Nerezová ocel je snad nejběžnějším druhem kovu, se kterým se v běžném životě potýkáte. Vyrábí se z něj umyvadla, vany, trubky, různé nádoby, nádobí atd. Z tohoto druhu oceli jsou také vyrobeny části mnoha mechanismů a části karoserie automobilů. Proto je svařování nerezové oceli doma vždy relevantní. V tomto článku se podíváme na problémy a příležitosti takové práce.
Obsah
- Co znesnadňuje svařování nerezové oceli?
- Jak snížit rizika
- Svařovací příprava
- Zařízení a materiály
- Ruční obloukové svařování obalenou elektrodou (MMA)
- RESANTA SAI-220
- RESANTA SAI-250
- Ruční svařování nerezové oceli v argonu (TIG)
- RESANTA SAI-230AD
- Resanta SAI-200AD
- Poloautomatické svařování nerezové oceli (MIG/MAG)
- RESANTA SAIPA-165
- RESANTA SAIPA-220
- Jak vařit tenkou nerezovou ocel
- Zpracování svarových švů
- Závěr
- Vlastnosti invertorového zařízení
- Metody svařování nerezových dílů
- Výběr svařovacích elektrod
Co znesnadňuje svařování nerezové oceli?
- Tento typ oceli má nízký součinitel tepelné vodivosti, což zvyšuje riziko přehřátí svarové lázně a propálení kovu.
- Porušení podmínek svařování a přehřátí spouští proces mezikrystalové koroze, což vede k rychlé destrukci spoje.
- Vzhledem k vysokému koeficientu roztažnosti se při zahřívání nerezové oceli mohou objevit praskliny nebo se může výrobek zdeformovat.
- Zvýšený elektrický odpor nerezové oceli vyžaduje rychlé a intenzivní zahřívání elektrod, což způsobuje jejich rychlejší vyhoření.
Jak snížit rizika
- Veškeré práce by měly být prováděny při sníženém proudu (asi o 20 % nižším než u běžné oceli).
- Dodržujte režim svařování, vyvarujte se přehřátí kovu (až do 500 °C).
- Při víceprůchodovém svařování je nutné nechat předchozí vrstvu vychladnout.
- Pečlivě vybírejte elektrody a výplňový materiál (podle velikosti a složení).
- S ohledem na tepelnou roztažnost při spojování dílů před svařováním ponechte mezeru, jejíž šířka bude záviset na tloušťce kovu (ale ne více než 2 mm).
- Použijte měděnou podložku k rozptýlení přebytečného tepla v oblasti svařování.
- Díly na svařování dobře připravte.
Svařovací příprava
Povrch svařovaných dílů je nutné důkladně mechanicky očistit a odmastit. Hrany silnější než 4 mm musí být zbroušeny pod úhlem 45°, aby se vytvořil spoj ve tvaru V. Aby se součásti během provozu nehýbaly, je třeba na několika místech lehce uchopit spojovací vedení. Předehřev dílů na 150 °C snižuje teplotní rozdíl v kovu.
Zařízení a materiály
Pro práci s nerezavějící ocelí je zapotřebí zařízení invertorového typu. Může se jednat o invertor pro obloukové svařování obalenou elektrodou (MMA), ruční argonové svařování (TIG), poloautomatické MIG/MAG nebo univerzální zařízení pro všechny režimy. Hlavní věc je, že invertorový přístroj je schopen poskytnout stabilní oblouk při poklesu proudu.
Pro svařování argonovým obloukem a poloautomatické svařování budete kromě invertoru potřebovat plynové vybavení: hořák, hadice, plynovou láhev (argon, oxid uhličitý) a redukci.
Jako přídavný materiál pro TIG svařování se používají wolframové elektrody a přídavná tyč, pro poloautomat MIG/MAG – cívka přídavného drátu.
Pro ruční svařování nerezové oceli metodou MMA je důležité používat speciální třídy tyčových elektrod pro vysoce legované oceli. Při výběru se bere v úvahu složení svařovaného kovu a parametry svařování. Na obalech elektrod jsou zpravidla uvedeny všechny potřebné vlastnosti: účel, typ a tloušťka povlaku, průměr, polarita atd. GOST 10052-75 vám pomůže vybrat správnou značku.
Povaha svařovacího procesu a jeho výsledky budou záviset na zvolené technologii. Pojďme se na ně podívat podrobněji.
Ruční obloukové svařování obalenou elektrodou (MMA)
Nejjednodušší a nejdostupnější technologie. Svar vzniká roztavením kovu hran a elektrody, ideálně by tedy měly složením odpovídat. Během spalování uvolňuje povlak elektrody látky nezbytné k ochraně svarové lázně před oxidací.
