Электроды для сварки нержавеющих сталей - что и для чего

В связи с тем, что навязывается мнение о том, что нержавейку нужно варить только ТИГом в среде аргона (красивый шов, можно регулировать нагрев и ширину шва и т.д.), я решил выполнить один заказ на изготовление концевого стакана на водопроводную асбестоцементную трубу Ду 100 из трубы 159х8 нержавеющей стали 12Х18Н10Т (как оболочка) с использованием исключительно покрытых электродов. Так как стакан непростой - внутри трубы необходимо было вваривать специальные вставки в несколько ступеней для обеспечения уплотнений от протечек воды, горелкой ТИГ влезть во внутрь не предсталялось возможным (на глубину до 200 мм) и поэтому можно было использовать только электрод. Проект стакана предусматривал возможность достать шов изнутри трубы для приварки к ее внутренней поверхности под углом 45 градусов к стенке - получалось, что электрод длиной 350 мм расходовался только на 100 мм - остаток рабочей части в 200 мм приходилось откладывать на другие работы. Как вы все наверное знаете, электороды для нержавейки - очень дорогое удовольствие - поэтому я старался использовать каждый электрод эффективно. Так как задача была сложной, мне пришлось использовать все три типа электродов - с основным покрытием (347-15), рутиловым (347-16) и рутило-кислым (347-17). Здесь я расскажу про каждый тип и свое мнение о каждом.

Вложение 5964

Компоненты:

1. Труба 159х8 горячедеформированная бесшовная ГОСТ 9940-81 из стали 12Х18Н10Т (аналог AISI 321) длина 500 мм (масса 16 кг). Трубу прислали бракованную, утоньшение одной стенки составило более 1 мм и поэтому внутреннее отверстие было эллиптическим, что очень повлияло на разницу в зазорах для сварки. Более того, труба была не травленной (черная и грязная), имела массу поверхностных раковин и пор не допускаемых по ГОСТу - одним словом, отечественный производитель.

2. Труба 140х8,140х6, 109х6 холоднодеформированная по ГОСТ 9941-81 из 12Х18Н10Т. Травленные, гладкие и чистые.
3. Труба 121х5 холоднодеформированная из 316Ti.
4. Лист s=6 из 12Х18Н10Т.
5. Муфта Ду25 с трубной резьбой 1" из стали 316L.

Вложение 5965Вложение 5966

Так как пришлось сваривать три разных сорта аустенитных нержавеющих сталей и разных толщин, необходимо подобрать правильный диаметр и тип электродов. Разнородные нержавеющие стали можно варить только определенным электродом - если этого не придерживаться, тогда ваша нержавеющая сталь превращается в ржавеющую с множеством пор, включений и трещин. Более того, необходимо выдерживать температурный режим - не перегревать металл (это видно по цвету наплавленного валика) и давать время на остывание. Лучше всего варить зимой, так как в теплое время заготовка остывает несколько дней - при минус 5 у меня стакан остывал цельную ночь на улице и утром был еще теплый. Для ускорения процесса я бросал заготовку в снег - это даже рекомендуется делать профессиональными западными обществами по сварке нержавейки. И основное условие - все электроды должны быть СУХИМИ в закрытых герметичных пачках. Металл чистый и обезжиренный. Сварочный аппарат должен иметь функцию ручной регулировки форсажа дуги - иначе будет получаться плохо (даже не получаться).

1. Электроды с рутиловым покрытием ЭСАБ ОК 63.20 AWS 316L-16 диаметр 2.5 мм (смотри фото в первом сообщении). Эти электроды нужно использовать для сварки стали 316L с 321Н (12Х18Н10Т). Хотя для этого рекомендуется использользовать сначала 347 марку электродов и вторым 316L, скажу вам, что 347 электрод плохо сваривает эти две стали - поэтому я использовал только 316L.

Хороший качественный электрод. Можно варить на пониженном токе, шлак самотделяется, металлы отлично смачиваются. Легко зажигается. Требуется навык в технике наложения шва, так как может попадать шлак в металл при неправильном наклоне электрода. Короткая дуга, прямой шов без волнообразных манипуляций электродом. Шлак застывает мгновенно - даже счищать щеткой не нужно. Форсаж дуги 30-40%. Подходит для сварки тонкостенных труб (до 2-3 мм стенки) и для прихваток. Смотри фото прихваток - шов не чистился. Я использовал этот электрод для прихваток и для вварки муфты Ду25 в трубу (стенка муфты 2 мм толщиной, а у трубы 8 мм). Внимание - ЦВЕТ шва должен быть таким, как на фото.

