Технология сварки металла труб

Успех такого сложного соединения во многом зависит от правильного выбора способа сварки труб, который выбирают для конкретного вида металла.

В целом же лучшим вариантом для соединения труб признаётся электродуговая сварка.

Но это под силу только сварщику, имеющему хотя бы минимальный опыт работы. Новичку желательно сначала потренироваться.

При работе с трубами из толстого металла лучше использовать непрерывный способ сварки при токе в 40-60 ампер. Важно именно проварить металл, а не прорезать его. При этом электрод ведётся не очень быстро – иначе качество шва пострадает.

Прерывистую точечную сварку труб применяют при сваривании тонкостенных труб. Здесь необходимо строго следить за процессом, потому, что стенки легко проварить насквозь. Для соединения тонких труб лучше использовать полуавтоматы. Они работают с малой силой тока, обеспечивая отличное качество как непрерывного, так и точечного сварного шва.

Профессионалы советуют при сварке труб ручной дуговой сваркой делать тройной шов – он будет надёжнее одиночного. Наиболее удобно работать сварщику с поворачиваемой трубой. Сварка так называемых поворотных стыков производится следующим образом:

• сначала соединяется одна четверть диаметра трубы;
• потом трубу поворачивают на 180 градусов, и варится противоположный первому шву участок;
• далее новый поворот и сварка второй четверти диаметра трубы;
• после этого производится ещё одно вращение трубы, и соединяется оставшейся участок.

После очистки от окалины на первый шов наносят второй. Заключительный третий шов начинают наносить с противоположной стороны второму шву.

При сварке жёстко зафиксированной трубы применяется иная методика:

• первый шов ведут снизу вверх до половины диаметра трубы, а потом опускается вниз, обратно к началу;
• нанесение второго шва начинают также снизу, но ведут с другой стороны и в обратном направлении.

Подобный способ сварки неповоротных стыков исключает непроваренные участки, и шов получается более надёжным. При выполнении третьего шва работают по схеме первого варианта.

Самое надёжное соединение даёт многослойная сварка. В некоторых случаях применяют сварку спиралью – очистив от окалины начальный шов, второй ведут параллельно валику первого.

Выбор способа сварки медных труб зависит от назначения соединяемых труб, герметичности шва и иных характеристик. Применяют три метода сварки – электродуговую, контактную и газовую.

• Наиболее перспективной признаётся электродуговая сварка с использованием неплавящегося электрода из вольфрама и присадочной проволоки, в состав которой добавлены раскислители.
• В качестве защитного газа целесообразно использовать азот, потому что сварка получается дешёвой.
• Однако при работе с тонкостенными медными трубами лучше применять аргон.

Самой востребованной остаётся сварка стальных труб – как в производстве, так и в быту. Здесь существенную роль играет квалификация сварщика. Что касается сварочного оборудования, то используются электросварки, газосварки и полуавтоматы.

Перед началом сварки проводят предварительную тщательную очистку кромок от загрязнений и окислов, затем снимают фаску, что позволит получить V-образную площадь, благодаря которой шов станет прочным и герметичным.

При сварке газовой горелкой достаточно одного шва. С целью исключения непровара окончание шва немного накладывается на начало. Сорт присадочного материала должен быть одинаковым с металлом свариваемой трубы.

А самыми распространёнными на сегодня являются электросварка и полуавтоматическая. В обоих случаях процесс начинается с подготовки свариваемых труб. Затем соединяемые части центрируют и равномерно прихватывают в трёх-четырёх точках.

Первый шов «тройкой». Важно заполнить фаску по высоте всего на две трети. После очистки шва от шлака и проверки качества работы, меняют электрод «четвёрку» и приступают к нанесению дополнительного шва.

Специальная технология сварки оцинкованных труб позволяет соединять их, не нарушая цинкового покрытия. На место стыковки наносят флюс, который и обеспечивает защиту от выгорания покрытия. Под флюсовым слоем цинк сначала от воздействия тепла становится вязко-жидким, затем расплавляется, но не выгорает и не испаряется. По завершению сварки это обеспечивает защиту от коррозии.

При работе с оцинкованным материалом крайне важно наличие вентиляции. В противном случае от цинковых паров сварщик может «заработать» лёгочное заболевание или хуже того, задохнуться.

Основной способ сварки профильных труб – обычное соединение торцов встык. Выполняют её дуговым или газовым методом, но благодаря простоте и качественному шву больше распространён первый из них. Однако электросварка профильной трубы требует опыта работы сварщика, хотя бы небольшого.