Svařování obalenou elektrodou je doprovázeno tavným rozstřikem a hojnou tvorbou strusky. Elektroda musí být vedena podél linie kloubu bez oscilačních pohybů po šířce. V takových podmínkách svářeči pomáhají doplňkové funkce invertoru, jako je síla oblouku. Šev po svařování MMA obsahuje velké množství strusky a okují. Musí být důkladně vyčištěn a ošetřen, aby se zabránilo korozi. Výhodou metody je možnost provádět práci na těžko dostupných místech a v jakékoli poloze. Touto metodou se však nedoporučuje vařit tenké (méně než 3 mm) a kritické struktury.
RESANTA SAI-220
- Výkon, W 6600
- Rozsah regulace svařovacího proudu, A 10 – 220
- Hmotnost, kg 4.4
RESANTA SAI-250
- Výkon, W 7700
- Rozsah regulace svařovacího proudu, A 10 – 250
- Hmotnost, kg 6.5
Ruční svařování nerezové oceli v argonu (TIG)
Pracuje v režimu DC/AC. Oblouk hoří mezi kovem a nekonzumovatelnou wolframovou elektrodou. Šev je vytvořen jemným natavením okrajů dílů a výplňové tyče, která se podává ručně. Složení tyče musí odpovídat složení svařovaného materiálu.
Ochrana svarové lázně argonem vycházejícím z hořáku zabraňuje tvorbě jisker a strusky. Plyn se uvolní před zapálením oblouku a uzavře se 15–20 sekund po zhasnutí. To ochrání šev před oxidací a elektrodu před předčasným zničením. Tato technologie je nepostradatelná pro svařování tenkých konstrukcí, kde je důležitá precizní přesnost svaru, vysoká spolehlivost a těsnost.
RESANTA SAI-230AD
- Výkon, W 6900
- Rozsah regulace svařovacího proudu, A 10 – 230
- Hmotnost, kg 10.8
Resanta SAI-200AD
- Účinnost 80 %
- Rozsah regulace svařovacího proudu, A 15 – 200
- Hmotnost, kg 10.8
Poloautomatické svařování nerezové oceli (MIG/MAG)
Provádí se pomocí plnicí drátové elektrody, která je automaticky přiváděna z hořáku za doprovodu plynu. Oxid uhličitý se často používá jako ochrana, ale pro kritické konstrukce je zapotřebí argon nebo směs 70 % argonu a 30 % oxidu uhličitého. Materiál drátu je nerezová ocel, jeho průměr se volí podle tloušťky svařovaných dílů.
Poloautomatické stroje umožňují svařování v různých technologických režimech. Například tlusté díly jsou svařovány metodou tryskového přenosu, zatímco tenké díly jsou svařovány krátkým obloukem. Univerzální jsou v tomto ohledu přístroje s možností pulzního svařování. V režimu pulzního proudu dochází k rovnoměrnému přenosu kapiček kovu do svaru bez přímého kontaktu přísady se svarovou lázní. Tato metoda umožňuje zabránit přehřátí při jakékoli tloušťce produktu.
Obecně platí, že poloautomatické svařovací stroje mají maximální produktivitu. Ochrana proti plynům eliminuje rozstřik a strusku z tání a snižuje riziko koroze.
RESANTA SAIPA-165
- Výkon, W 6600
- Rozsah regulace svařovacího proudu, A 10 – 160
- Hmotnost, kg 9.9
RESANTA SAIPA-220
- Výkon, W 9200
- Rozsah regulace svařovacího proudu, A 15 – 220
- Hmotnost, kg 12.6
Jak vařit tenkou nerezovou ocel
Nejlepší způsob, jak spojit tenké výrobky z nerezové oceli, je ruční svařování argonem. Pokud však existuje velké množství práce zahrnující dlouhá připojení, bude optimální poloautomatický stroj. Metodou MMA lze svařovat i díly o tloušťce větší než 2 mm. V každém případě je důležité dodržovat řadu pravidel:
- nevyvrtávejte hrany o tloušťce menší než 3 mm;
- provést předběžné spojení dílů na několika místech podél linie spoje;
- umístěte měděnou desku pod místo svařování, abyste odstranili přebytečné teplo;
- průměr elektrody a přísad musí odpovídat tloušťce produktu;
- elektroda se musí pohybovat rychle, aby nedošlo k roztavení kovu;
- neprovádějte oscilační pohyby.
Zpracování svarových švů
Oblast svařování je slabá oblast s rizikem koroze a mechanického selhání. Ošetření švů pomůže posílit „imunitu“ svařované konstrukce. V závislosti na použité metodě svařování a požadovaném výsledku může zahrnovat operace jako:
- Mechanické broušení – odstraní se vrchní vrstva oxidu, odstraní se nerovnosti a barevná nehomogenita. Můžete použít brusku s brusným kotoučem, brusku atp.
- Leštění – povrch se stává hladkým a pevným, méně náchylným na vnější faktory. Doma použijte vulkanitový kotouč, leštící pastu a plsť.