Вложение 5967

2. Электроды турецких братьев AS P-347 диаметр 2.5 мм, которые изготавливаются турками по лицензии Линкольн Электрик. Это электроды с рутиловым покрытием, как и предыдущие эсабовские (с окончанием 16), которые я вынужден был использовать для сварки корневого шва основной трубы - это не правильно, так как требуется использовать для корневого шва только электроды с основным покрытием. Жизнь не такая веселая, как в каталогах - у нас в Украине я НЕ нашел требуемый диаметр 2.5 мм - нигде, даже в НИКЕ, которая затребовала за кило этих электродов 516 гривен и еще 36 дней для доставки. Я сначачала использовал 3.2 мм таких электродов, но ток 92А минимум великоват для корня, поэтому использовал турецкие. Хочу сказать, что электроды КОРОТКИЕ - всего 250 мм длиной, что оставляет рабочей только 200 мм длины электрода. Это - дорого и кучеряво, и неудобно в работе.

В принципе, характеристики такие же, как и у ЭСАБовских выше, но эсабовские немного мягче и приятнее в работе. Форсаж дуги 50 - 60%. Смотрите фото ниже. Обратите внимание на ЦВЕТ ШВА - он должен быть золотистым! Это означает, что выбран правильный режим сварки. Швы - не чищены, кроме последнего фото (где шов зачищен болгаркой).

Вложение 5968Вложение 5969Вложение 5970Вложение 5971Вложение 5972Вложение 5973

3. Электроды Bohler FOX SAS - 2A, диаметр 3.2 мм. Тубус взял цельным, электроды свежие и сухие. Эти электроды имеют рутило-кислую обмазку и носят наименование по AWS 347-17. Этот тип электродов предназначен для сварки только в нижнем положении - они НЕ пригодны для сварки трубопроводов, где шов накладывается снизу-вверх. Это электроды с повышенной текучестью сварочной ванны - ими можно варить вертикаль снизу-вверх, но на пониженном токе, что не есть правильно и допустимо. Если варить на нормальном токе, тогда ванна скатывается вниз - и не важно, какой угол электрода или манипуляции - шов получается при этом очень узким, что неоправдано увеличивает расход этого дорогого ресурса и вызывает геморрой мозга. На плоской поверхности - отличный гладкий широкий шов.

Шлак отделяется легко и отстреливается сам, быстро застывает - что требует особой техники манипуляции электродом. Форсаж дуги 50%. Ток 95А с плавным понижением в связи с нагревом металла. Обмазка этих электродов имеет привычку отваливаться мелкими кусочками впереди электрода - это есть проблема, так как шлак может попасть в металл. Смотрите на ЦВЕТ шва - таким он должен быть в первозданном виде. И еще - при правильно выбранном режиме сварки у вас не будет БРЫЗГ металла, что видно на фотографиях.

Вложение 5974Вложение 5975

4. Электроды ЭСАБ ОК 61.85 (AWS 347-15) диаметром 3.2 мм. Это электроды с основным покрытием - только такие электроды допускаются к сварке ответственных трубопроводов Американским обществом сварщиков (и другими) и только вертикаль снизу-вверх.

Отличные электроды! Нихрена в Украине не пользуются спросом. Печально и неправильно. Могу сказать ПОЧЕМУ. Шлак не отделяется сам, его нужно выгрызать щетками (которые тоже нержавеющие). Тяжелый повторный поджиг для неумелых сварщиков. Для меня - самые лучшие из всех пользуемых мною для этой нержавейки. Для этой работы я использовал почти всю пачку - осталось всего 6 штук. Для полного прохода кругового шва (кольцо) для трубы 159х8 у меня уходило два электрода.

Шов получается немного грубоватый - на фото видно. Швы я ложил снизу-вверх вертикально. Отлично проваривает кромки, совершенно никаких брызг. Есть нюансы в технике манипуляции электродом. Форсаж дуги 45%. Цвет шва немного затемненный.

