Особенности и технология сварки хрома

Под сваркой хрома часто понимают соединение изделий с хромовым покрытием, либо изготовленных из хромированной стали. Эти два понятия несколько отличаются, потому и технология работы будет разной.

Отличия нержавеющей и хромированной стали

Поверхность обеих изделий блестит с характерным отливом, потому отличить их по внешнему виду сложно. Но в плане физических качеств и условий эксплуатации эти материалы все же отличаются. Хромированные изделия могут уступать по физическим качествам.

Покрывают им сплавы и черную сталь. Хромирование в домашних условиях используют чаще для эстетического эффекта. Трубы из стали, покрытые хромовым напылением, со временем могут заржаветь. Металл чувствителен к сколам, ударам, царапинам.

Хромированные детали, в отличии от нержавейки, со временем могут поржаветь

В сравнении с этим, нержавеющая сталь не будет подвержена коррозии, поверхность ее не стирается и обладает более высокой прочностью. Повредить ее сложно, но и в этом случае поврежденный участок можно восстановить шлифованием.

Сталь с хромом

Сплав с содержанием хрома до 13% называется нержавеющим высокохромистым. Материал устойчив к коррозии даже в среде со слабой агрессивностью. Марки сплавов этого типа отличаются концентрацией углерода и свариваемостью.

Чем больше хрома в стали, тем меньше она подвержена коррозионным процессам. Не стоит путать с напылением, которое менее устойчиво, чем при содержании непосредственно в материале. Содержание в стали 18% хрома делает материал устойчивым к среде со средней агрессивностью. Это кислотоустройчивые марки 12Х17, 08Х17Т, 08Х18Т.

Если сплав содержит до тридцати процентов хрома, он будет устойчив к коррозии при температуре до 1100 ^оС в газовой среде. Марки таких материалов: 15Х25Т, 15Х28 и др.

Электродная сварка

При выборе электродов для сплавления нужно, чтобы металл шва обладал следующими свойствами:

• устойчивость против коррозии;
• жаростойкость – до 650 ^оС;
• прочность с сохранением до 550 ^оС.

Для сварки хрома используют электроды типа Э-12Х13 марок АНВ-1 и ЛМЗ-1. Они обеспечивают свойства металлического шва и состав, близкий к основному металлу по характеристикам.

Применяются различные электроды в зависимости от количества хрома в составе

Выбирая электроды для сварки, нужно учитывать содержание металла в сплаве. Если в изделии содержится 17% хрома, используют электроды типа ВИ-12. Это необходимо, чтобы выполнить условия, которые предъявляются к материалу, а именно:

• стойкость к коррозии в жидкой среде;
• устойчивость к температуре до 800 ^оС;
• стойкость к окислительным средам.

Если в сплаве хрома больше, чем ¼, применяют электроды  Э-08Х24Н6ТЛФМ. Они обеспечивают устойчивость, вязкость и пластичность металла шва.

При содержании около 13%, а также при наличии вольфрама, ванадия, молибдена или ниобия в составе, сплав относят к жаропрочным. Даже при высокой температуре он выдержит большую механическую нагрузку. Электроды тоже должны обеспечивать соответствующий уровень жаропрочности. Поэтому выбирают электроды ЦЛ-32, КТИ-9А, КТИ-10.

Технология

Для образования дуги и дальнейшего ее поддержания к изделию и электроду подводят постоянный или переменный ток. Дуга зажигается при прикосновении электрода к изделию, ее ведут так, чтобы свариваемые кромки хорошо расплавились. Это обеспечит высокое качество металла с хорошим формированием.

Во время сплавления электрод двигают в трех направлениях:

• поступательное движение по электродной оси, для поддержания постоянной длины дуги;
• перемещение вдоль оси для образования сварочного шва;
• перемещение поперек шва для регулирования глубины проплавления и ширины соединения.

Такая ручная дуговая сварка – это классический и один из самых старых методов. Качество соединения будет сильно зависеть от квалификации специалиста.

Качество сварки хромированных деталей зависит от мастерства специалиста

Особенности сварки

Для получения высококачественных соединений используют присадочные материалы. Металл должен быть однородным и максимально чистым. Используемые методы сплавления:

• дуговое в инертных газах;
• электронно-лучевое;
• с полым катодом;
• лазерное сплавление.

Высокое качество достигается при диффузионном методе сплавления. Легировать составы можно никелем и рением. Тугоплавкие соединения образуются с кремнием и бором.

Чем больше в таком материале будет углерода, тем выше вероятность образования карбидов. Они способствуют появлению ржавчины не только на поверхности будущего изделия, но и внутри него. Металл становится крайне хрупким.

Эта проблема мешает качественно сварить хромистые изделия. Они имеют и способность закаливаться на воздухе, но шов становится нестабильным. Закалка повышает напряжение, что опасно внутренними трещинами металла в будущем.

Повышение прочности хромированной стали

Сталь различают по содержанию хрома в ней. Если металла от 4 до 14 процентов, сталь среднелегированная. Если больше 14% – высоколегированная. Первые используют в конструкциях, которые не потребуют прочности на износ, но должны быть устойчивы к ржавчине. В таких составах содержится меньше 1% углерода.

Иногда изделия требуют повышения прочности: при изготовлении для газовых установок, аппаратов и оборудования. Для этого в сплав добавляют алюминий или кремний в небольших концентрациях. Добавление молибдена повышает жаропрочность. Титан улучшает свариваемость хромистых сталей.