Spawanie stali nierdzewnej metodą MIG oraz TIG

Stal nierdzewna to materiał, który znajduje zastosowanie wszędzie tam, gdzie istotna jest odporność na korozję. Wykorzystuje się ją więc m.in. w budownictwie, architekturze i wielu różnych gałęziach przemysłu. W jaki sposób spawa się stal nierdzewną i jak powinno wyglądać przygotowanie do pracy? W tym artykule znajdziesz wszystkie niezbędne informacje dotyczące nie tylko samego spawania, ale też wyróżniających cech poszczególnych gatunków wspomnianego materiału.

Co to jest stal nierdzewna?

Stal nierdzewna to określenie na te gatunki stali jakościowych, które są odporne na zniszczenia w wyniku elektrochemicznych lub chemicznych reakcji z otaczającym środowiskiem (a więc na korozję). Jest to możliwe za sprawą chromu, który stanowi przynajmniej 11% całości materiału. Pierwiastek ten wchodzi w reakcję ze znajdującym się w powietrzu tlenem i w ten sposób na powierzchni stali tworzy się warstwa tlenku chromowego. Nawet jeśli powłoka zostanie uszkodzona, przy ponownym kontakcie z tlenem sama się odbuduje. Im wyższa jest zawartość chromu, tym bardziej stal jest odporna na korozję. Podatność na powstawanie rdzy może też zmniejszać dodatek molibdenu, natomiast nikiel umożliwia spawanie materiału i jego obróbkę plastyczną na zimno.

Wyróżnia się kilka gatunków stali nierdzewnej:
•    austenityczne - zawierają minimum 16% chromu i 6% niklu. Najpopularniejsze są odmiany zawierające 18% chromu i 10% niklu (oznaczane symbolem 18/10). Główne cechy wyróżniające to rozciągliwość i odporność na gorące pękanie.
•    ferrytyczne - zawierają minimum 10% chromu, w skład stopu wchodzą też inne pierwiastki: molibden, tytan i aluminium. Gatunki te mają niską udarność i rozciągliwość;
•    martenzytyczne - zawartość chromu wynosi od 11,5% do 17,5%. Wyróżniającą cechą tego gatunku jest stosunkowo wysoka zawartość węgla, która wynosi od 0,08% do 0,5%. To stal podatna na pękanie na zimno, wyróżniająca się dobrą udarnością;
•    duplex - to mieszanka chromu, azotu, molibdenu i wolframu. Materiał jest odporny na rozciąganie.

Na popularność stali nierdzewnej wpływają jej właściwości. Poza odpornością na korozję należy także wspomnieć o możliwości stosowania materiału w agresywnym środowisku. Co więcej, ten rodzaj stali wykazuje odporność na działanie wysokich temperatur.

Zastosowanie stali nierdzewnej w przemyśle

Zastosowanie stali nierdzewnej jest bardzo szerokie. To materiał wykorzystywany zarówno w ciężkim przemyśle i przy produkcji elektroniki, jak i w budownictwie, architekturze czy przemyśle chemicznym. Stal nierdzewna uznawana jest za wyjątkowo trwałą, elegancką i praktyczną. Mogą z niej powstawać balustrady, kabiny wind, rury, blachy i liny. To jednak nie wszystko. AGD, bez którego nie moglibyśmy funkcjonować, także w dużej mierze powstaje ze stali nierdzewnej. To samo można powiedzieć choćby o rurach katalizatorowych i wydechowych samochodów czy zbiornikach do produktów spożywczych.

Spawalne gatunki stali nierdzewnej znajdują zastosowanie przy produkcji rurociągów, sond hydrostatycznych, wkładów kominowych, wykorzystuje się je ponadto do konstrukcji okrętowych i lotniczych. Lista gałęzi przemysłu, gdzie wykorzystuje się stal nierdzewną, jest bardzo długa i obejmuje m.in.:
•    przemysł celulozowo-papierniczy,
•    przemysł stoczniowy,
•    przemysł włókienniczy,
•    przemysł lakierniczy,
•    przemysł samochodowy,
•    przemysł spożywczy,
•    przemysł farmaceutyczny.