- Leptání – odstranění oxidových a barevných skvrn pomocí kyselin (sírová nebo chlorovodíková) a louhů (tavenina louhu). Existují i speciální gely, pasty a spreje.
Závěr
Svařování nerezové oceli není pro amatérského svářeče nejjednodušší. Bude to vyžadovat trpělivost, rozvoj dovedností a analýzu chyb. Musíte mít zájem a touhu samostatně řešit problémy s opravami kovů v domácnosti.
Hlavní věc je vybrat zařízení, které vám umožní nejen naučit se svařování, ale také zlepšit vaše dovednosti.
Svařovací invertor umožňuje provádět poměrně složité operace. Mezi nimi je svařování nerezové oceli s invertorem. Pojďme se podívat na nuance.
Přítomnost svařovacího invertoru (kompaktní a snadno použitelné zařízení) doma umožňuje domácímu řemeslníkovi provádět poměrně technicky složité operace. Mezi nimi je svařování nerezové oceli s invertorem. Pochopíme nuance tohoto typu svařování.
Vlastnosti invertorového zařízení
Konvenční svařovací stroje generují vyšší svařovací proudy díky vysoké spotřebě energie. V domácích podmínkách je to nejen ekonomicky nerentabilní, ale také nebezpečné pro konvenční elektrické sítě, jejichž spouštěcí stroje jsou zpravidla navrženy pro proudy nepřesahující 20-30 A.
Jakýkoli svařovací invertor pro svařování nerezové oceli zajišťuje zvýšení proudu na požadované hodnoty v důsledku translační inverze (konverze) původní proudově-napěťové charakteristiky nosiče energie. Zpočátku se do primárního okruhu střídače dostává počáteční střídavý proud o napětí 220 V, který je následně přeměněn na stejnosměrný proud. Poté se v sekundárním obvodu provede inverzní transformace, při které se frekvence proudu výrazně zvýší a napětí naopak klesne. K takové transformaci dochází automaticky, podle kritéria stability svařovacího oblouku. V tomto případě se proudová síla zvýší na 150-200 A (konkrétní hodnoty jsou určeny výkonem měniče).
Technickou vlastností invertování je ohřev pracovních desek, který je nevyhnutelný kvůli přirozeným ztrátám energie. Skutečná účinnost jakéhokoli svařovacího invertoru proto nepřesahuje 85-90% a samotná jednotka se během provozu výrazně zahřívá. Dlouhodobé svařování s invertorem tedy není možné a každý model se vyznačuje určitou hodnotou parametru PV (trvání). U většiny modelů se hodnota pracovního cyklu pohybuje v rozmezí 35-60% a pasové charakteristiky vždy udávají přípustnou dobu nepřetržitého provozu zařízení. Ze stejných důvodů konstrukce svařovacích invertorů vždy zajišťuje účinné větrání pracovních okruhů.
Invertor pro svařování nerezové oceli by tedy měl mít následující sadu možností:
- Přítomnost režimu “Forcing”, který umožňuje krátce snížit provozní napětí na oblouku a zároveň zvýšit sílu svařovacího proudu.
- Hodnota PV, která by neměla být nižší než 40 %.
- Délka propojovacího kabelu není větší než 5-6 m, protože jinak se prudce zvyšují neproduktivní výkonové ztráty a samotný kabel se přehřívá.
- Největší možný rozsah provozních hodnot vstupního napětí, minimální i maximální: na tom bude záviset stabilita invertorového svařování nerezové oceli.
Před použitím / zakoupením svařovacího invertoru se doporučuje prostudovat návod k zařízení. Zejména některé modely, které mají pouze jednu kombinovanou elektronickou desku, nebudou schopny pracovat s nerezovou ocelí ve vysoké kvalitě.
Metody svařování nerezových dílů
Pokud nebereme v úvahu průmyslové poloautomatické instalace, pak je invertorové svařování nerezové oceli možné dvěma způsoby – svařováním nekonzumovatelnou wolframovou elektrodou (tzv. proces TIG) a konvenčním svařováním (proces MMA). Zároveň je třeba připomenout, že nerezová ocel se od běžných ocelí liší nižší tepelnou vodivostí, vysokou tepelnou roztažností a také nižším bodem tání. Z toho vyplývá, že úspěšné svařování nerezové oceli jakékoli jakosti je možné pouze tehdy, je-li předehřátá. Toto pravidlo neplatí pro nízkouhlíkové nerezové oceli, stejně jako díly o tloušťce menší než 25-30 mm.
