Какой способ сварки выбрать
| Способ | Чем варят | Где удобен |
|---|---|---|
| Ручная дуговая (РДС, MMA) | Штучные электроды, постоянный ток обратной полярности | Монтаж, ремонт, работа на улице и в труднодоступных местах |
| Аргонодуговая (TIG) | Вольфрамовый электрод, присадочная проволока, аргон | Тонкий металл, корневые проходы, трубопроводы, пищевое оборудование — самый аккуратный шов |
| Полуавтомат (MIG/MAG) | Проволока в защитном газе | Серийное производство, длинные швы, высокая производительность |
Для ответственных швов в пищевых и фармацевтических трубопроводах обычно выбирают TIG с продувкой корня аргоном: шов получается чистым, с минимальной побежалостью изнутри.
Электроды для нержавейки
Тип электрода по ГОСТ 10052 показывает химический состав наплавленного металла: например, Э-07Х20Н9 — около 0,07 % углерода, 20 % хрома и 9 % никеля. Электрод подбирают так, чтобы шов по составу соответствовал основному металлу или был чуть более легированным.
| Марка | Тип по ГОСТ 10052 | Зарубежный аналог | Для каких сталей |
|---|---|---|---|
| ОЗЛ-8 | Э-07Х20Н9 | E308 / E308L | 08Х18Н10, 12Х18Н9, 08Х18Н10Т (AISI 304) |
| ОЗЛ-36 | Э-04Х20Н9 | E308L (ESAB OK 61.30) | 08Х18Н10, 06Х18Н11, 08Х18Н10Т |
| ЦЛ-11 | Э-08Х20Н9Г2Б | E347 (ESAB OK 61.85) | 12Х18Н10Т (AISI 321), 08Х18Н12Б — когда нужна стойкость шва к МКК |
| ЦТ-15 | Э-08Х19Н10Г2Б | ESAB OK 61.85 | То же, что ЦЛ-11 |
| ЭА-400/10У | Э-07Х19Н11М3Г2Ф | семейство E316L (ESAB OK 63.35) | 10Х17Н13М2Т, 08Х18Н10Т, агрессивные среды |
| НЖ-13 | Э-09Х19Н10Г2М2Б | ESAB OK 63.85 | Молибденовые стали (AISI 316, 316Ti) |
| ОЗЛ-6, ЗИО-8 | Э-10Х25Н13Г2 | семейство E309 | 20Х23Н13, 20Х23Н18 (310S), нержавейка + углеродистая сталь |
Частая ошибка — путать типы ОЗЛ-8 и ОЗЛ-36: у ОЗЛ-8 тип Э-07Х20Н9, а Э-04Х20Н9 с пониженным углеродом — это ОЗЛ-36.
Сварочный ток по паспортам
Режимы приводятся в паспорте на каждую марку электродов. Ниже — значения для постоянного тока обратной полярности в нижнем положении.
| Диаметр, мм | ОЗЛ-8 | ЦЛ-11 | ОЗЛ-36 |
|---|---|---|---|
| 2,5 | — | 40–65 | — |
| 3,0 | 50–70 | 50–90 | 70–110 |
| 4,0 | 110–130 | 110–150 | 110–170 |
Данные — из паспортов Сычёвского электродного завода (ОЗЛ-8) и Спецэлектрода (ЦЛ-11, ОЗЛ-36); у других производителей диапазоны немного отличаются. На практике сварщики держат ток ближе к нижней границе диапазона: нержавейка хуже отводит тепло, чем углеродистая сталь, и легко перегревается.
Проволока и защитный газ для TIG и MIG
| AWS | Ближайший аналог по ГОСТ 2246 | Для каких сталей |
|---|---|---|
| ER308 | Св-04Х19Н9 | AISI 304 |
| ER308L | Св-01Х19Н9 | AISI 304, 304L — низкоуглеродистый шов |
| ER321 | Св-06Х19Н9Т | 12Х18Н10Т, AISI 321 |
| ER347 | Св-07Х19Н10Б | 12Х18Н10Т, AISI 321, 347 — шов, стойкий к МКК |
| ER316L | Св-04Х19Н11М3 | AISI 316, 316L, 10Х17Н13М2Т |
| ER309L | Св-07Х25Н13 | Нержавейка с углеродистой сталью, 309S |
- TIG: чистый аргон, постоянный ток прямой полярности. Для трубопроводов корень шва продувают аргоном: содержание кислорода — меньше 100 ppm, для пищевых и фармацевтических линий — меньше 50 ppm.