Много зависит, к примеру, от правильного подбора электрода. Чем он толще, тем мощнее дуга. Излишне толстым электродом профильную трубу можно прожечь, а слишком тонким получить непрочный шов. Учитывая то, что для данного изделия характерная толщина составляет 1,5-5 мм, подойдут «двойка и «тройка».

При работе с профильными трубами важна скорость движения электрода по материалу. Если замедлиться, то есть риск прожечь деталь, при убыстрении – получить некачественный шов. Оптимальное движение подбирается опытным путём.

Настоящего профессионализма требует сварка газовых труб, которая довольно опасна. Работать нужно быстро и качественно.

Перед началом соединения обрабатывают кромки труб: очищают от загрязнений. Если труба толстостенная – больше 4 мм, то производят скос кромок для облегчения прогревания металла на месте контакта.

Практикуются два способа сварки газовых труб:

• сварка слева направо. Применяют тогда, когда толщина металла больше 5-ти мм. Дуга направляется на уже приваренный участок, вместе с горелкой перемещается присадка. Вариант экономит расход газа и повышает производительность на 25%;
• сварка справа налево. Здесь горелку продвигают по не приваренным участкам – присадочная проволока «идёт впереди паровоза». Лучший метод для работы с тонкостенными газовыми трубами.

Способ электродуговой сварки трубопроводов часто применяют при монтаже или изготовлении технологических линий. Производятся они на постоянном или переменном токе.

Экономичным, а значит, более выгодным является сварка на переменном токе, потому что получается меньший расход энергии. Да и оборудование требуется более доступное.

Технология сварки труб электросваркой. Полезные рекомендации

20.03.2019

Бытует мнение, что сварка труб – это довольно простая технологическая операция, с которой способен справиться даже новичок.

Действительно, казалось бы, что тут сложного. Детали довольно большие, соединяемые поверхности хорошо подогнаны друг к другу и обработаны, материал качественный. На первый взгляд, есть все необходимое для формирования эстетичного и прочного шва!

На практике, однако, выходит совершенно иначе. Процесс этот довольно труден, в особенности, если речь идет о формировании полноценного трубопровода, работающего под давлением. К работе с его сегментами привлекают лучших специалистов.

Почему так происходит? Как выполнить сварку с высоким качеством, не обладая значительным опытом? Каких советов и рекомендаций стоит придерживаться?

Основная технология

Наиболее распространенной и востребованной методикой является электродуговая сварка.

Да, у нее есть альтернативы в виде газовой сварки, но ее неоспоримые преимущества заключаются в простоте, минимальном наборе оборудования и результате, соответствующем самым строгим стандартам.

Даже при конструировании магистральных трубопроводов используется именно этот метод. Чтобы добиться высокого качества, необходимо отнестись к работе со всей ответственностью.

Выбор электродов

Соединение сегментов стальных трубопроводов должно вестись при помощи качественных расходных элементов, иначе вряд ли удастся достичь хорошего результата.

Например, если речь идет о выборе электродов, то лучшими считаются следующие модели:

• АНО-21, АНО-24 и МР-3. Функционируют на переменных токах. Допускается работа даже при мокрой обмазке. Стоимость изделий невысока, что объясняет их востребованность в быту, они идеально подходят для того, чтобы соединить конструктивные элементы ворот, теплиц и других конструкций небольшой массы, не испытывающих высоких нагрузок. Работа с трубопроводами, транспортировка среды в которых ведется под значительным давлением, не допускается.
• УОНИ. Качество сердечников заслуживает лестных отзывов даже со стороны профессиональных сварщиков, но они имеют минус – работа не может вестись с высокой скоростью. Необходимо постоянно следить за стабильностью дуги, шов наплавляется постепенно, так что у работника должен иметься определенный опыт взаимодействия с классическими электродами АНО и МР.
• Отлично для металлических труб подходят электроды LB-52U. Это японская разработка. Именно ей отдают предпочтение при реализации крупных проектов. Они формируют ровную и стабильную дугу, получаемый шов сочетает в себе прочность и эстетичность. Минус – довольно высокая стоимость, но подходят они и специалистам, и новичкам.

Посмотрите видео по теме, какие электроды использовать для сварки труб:

Основные методы

Соединение может выполняться одним из следующих способов:

1. Встык, когда соединяемые трубы размещаются друг напротив друга. Наиболее распространенный вариант, отличающийся относительной простотой реализации. Впрочем, и он характеризуется определенными сложностями. Первый момент – работу лучше вести снизу. Второй момент – необходимо тщательно проваривать металл, чтобы глубина провара соответствовала толщине стенки.
2. Внахлест. Данный метод ориентирован на соединение элементов, изначально различающихся по диаметру, либо сегментов, один из которых развальцован, то есть его диаметр увеличен намеренно, методом механического воздействия.
3. Тавровое соединение выполняется под 90-градусным углом.
4. Угловое соединение предполагает, что угол между соединяемыми отрезками менее 90 градусов.

