje spojovaných obrobků musí být očištěny na kovový lesk, k čemuž se používá kovový kartáč nebo bruska.
• Po vyčištění se hrany dílů odmastí acetonem nebo leteckým benzínem, což je nutné provést pro zajištění stability oblouku a zlepšení kvality svaru.
• Při přípravě obrobků ke spojení pro svařování by v nich měla být zajištěna zvýšená mezera, která kompenzuje deformační procesy.

Při přípravě nerezových výrobků pro svařování prováděné v argonovém prostředí je velmi důležité zvolit správný přídavný materiál.

Kromě průměru plnicího drátu je nutné dbát na jeho složení. Stupeň legování takového drátu musí překročit odpovídající ukazatel pro kov, ze kterého jsou vyrobeny obrobky, které mají být spojeny.

Druhy svařovacího drátu pro nerezovou ocel

Argonové svařování nerezové oceli pomocí wolframové elektrody

Svařování nerezové oceli v ochranné atmosféře argonu se používá především v případech, kdy je potřeba spojovat díly malé tloušťky. Tato technologie vám umožňuje získat vysoce kvalitní a spolehlivé spojení s krásnými a čistými svary.

V ochranném prostředí argonu se nejčastěji provádí svařování nerezových trubek sloužících k dopravě různých kapalných a plynných médií. Kvalita svarů získaných touto technologií umožňuje její použití pro spojování částí potrubí provozovaných pod vysokým tlakem.

Argonové elektricky svařované nerezové potrubí

Argonové obloukové svařování, prováděné nekonzumovatelnou wolframovou elektrodou, lze provádět střídavým nebo stejnosměrným proudem se stejnosměrnou polaritou. Hlavním pracovním orgánem takového svařování je hořák, ve kterém je upevněna elektroda az jehož trysky je přiváděn proud argonu. Svar je tvořen přídavným drátem přiváděným ručně do zóny hoření svařovacího oblouku. Všechny pohyby hořáku jsou také prováděny ručně.

Na rozdíl od konvenční technologie elektrického oblouku nekonají při svařování v argonu elektroda a přídavný drát příčné pohyby – pohybují se pouze podél osy vytvářeného svaru.

To se provádí proto, aby nedošlo k odstranění svarové lázně z ochranného pásma argonu (negativně to ovlivní kvalitu spoje). Je třeba se také postarat o ochranu před okolním vzduchem rubové strany švu, která je rovněž foukaná argonem. Spotřeba plynu se tím samozřejmě zvyšuje, ale kvalita všech částí svaru bude vysoká.

Poloha hořáku pro svařování TIG

Aby nedošlo ke znečištění povrchů spojovaných obrobků a nedošlo k roztavení konce wolframové elektrody, nesmí se ani při zapálení oblouku dotýkat základního kovu. Proto technologie svařování v argonovém prostředí pomocí wolframové elektrody spočívá v použití speciální desky z grafitu nebo uhlí k zapálení oblouku. Teprve po zapálení na takové desce se svařovací oblouk opatrně přenese na nerez. Tento proces je dobře demonstrován, jehož implementaci se musí naučit začínající specialista, školicí video.

Pro vyloučení oxidace zahřáté elektrody a nově vytvořeného svaru by se neměl přívod argonu vypínat ihned po ukončení svařování, ale po 10–15 sekundách. To bude mít malý vliv na spotřebu plynu, ale zvýší se tím životnost elektrody a zlepší se kvalita svaru.

Svařování poloautomatem

Poloautomatické svařování, vyráběné v argonovém prostředí, může výrazně zvýšit produktivitu práce. Touto technologií lze spojovat nerezové díly i značné tloušťky. Technologie poloautomatického svařování v argonovém prostředí spolu s vysokou produktivitou umožňuje získat spoje vysoké kvality, spolehlivosti a atraktivního vzhledu.

Režim svařování příruba-trubka: hořák v 11 hodin, směr otáčení ve směru šipky

Existuje několik nuancí poloautomatického svařování nerezové oceli, které je třeba vzít v úvahu při práci. Svařovací drát pro zlepšení kvality vytvořeného spoje musí nutně obsahovat nikl ve svém složení. Pokud je nutné svařovat díly velké tloušťky, pak se do složení ochranného plynu kromě argonu přidává oxid uhličitý, který zajišťuje lepší smáčení okrajů švu.

Poloautomatické svařování nerezové oceli v ochranném argonovém prostředí lze provádět několika technologiemi – pomocí:

• krátký oblouk;
• tryskový přenos;
• pulzní režim.

Nejkontrolovanější je technologie využívající pulzní režim. V tomto případě je svařovací drát přiváděn do zóny oblouku v krátkých pulzech. To umožňuje minimalizovat rozstřikování roztaveného kovu, snížit tepelně ovlivněnou oblast na základním kovu a snížit spotřebu drahého svařovacího drátu. Zpracování hotového švu a přilehlého povrchu pomocí této technologie zabere minimum času, protože na nich prakticky nejsou žádné stříkance kovu.

Jet transfer dokáže svařovat tlusté díly, zatímco krátký oblouk je vhodnější pro spojování tenkých obrobků. Lepší seznámení s funkcemi těchto technologií umožňují video.