Spawanie stali nierdzewnej, jak się odbywa?

Istnieje kilka metod spawania stali nierdzewnej, a dobór tej właściwej nie zawsze jest prosty. Musimy znać rodzaj stopu, gdyż bez tej wiedzy możemy przyczynić się do naruszenia struktury materiału, w efekcie czego straci swoje właściwości. Do najpopularniejszych metod spawania konstrukcji wykonanych ze stali nierdzewnej zalicza się MIG i TIG.

Migomaty Spawalnicze w sklepie spawalniczym allweld.pl

Przy metodzie MIG, określanej też mianem GMAW (spawanie elektrodą topliwą w osłonie gazu), ciepło wytwarzane jest przez łuk zajarzony między spawanym elementem a podawanym w sposób ciągły metalowym drutem elektrodowym. W tym przypadku elektroda się zużywa. Jedną z największych zalet metody spawania MIG jest duża gęstość prądu spawania, co zapewnia głęboki przetop metalu. Należy także wspomnieć o szybkim topieniu się elektrodowego drutu - umożliwia to uzyskanie dużej wydajności spawania. Stal nierdzewna zawsze jest spawana prądem stałym (przy dodatniej biegunowości). W metodzie MIG uchwyt spawalniczy zazwyczaj trzymany jest w ręku (metoda półautomatyczna), może być też zamocowany do wózka dla uzyskania wysokiej mocy spawania (metoda automatyczna).

Podstawowe parametry, które charakteryzują spawanie stali nierdzewnej metodą MIG, to:
•    rodzaj oraz natężenie prądu,
•    napięcie łuku,
•    rodzaj i natężenie przepływu gazu ochronnego,
•    prędkość spawania,
•    długość wolnego wylotu drutu elektrodowego,
•    średnica drutu elektrodowego,
•    prędkość podawania drutu elektrodowego.

Metoda TIG (GTAW/TIG), czyli spawanie łukowe w osłonie gazu obojętnego z zastosowaniem wolframowej elektrody nietopliwej, pozwala na spawanie elementów, których grubość wynosi od części dziesiętnych milimetra do nawet kilkuset milimetrów. Przeważnie spawanie przeprowadza się ręcznie, metoda ta znajduje zastosowanie m.in. w pracach montażowych oraz warsztatowych. Do spawania metodą TIG stali nierdzewnej wykorzystuje się prąd stały o biegunowości ujemnej. Jej podstawowymi zaletami są: stabilny łuk i niewielkie jeziorko spawalnicze, brak rozprysków, estetyczne i ładne lico spoiny oraz powstanie wąskiej strefy topnienia (ze względu na skoncentrowane źródło ciepła).

Parametrami charakteryzującymi spawanie metodą TIG są:
•    rodzaj i natężenie prądu,
•    prędkość spawania,
•    napięcie łuku,
•    rodzaj materiału i średnica elektrody nietopliwej,
•    rodzaj i natężenie przepływu gazu ochronnego
•    średnica materiału dodatkowego.

Spawanie stali nierdzewnej prądem pulsującym

Podobnie jak przy spawaniu aluminium, w przypadku stali nierdzewnej możliwe jest wykorzystanie prądu pulsującego. W czasie pracy źródło zasilania impulsuje energię w taki sposób, żeby spoiwo wpływało do jeziorka. Wysokie natężenie impulsu powoduje przepływ ciekłego metalu do spoiny spawalniczej, a niski prąd podstawowy podtrzymuje spoinę i końcówkę drutu spawalniczego w stopionym stanie. Spawanie prądem pulsacyjnym także ma swoje zalety. Uzyskana spoina jest pozbawiona odprysków i ma prawidłowy przekrój. Wykorzystanie pulsacji ogranicza strefę przegrzania materiału, co daje bardzo dobre wtopienie. Spawacz uzyskuje lepszą kontrolę nad przebiegiem pracy, a sama spoina jest ładniejsza i węższa.