Řezání hran, stejně jako jejich čištění od mastnoty a olejových skvrn, se provádí stejným způsobem jako u všech ostatních jakostí oceli. Důležitější je zvolit správný režim svařování, pro který jsou dodržována následující pravidla:
- Kvůli nebezpečí povrchového přehřátí nerezové oceli musí být svařovací proud co nejnižší a rychlost elektrody podél svařovaného povrchu co nejvyšší. Je lepší projet stejným místem opakovaně, než zpomalovat rychlost elektrody
- Aby se zabránilo přehřívání svařovaných dílů z nerezové oceli, je na opačnou stranu švu umístěn silný hliníkový nebo měděný plech. Povrch této desky by měl být před dalším průchodem důkladně očištěn.
- Používá se pouze obrácená polarita svařovacího proudu.
- Vzhledem k tomu, že místo svaru není chráněno před aktivní oxidací vzdušným kyslíkem, ihned po svařování, po odstranění otřepů a strusky, je ošetřeno antikorozními pastami. Pasta se udržuje na povrchu po dobu nejméně 30 minut, poté se smyje vodou.
- Vzhledem k vysoké tepelné vodivosti nerezové oceli se mezera mezi svařovanými díly zvětší na 1-2 mm.
- Volba technologického režimu invertorového svařování nerezové oceli se nastavuje v závislosti na tloušťce svařovací elektrody. U nejběžnější elektrody o průměru 33 mm je proud nastaven v rozmezí 75-90 V, přičemž je důležité, aby napětí oblouku nepřesáhlo 30 V.
Krátký oblouk při svařování nerezové oceli doma je určen vzdáleností mezi elektrodami: měla by být asi polovina průměru elektrody. Právě v tomto případě lze dosáhnout maximální hloubky průniku materiálu při minimální šířce svaru. Současně je také dosaženo zlepšené ochrany svarové lázně před vzdušným kyslíkem.
Praktická závislost mezi hlavními složkami proudově-napěťových charakteristik svařovacího oblouku je uvedena v tabulce.
Je třeba poznamenat, že tímto způsobem je vhodné svařovat pouze vodorovné spoje. U koutových spojů je invertorové svařování krátkým obloukem prakticky možné, pokud jsou kořenové svary umístěny dole.
Jak vařit nerez s invertorem doma? Nejlepší je nejprve cvičit na tenkém plechu: to je nejjednodušší způsob, jak se naučit rychle pohybovat elektrodou po svařovaných plochách a dosáhnout požadované přímosti švu.
Výběr svařovacích elektrod
Tradičně obalené elektrody nejsou vhodné pro svařování nerezové oceli: lze je svařovat pouze stejnosměrným obloukem. Rutilové elektrody kromě své zvýšené univerzálnosti také zabraňují rozstřikování tekutého kovu mimo zónu svaru. To zlepšuje jeho kvalitu a poskytuje potřebnou bezpečnost pro svářeče. Elektrody z nerezové oceli pro invertor by měly plně poskytovat následující výhody:
- Při pulzním svařování s malým PV klesá přenos tepla na povrch součásti;
- Síla vynaložená na svařování je snížena;
- Materiál se ekonomicky spotřebovává a snižuje se pracnost čištění povrchu svaru;
- Délka a hloubka tepelně změněné zóny je zmenšena, což je zvláště důležité pro svařování tlustých plechů.
Při absenci jakýchkoliv speciálních požadavků na kvalitu svaru jsou pro invertorové svařování na nerezové oceli vhodné elektrody značek OZL-8 nebo TsP-11. Výhodnější je však pracovat s elektrodami značek OK-45 nebo MP-3. Vzhledem k nízké afinitě s kovem nerezových ocelí zanechávají po použití takové elektrody na povrchu strusku, která po ochlazení zkřehne a pak se snadno oddělí od povrchu.
Jak vařit nerez s invertorem? Začínající svářeči se domnívají, že se zvýšením průměru svařovací elektrody se zvýší produktivita procesu. Ale to platí pouze pro práci s tlustými plechy. V ostatních případech se doporučuje pro práci brát elektrody co nejmenšího průměru. Jak ukazuje výše uvedená tabulka, na oblouk je přiváděno nejvyšší napětí, což přispívá ke stabilitě jeho hoření.
Při použití invertoru je také důležité naučit se správně nastavit svařovací elektrodu vzhledem k povrchu spojovaných výrobků. Nejlepší podmínky pro pohyb elektrody jsou vytvořeny při úhlu sklonu k oblouku v rozmezí 75±5 .
Pro úspěšné svařování nerezové oceli pomocí invertoru je tedy nutné zvolit správnou značku elektrod. V případě, že svařování musí být provedeno co nejkvalitněji, je lepší zaměřit se na specializované značky. K tomu je potřeba (alespoň přibližně) stanovit značku materiálu připojených produktů. Například elektrody EA-981-15 nebo OZL-9-1 jsou vhodné pro svařování žáruvzdorných ocelí a elektrody L38M, NZh-11 nebo SL-28 jsou vhodné pro svařování korozivzdorných ocelí.