Полезные рекомендации

Перед тем, как варить трубы электросваркой, стоит запомнить ряд советов, следование которым упростит процесс, а также улучшить качество конечного результата:

• Если соединение осуществляется стыковым или тавровым методом, то лучше всего показывают себя электроды, диаметр которых варьируется от 2 до 3 миллиметров.
• Рекомендуемая сила тока – от 80 до 100 ампер, исключение составляет только сварка внахлест, когда ее рекомендуется увеличить до 120 ампер.
• При заполнении сварочного шва нужно ориентироваться на то, чтобы подъем металла над плоскостью элемента достигал 2-3 миллиметров.
• Если труба имеет в сечении не привычные овалы или круги, а профили, то есть прямоугольники и квадраты, то используется точечный способ ее соединения.

Суть его состоит в том, что изначально нужно сварить небольшой участок с одной из сторон. Далее – аналогичный участок на противоположной стороне, после – на оставшихся двух плоскостях. Только после этого труба сваривается окончательно.

Данный подход дает возможность исключить вероятность коробления изделия при повышении температуры, его геометрия остается стабильной.

Подготовительные операции

Окончательное качество стыковки зависит не только от профессионализма сварщика и использования “правильных” электродов, но и от того, насколько грамотно выполнена предварительная подготовка.

Заключается она в следующих операциях:

• Проверка соответствия геометрии соединяемых элементов выбранной технологии. Необходимо помнить, что толщина стенок должна быть идентичной, иначе не удастся полноценно проварить толстостенную трубу, а в случае работы с тонкостенным изделием, наоборот, увеличивается риск сквозного прожога.
• Не допускается наличие дефектов на свариваемых изделиях, будь то трещины, заломы или деформации. В процессе температурного расширения они могут превратиться в участки полного разрушения конструкции.
• Не допускаются геометрические отклонения среза. Его угол должен составлять 90 градусов, иначе сварочный шов окажется недостаточно прочным, возникнут проблемы с его формированием, что будет представлять угрозу разрушения всей конструкции.
• Кромки соединяемых труб необходимо зачистить до появления блестящей металлической поверхности, для чего применяется грубая наждачная бумага или специальная щетка. Минимальная протяженность зачищаемого участка – сантиметр от кромки.
• Удаляются жировые и другие загрязнения, следы краски и проявления коррозии. Наиболее эффективное средство удаления – химический растворитель.

В этом видео показывается, как подготовить кромки трубы под просвет с помощью болгарки:

Особенности процесса

Технология сварки труб предполагает следование следующим правилам:

• Шов должен быть беспрерывным, то есть заканчиваться в точке своего начала. Отрывы электрода от поверхности не допускается. Выполнить правило невозможно, если диаметр трубы слишком велик. В такой ситуации используется многослойная сварка. Число слоев нужно соотносить с толщиной стенок.

2 слоя соответствуют толщине менее 6 миллиметров, 3 – от 6 до 12, 4 – более 12. Перед нанесением последующих слоев нужно убедиться, что первый полностью остыл.

• Перед тем, как сварить две трубы, их нужно зафиксировать. Прихватка упростит работу, исключит поперечные и продольные перемещения, позволит сформировать ровный и прочный шов без лишних усилий.
• При толщине стенки трубы более 4 миллиметров допускается формирование коренного шва, основная особенность которого – заполнение области между соседними кромками на полную глубину. Альтернатива коренному шву – валковый аналог, который идентифицируется по 3-миллиметровому валику сверху шва.
• Проверка качества шва. Он простукивается молотком, что позволяет удалить включения шлака. После этого проводится визуальный осмотр, не допускаются трещины, участки с недостаточным проваром, сколы, выемки, прожоги.

Если по трубам будет транспортироваться жидкость или другая среда, находящаяся под давлением, то проводится тестовый запуск, позволяющий определить герметичность.

Сварка водопроводных труб и арматуры: виды, методы, технология

Сварка водопроводных труб и арматуры – это несколько технологий, которые обеспечивают качество соединения металлических изделий. Вообще процесс соединения металлов необъятен, в нем не только выбор режимов и способов, здесь различные марки электродов и присадочных проволок, обмазок электродов и защитных газов.