Jak już wspomnieliśmy, w metodzie MIG łuk jarzy się w osłonie gazu ochronnego między topliwym drutem spawalniczym a spawanym elementem. Do spawania stali nierdzewnej najczęściej wykorzystuje się mieszaniny gazów. Może to być argon z dodatkiem tlenu (2%) lub dwutlenku węgla, czyli CO2 (3%), co daje stabilny łuk. Czasami możliwe jest zwiększenie głębokości wtopienia i prędkości spawania poprzez zastosowanie helu i wodoru do wspomnianych wcześniej mieszanek. Do spawania stali nierdzewnej nie są natomiast zalecane gazy o większej zawartości dwutlenku węgla, ponieważ przyczyniają się do dużego nawęglenia jeziorka spawalniczego i utleniania chromu.

Gazy ochronne stosowane do spawania metodą TIG to gazy obojętne, takie jak hel, argon lub ich mieszaniny (czasem z domieszką wodoru). Zdarza się, że do wybranego gazu obojętnego dodaje się azot, który odpowiada za podwyższenie temperatury łuku i pozwala na uzyskanie dużej prędkości spawania. W metodzie TIG gaz ochronny nie tylko osłania obszar spawania i nietopliwą elektrodę przed dostępem atmosfery, ale też wpływa na kształt spoiny i napięcie łuku.

Polecane spawarki do spawania stali nierdzewnej

Dobór odpowiedniej metody spawania i właściwego urządzenia to klucz do skrócenia czasu pracy i uzyskania sterylnie czystej, estetycznej spoiny na stali kwasoodpornej. Do tego typu zadań bezwzględnie najlepiej sprawdzają się dedykowane spawarki TIG DC do nierdzewki (generujące prąd stały). Doświadczeni instalatorzy i spawacze polecają w szczególności sprawdzone inwertory od wiodących producentów. Poniżej przygotowaliśmy zestawienie najpopularniejszych, niezawodnych modeli warsztatowych.

1. Spawarka Inwertorowa Sherman TIG 202P DC

Niezwykle popularna, cyfrowo sterowana spawarka wykonana w technologii IGBT. Model ten to absolutny bestseller dla osób szukających niezawodnego sprzętu do spawania stali jakościowych, nierdzewnych oraz miedzi. Urządzenie zasilane jest ze standardowej sieci 230V i oferuje maksymalny prąd spawania na poziomie 200A.

Dlaczego warto wybrać ten model do nierdzewki?

• Pełny Puls: Urządzenie daje możliwość spawania prądem pulsacyjnym, co jest kluczowe przy cienkiej stali nierdzewnej. Puls pozwala precyzyjnie skupić łuk, idealnie uformować łuskę i, co najważniejsze, zapobiega przepaleniu oraz przegrzaniu materiału.
• Zajarzanie HF i cyfrowy panel: Bezstykowe zajarzenie łuku (HF) eliminuje ryzyko wtrąceń wolframu do spoiny. Cyfrowy wyświetlacz pozwala na precyzyjne ustawienie drabinki TIG, w tym bardzo ważnego czasu opadania prądu (zapobiega pęknięciom krateru) oraz wypływu gazu po spawaniu (chroni stygnącą spoinę przed tlenem).
• Tryb 2T/4T: Ułatwia pracę przy długich, ciągłych spoinach, odciążając dłoń spawacza.