- Полуавтомат (MIG/MAG): для короткой дуги Lincoln Electric рекомендует трёхкомпонентную смесь 90 % гелия + 7,5 % аргона + 2,5 % CO2, более дешёвая альтернатива — 98 % аргона + 2 % CO2 или 98 % аргона + 2 % кислорода. Проволоку для полуавтомата берут с кремнием: ER308LSi, ER316LSi, ER347Si. Чистый CO2 для нержавейки не подходит. Газ, проволока и режимы по толщине — в статье «Сварка нержавейки полуавтоматом».
Главные правила: не перегревать
Нержавейка проводит тепло примерно втрое хуже углеродистой стали (около 15–16 против 45 Вт/(м·К)) и расширяется при нагреве почти в полтора раза сильнее (около 17 против 12 мкм на метр на градус). Поэтому она сильнее коробится, а тепло задерживается в зоне шва.
- Короткая дуга и минимально достаточный ток — меньше тепла, меньше коробления.
- Межпроходная температура — не выше 150 °C (стандарт AWS D1.6 допускает до 175 °C). Следующий проход начинают, когда металл остыл.
- Не задерживаться в одной точке. При 450–850 °C по границам зёрен выпадают карбиды хрома, и шов становится склонным к межкристаллитной коррозии.
- Чистые кромки — без масла, краски и частиц чёрного металла. Инструмент — отдельный, только для нержавейки.
- Феррит в металле шва — 3–10 %. Он защищает шов от горячих трещин; правильные электроды дают его автоматически (по паспортам ОЗЛ-8 — 2–8 %, ЦЛ-11 — 2,5–10 %).
Что делать после сварки
Вокруг шва остаются цвета побежалости — от соломенного до синего. Под ними слой металла обеднён хромом, и шов может заржаветь. Для полной стойкости побежалость снимают травильной пастой или электрохимической очисткой, а затем поверхность пассивируют. Щётка снимает цвет, но не обеднённый слой.
Подробнее — в статье как почистить нержавейку и убрать побежалость.
Частые вопросы
Какими электродами варить нержавейку AISI 304?
Для AISI 304 (08Х18Н10) обычно берут ОЗЛ-8 (тип Э-07Х20Н9 по ГОСТ 10052) или ОЗЛ-36 (Э-04Х20Н9). Зарубежный аналог — электроды классов E308 и E308L. Если шов должен быть стойким к межкристаллитной коррозии, выбирают низкоуглеродистые или стабилизированные ниобием электроды.
Чем отличаются ОЗЛ-8 и ЦЛ-11?
ЦЛ-11 (тип Э-08Х20Н9Г2Б) содержит ниобий, который связывает углерод, поэтому шов стоек к межкристаллитной коррозии. Его применяют для 12Х18Н10Т (AISI 321) и других сталей, где это требование важно; зарубежный аналог — E347. ОЗЛ-8 без ниобия — для 08Х18Н10 и аналогичных сталей в менее ответственных узлах.
Можно ли варить нержавейку с чёрным металлом?
Да, но нужны электроды или проволока с повышенным запасом хрома и никеля — типа Э-10Х25Н13Г2 (ОЗЛ-6, ЗИО-8), зарубежное семейство E309 и проволока ER309L или Св-07Х25Н13. Обычный электрод для нержавейки при разбавлении углеродистой сталью даёт хрупкий шов.
Какую полярность ставить при сварке нержавейки?
Для ручной дуговой сварки штучными электродами — постоянный ток обратной полярности (электрод на плюсе), так указано в паспортах ОЗЛ-8 и ЦЛ-11. Для аргонодуговой сварки неплавящимся вольфрамовым электродом (TIG) — постоянный ток прямой полярности (вольфрам на минусе).
Нужно ли прокаливать электроды для нержавейки?
Да, если электроды отсырели или так требует паспорт. Режим прокалки у заводов разный: например, Спецэлектрод указывает 190–210 °C в течение часа, Сычёвский электродный завод для ОЗЛ-8 — 380 °C в течение часа. Всегда ориентируйтесь на паспорт конкретной партии.
Почему сварной шов на нержавейке ржавеет?
Чаще всего из-за цветов побежалости: под оксидной плёнкой остаётся слой, обеднённый хромом. Другие причины — частицы железа от общего инструмента, перегрев с выпадением карбидов хрома (межкристаллитная коррозия) и неподходящие сварочные материалы. Помогают травление и пассивация шва.
Источники
- ГОСТ 10052 «Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей»
- ГОСТ 2246 «Проволока стальная сварочная»; AWS A5.9 — проволока для сварки нержавеющих сталей
- Паспорта электродов ОЗЛ-8, ОЗЛ-36, ЦЛ-11 — Спецэлектрод
- Таблица соответствия электродов ESAB и российских марок
- Kobelco — межпроходная температура при сварке нержавеющей стали
- Lincoln Electric — MIG welding stainless steel
- ASSDA — тепловое расширение и деформации при изготовлении конструкций