Сварка нержавеющей стали требует особого подхода. Даже незначительное отклонение от температурного режима может привести к утрате главного свойства металла — устойчивости к коррозии. В этой статье — разбор причин, температурных границ, ошибок и практик, которые помогают избежать дефектов.
Почему сварка может «отключить» защиту нержавейки?
Нержавеющая сталь устойчива к коррозии благодаря оксидной плёнке, формирующейся за счёт высокого содержания хрома (от 10,5 % и выше). При нагреве свыше 450–850 °C в зоне, прилегающей к сварному шву (так называемой зоне термического влияния, или ЗТВ), происходят нежелательные процессы:
- Хром связывается с углеродом, образуя карбиды хрома (Cr₂₃C₆)
- Вокруг карбидов образуются участки, обеднённые хромом
- Эти участки становятся уязвимыми к межкристаллитной коррозии, особенно в агрессивных средах
Это может привести к скрытому разрушению сварного соединения — даже при визуально аккуратном шве.
Ключевые температурные границы
- 450–850 °C — зона образования карбидов хрома
В этом диапазоне при длительном нагреве начинается выпадение карбидов, что приводит к потере антикоррозионной защиты. Особенно актуально для AISI 304 и 316. - 600–800 °C — критическая зона термического влияния (ЗТВ)
Здесь высок риск межкристаллитной коррозии, особенно при низкой скорости сварки и перегреве металла рядом со швом. - ~1400–1450 °C — температура плавления нержавеющей стали
Кратковременное достижение этих значений возможно только в зоне дуги. Перегрев за пределами шва — критичен. - 1050–1100 °C — рекомендуемый режим отжига
Применяется после сварки для восстановления структуры и коррозионной стойкости. Охлаждение должно быть быстрым. - ~850–900 °C — температура стабилизирующего отжига
Используется для сталей с добавками титана или ниобия (AISI 321, 347), чтобы предотвратить выпадение карбидов хрома.
Частые ошибки при сварке нержавейки
1. Отсутствие контроля тепловложения
Чрезмерно высокая температура дуги или малая скорость сварки вызывают перегрев металла в ЗТВ.
2. Сварка неподходящей марки
Например, AISI 304 при неправильной сварке особенно подвержена межкристаллитной коррозии. В ряде случаев предпочтительнее использовать стабилизированные аналоги (AISI 321, 347).
3. Отсутствие защиты обратной стороны шва
При сварке труб или ёмкостей, если тыльная сторона не защищена аргоном, металл окисляется, и устойчивость к коррозии снижается.
4. Пренебрежение термообработкой после сварки
Особенно важно для изделий, работающих при повышенных температурах или в химически активной среде.
Практические рекомендации
Чтобы сохранить коррозионную стойкость нержавеющей стали после сварки, важно соблюдать несколько технологических правил. Во-первых, стоит использовать стабилизированные марки стали, такие как AISI 321 или AISI 347. Они содержат титан или ниобий, которые связывают углерод и предотвращают образование карбидов хрома — основной причины межкристаллитной коррозии. Во-вторых, необходимо выбирать сварочный метод, который позволяет точно контролировать температуру. Оптимальным вариантом считается TIG-сварка (аргонодуговая), так как она даёт минимальную зону термического влияния и стабильный шов. В то же время при использовании MIG или полуавтоматических аппаратов нужно особенно внимательно следить за режимами — током, скоростью подачи и охлаждением.
Также важно контролировать температуру между сварочными проходами. Если она превышает 150–200 °C, в металле начинают происходить изменения, снижающие его защитные свойства. Для многопроходной сварки особенно актуально выдерживать технологические паузы или использовать охлаждение.
Отдельное внимание стоит уделить защите обратной стороны шва — особенно при сварке труб, резервуаров или корпусов. Без подачи инертного газа (например, аргона) на тыльную сторону металл окисляется, и даже визуально качественный шов теряет свои защитные свойства. Наконец, если изделие будет эксплуатироваться в агрессивной среде или при высоких температурах, рекомендуется проводить послесварочный отжиг. Он выполняется при температуре 1050–1100 °C и сопровождается быстрым охлаждением, что позволяет восстановить однородную структуру и вернуть коррозионную стойкость.
Заключение
Контроль температуры при сварке нержавеющей стали — это не второстепенный момент, а ключ к долговечности изделия. Даже незначительное превышение критических температур может привести к скрытым дефектам, которые проявятся в эксплуатации.
Если сварка — это часть вашего технологического процесса, важно знать, какие режимы подходят под конкретную марку стали, и как обеспечить устойчивость соединения не только на бумаге, но и в реальной среде.