Sprawdź aktualną cenę i dostępne zestawy Sherman TIG 202P

 

2. Spawarka MAGNUM THF 206 DC z funkcją Fan Stop

Model THF 206 to sprawdzony model, dostępny i ceniony na rynku od wielu lat. Mimo bardzo kompaktowych gabarytów, inwertor zapewnia potężną moc źródła, pozwalając na spawanie prądem 200A przy rewelacyjnej sprawności sięgającej 60%. Takie parametry pozwalają na bezproblemowy przetop stali o grubości 5 mm w każdych warunkach warsztatowych.

Co wyróżnia model Magnum THF 206P?

• System FAN STOP: Inteligentny, adaptacyjny wentylator. Prędkość chłodzenia rośnie wraz ze wzrostem temperatury wewnątrz maszyny, a gdy urządzenie jest chłodne – wentylator staje. Zwiększa to żywotność sprzętu, obniża hałas i drastycznie redukuje ilość szkodliwego kurzu szlifierskiego zasysanego do środka.
• Intuicyjny "miękki panel": Pełna, graficzna drabinka TIG. Za pomocą wielofunkcyjnego pokrętła i przycisków błyskawicznie ustawisz częstotliwość i balans pulsu, prąd bazy oraz prąd szczytowy.
• Spawanie punktowe (Spot): Urządzenie pozwala na ustawienie czasu spawania punktowego (0,2 – 5,0 s), co jest genialnym rozwiązaniem do szybkiego, estetycznego sczepiania cienkich blach ze stali kwasoodpornej.
• W pakiecie z urządzeniem otrzymujesz solidny uchwyt spawalniczy TIG typu SR-26 (4 metry).

Sprawdź dostępne pakiety z osprzętem dla MAGNUM THF 206

3. Spawarka Inwertorowa SPARTUS EasyTIG 205 E PULS DC (Pakiet Mini)

Nowoczesna spawarka od marki uchodzącej za segment premium. SPARTUS 205E DC to kwintesencja mobilności połączonej z najnowszymi tranzystorami IGBT. Urządzenie radzi sobie ze stalą czarną i nierdzewną do grubości około 10 mm (przy ukosowaniu brzegów), zachowując przy tym minimalne straty mocy i błyskawiczne dostosowanie prądu do zmian parametrów łuku.

Główne atuty modelu Spartus 205E DC:

• Pakiet Mini 17: W tej konfiguracji urządzenie dostarczane jest z ergonomicznym, pomniejszonym uchwytem SPARTUS TIG mini SPE 17. To fenomenalne rozwiązanie dla instalatorów rur z nierdzewki, pozwalające dotrzeć w wyjątkowo ciasne i trudnodostępne miejsca.
• Perfekcyjna kontrola gazu (Pre-gas i Post-gas): Możliwość dokładnej regulacji (w sekundach) wypływu argonu przed zajarzeniem i po zgaszeniu łuku, co jest absolutnym wymogiem przy zachowaniu antykorozyjności spoin ze stali nierdzewnej.
• Zaawansowane tryby MMA: Oprócz perfekcyjnego TIG-a, maszyna oferuje świetne tryby do spawania elektrodą otuloną (MMA), w tym regulowany Hot Start (gorący start ułatwiający zajarzenie) oraz Arc Force (dynamika łuku zapobiegająca przywieraniu elektrody).
  
  

Zobacz specyfikację i zamów SPARTUS EasyTIG 205 E

Przy spawaniu stali nierdzewnej mogą przydać się także dodatkowe akcesoria, jak np. Zestaw osprzętu spawalniczego TIG DC. Znajdziemy w nim:

•    tulejkę zaciskową TIG SR 26,
•    soczewkę gazową z korpusem tulejki zaciskowej, pasującą do uchwytów TIG typu SR 17/18/26 oraz ich odpowiedników,
•    ceramiczną dyszę gazową,
•    korek średni uchwytu TIG,
•    izolator teflonowy do soczewki do palników TIG uchwytów SR 17/1826,
•    elektrodę TIG czerwoną,
•    drut TIG ROD 1,6 mm do stali czarnej SG3,
•    drut spawalniczy TIG 308 LSi 1,6 mm,
•    drut spawalniczy 316 Lsi 1,6 mm TIG.

