Электроды для сварки нержавеющих сталей - что и для чего

[ua_bender]

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.

[ua_bender]

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.

[ua_bender]

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.

[ua_bender]

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).

[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

[ua_bender]

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.

[ua_bender]

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.

[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.

[ua_bender]

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)

[ua_bender]

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.