Цвет шлака - болотно-зеленый. На одном фото - это видно внутри трубы. Этот шов остывал 1 час - и шлак не отделился. Хорошо проваривает металл, достаточно глубоко - в то же время не прожигает кромки - это видно на фото внутренней части трубы, где я положил шов по самой кромке трубы и нет никаких подрезов и проплавлений. На фото, где лежит молоток из нержавейки, я зачистил шов на прижимном кольце заподлицо - никаких непроваров. Настоятельно рекомендую.

Вложение 5976Вложение 5977Вложение 5978Вложение 5979Вложение 5980Вложение 5981Вложение 5982Вложение 5983

И напоследок несколько слов. Когда я изучал вопрос подбора правильных электродов и техники сварки нержавейки - прочитал уйму рекомендаций фирм-производителей, AINSI, и других - учитывая, что раньше был опыт - один совет. Никогда не расстраивайтесь первыми неудачами - да, это дорого стоит, потому что сам материал и электроды очень дорогие - но всегда нужен опыт. Нет такого явления - сегодня сделал и все - так буду делать вечно. Такого не бывает - день или два не поварил, или другой металл варил - и снова начинается все сначала. Более того, все ролики в YouTube по сварке нержавейки покрытым электродом выполняются электродами с рутиловым покрытием - это 16 тип. Это самые легкие электроды в применении. И поэтому не стоит удивляться легкости сварки в роликах - это мягкий обман. Тем более, что все делается там на завышенном токе - это очевидно из массы брызг вокруг шва и его синего цвета. Старайтесь сами себя обучать и посылайте всех нахер с их советами - каждая работа уникальна, как и условия, в которых вы работаете. И не покупайте такие электроды с рук поштучно на базарах - это будет вам стоить очень дорого.

Удачи всем.

Цитата:

---

Сообщение от ua_bender

3. Электроды Bohler FOX SAS - 2A, диаметр 3.2 мм. Тубус взял цельным, электроды свежие и сухие. Эти электроды имеют рутило-кислую обмазку и носят наименование по AWS 347-17. Этот тип электродов предназначен для сварки только в нижнем положении - они НЕ пригодны для сварки трубопроводов, где шов накладывается снизу-вверх. Это электроды с повышенной текучестью сварочной ванны - ими можно варить вертикаль снизу-вверх, но на пониженном токе, что не есть правильно и допустимо. Если варить на нормальном токе, тогда ванна скатывается вниз - и не важно, какой угол электрода или манипуляции - шов получается при этом очень узким, что неоправдано увеличивает расход этого дорогого ресурса и вызывает геморрой мозга. На плоской поверхности - отличный гладкий широкий шов.

Шлак отделяется легко и отстреливается сам, быстро застывает - что требует особой техники манипуляции электродом. Форсаж дуги 50%. Ток 95А с плавным понижением в связи с нагревом металла. Обмазка этих электродов имеет привычку отваливаться мелкими кусочками впереди электрода - это есть проблема, так как шлак может попасть в металл. Смотрите на ЦВЕТ шва - таким он должен быть в первозданном виде. И еще - при правильно выбранном режиме сварки у вас не будет БРЫЗГ металла, что видно на фотографиях.

Вложение 5974Вложение 5975

---

Фотографии перестали открываться. Повторно загрузил.

Вложение 5987Вложение 5988

Ниже размещаю отдельные фотофрагменты из руководства европейской ассоциации производителей нержавеющей стали EURO Inox по визуальному контролю качества сварного шва по нержавеющей стали различными методами сварки. Я думаю, что профессиональной публике в этой области будет полезным иметь данный каталог для самоконтроля своего производства и это исключит всякие базарные и фантазийные рассуждения каким должен сварной шов по нержавеющей стали. Плохо видно текст - "Но вы - держитесь!" (Димон Медведев)

Вложение 5989Вложение 5990

Немного слов, как понимать указанные фотографии. Каждое вложение разделено на три типа квалификации ДОПУСТИМЫХ сварных швов - а именно, слева-направо, СУПЕР (допустимый шов для всех применений включая самые ответственные конструкции), ХОРОШИЙ (применимый технически ко всем конструкциям, но требующий механической обработки для получения более гладкой поверхности валика), и ДОПУСТИМЫЙ (может быть допущен к некритическим конструкциям, которые не подвержены коррозийной среде и подальше от глаз, требующий механической обработки).

1. Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) or Tungsten Inert Gas Arc Welding (TIG), here called GTAW. Сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа. Нахлест горизонтальное положение.