Wskazówki jak spawać stal nierdzewną

Zebraliśmy wskazówki, które ułatwiają spawanie stali nierdzewnej. Oto one:
1.    Dobór odpowiedniej metody - wybór właściwej metody spawania i użycie odpowiedniego sprzętu to sposób na uzyskanie dobrej jakości spoiny. Kluczowe jest dopasowanie do podstawowych właściwości bazowego metalu, dlatego musimy dowiedzieć się, z jakim rodzajem stali nierdzewnej będziemy pracować.
2.    Wybór odpowiedniego gazu osłonowego - to, jaki gaz wybierzemy do spawania, ma wpływ na skuteczność ochrony, odporność na korozję, stabilizację łuku, wygląd powierzchni oraz geometrię spoiny. Gazy osłonowe dobieramy zgodnie z wybraną metodą spawania.
3.    Stosowanie soczewki gazowej - zaleca się, aby przy spawaniu metodą TIG stosować soczewkę gazową. Dzięki niej możliwe jest formowanie gazu osłonowego w taki sposób, żeby można było uzyskać nawet dwukrotne wysunięcie wolframowej elektrody. To ułatwia nam dotarcie do niedostępnego wcześniej obszaru.
4.    Oczyszczenie materiału przed spawaniem - zanim rozpoczniemy spawanie, należy dokładnie oczyścić stal, np. przy użyciu chemicznego rozpuszczalnika (przy niewielkich elementach) lub przez odtłuszczanie parowe (w przypadku większych części).
5.    Zapewnienie odporności na korozję - wytwarzana podczas spawania wysoka temperatura powoduje utlenianie (powstawanie warstw tlenków, inaczej barw nalotowych) na powierzchni stali. Przebarwione miejsca zmniejszają odporność na korozję, dlatego konieczne jest ich oczyszczenie poprzez szczotkowanie, szlifowanie i polerowanie, trawienie lub czyszczenie elektrochemiczne.

6.    Zapewnienie równomiernego podawania drutu - może nam w tym pomóc zastosowanie wkładów teflonowych. Teflon stosuje się po to, aby zachować czystość metalurgiczną przy spawaniu stali nierdzewnych. W czasie podawania drutu ze spirali stalowej do spoiny może przedostać się węgiel, a to nie jest pożądane.
7.    Spawanie łukiem impulsowym - jest korzystne szczególnie przy cienkich blachach, możemy wtedy zastosować drut spawalniczy o większej średnicy.
8.    Właściwe ustawienie palnika - palnik powinien być ustawiony pod kątem ostrym, od 10 st. do 15 st.

 

Zobacz inne ciekawe artykuły z naszego bloga:

- Spawanie ocynku - wszystkie najważniejsze informacje dotyczące spawania ocynku

- Spawanie Mosiądzu - wszystkie najważniejsze informacje dotyczące spawania tego metalu

- Spawanie aluminium - wszystkie najważniejsze informacje dotyczące spawania tego metalu

- Spawanie żeliwa - wszystkie najważniejsze informacje dotyczące spawania tego metalu

- Spawanie elektrodą - wszystkie najważniejsze informacje dotyczące spawania elektrodą MMA

- Spawarki inwertorowe - Wszystko o spawarkach inwertorowych

- Prostownik do akumulatorów - Zobacz polecane prostowniki do ładowania akumulatorów

- Oznaczenia spoin spawalniczych - Zobacz jakie są rodzaje spoin spawalniczych

 

Poradnik zakupowy: 

- Spawarka dla amatora i początkującego majsterkowicza

- Spawarka inwertorowa do 500 zł

- Spawarka inwertorowa do 1000 zł

- Spawarka inwertorowa od 1000 do 2000 zł

- Jak wybrać odpowiednią spawarkę do swoich potrzeb