У каждого металла свой режим сварки и свои расходные материалы. Но когда речь заходит о сварке металлических труб, то специалисты в один голос говорят об инверторной технологии с плавящимся электродом.

Потому что сваривание труб инвертором – это простота самого процесса, его безопасность и доступность в плане расходных материалов и сварного оборудования.

Но кроме сварки труб инвертором необходимо обозначить и другие технологии:

• Аргонодуговая сварка. Это применение специального оборудования, в состав которого входит инвертор, баллон с аргоном (защитный газ, не позволяющий происходить внутри сварочной ванны окислительных процессов), горелка (в ней установлен неплавящийся электрод, чаще вольфрамовый, через него в зону сварки подается электрический ток) и комплект шлангов и электрических кабелей. Для проведения данного типа сварки необходима и присадочная проволока, которая подается в зону сварного шва, где она расплавляется под действием высоких температур.
• Газовая сварка. Здесь нет электричества, только газовая смесь, которая горит, выделяя большое количество тепловой энергии. При этом кромки двух соединяемых металлических заготовок расплавляются. В сварочную ванну добавляется присадочная проволока, которая вместе с расплавленным металлом становится монолитом, соединяя трубы на уровне межатомных соединений.

В принципе, сварка металлов – это и есть соединение на межатомном уровне. Два соединяемых металла становятся единым целым в месте сварного шва.

Электродуговая сварка труб

Появление инверторов практически отодвинуло остальные способы сварки стальных труб. Небольшие аппараты прекрасно справляются с возложенными на них функциями, швы получаются аккуратными, прочными и надежными. Главное – правильно выбрать электрод для них и режим сварки.

Выбор электродов

У электродов для сварки стальных труб должен быть стальной стержень, а вот обмазка, покрывающая этот стержень, может быть разной:

• основной;
• рутиловой;
• кислотной;
• рутилово-кислотной;
• целлюлозной;
• рутилово-целлюлозной.

Но среди большого разнообразия есть так называемые универсальные марки, которыми сварку можно проводить, невзирая на различные требования самого сварочного процесса. К ним относятся марки УОНИ, ЭА, ОЗШ, ОЗС и т.д. Специалисты рекомендуют начинающим сварщикам использовать марку УОНИ. С ее помощью можно варить даже ржавые трубы. Эти электроды не капризные.

Виды сварных соединений труб

Трубы в системе водопровода могут соединяться по-разному, поэтому существует несколько видов сварных соединений.

• Две трубы одного диаметра соединяются в одной плоскости, т.е. встык.
• Соединяются две трубы с разными диаметрами – сварка производится внахлест.
• Под углом 90° – тавровое соединение.
• Под углом меньше 90° – угловое.

Сварка водопроводных труб встык встречается чаще других. При кажущейся простоте у этого вида есть и свои нюансы:

• Лучше варить такой стык в нижнем положении, когда электрод подается в зону сварки сверху.
• Проварить стык надо во всю глубину сварочной ванны.
• Используются электроды диаметром 2-3 мм.

Для соединения встык лучше выставлять ток величиною 80-100 ампер. Для соединения внахлест ток поднимается до 120 А. При этом трубы небольшого диаметра (до 110 мм) рекомендуется проварить за один проход.

Технология сварки профильных труб (прямоугольного сечения) отличается от стыковки круглых изделий – сварка производится точечно в виде прихваток с каждой стороны профиля, чтобы в процессе основного сваривания металл не повело и не покоробило.

После остывания точечных прихваток проводится полное заполнение шва по всему периметру.

Сварка водопроводных труб

В первую очередь трубы надо подготовить, поэтому до начала сварки необходимо обратить внимание на следующее:

• Стыковаться должны трубы с одинаковой толщиной стенок.
• Сечение каждой трубы должно быть круглым (не овальным) и соответствовать диаметру.
• На кромках не должно быть дефектов (трещин, заломов и прочих).
• Торец трубы должен быть ровным под 90°.

После чего с краев удаляются масляные и жировые пятна, краска и другие загрязнения. Кромки зачищаются до металлического блеска на расстояние 1 см от края.

Трубы небольшого сечения варят за один проход. Изделия большого сечения проваривают в несколько слоев. Все зависит от толщины стенок свариваемых водопроводных труб. К примеру, стенки толщиною 5-6 мм варят в два слоя, 6-12 мм в три.

Перед тем как проводить следующий слой сварки, необходимо чтобы предыдущий остыл.

Еще один важный момент: устанавливая трубы в необходимом положении, нужно сделать прихватку в одном или нескольких местах, чтобы не произошло смещение элементов водопроводной конструкции, после этого производится полная сварка. Варить стык можно двумя способами: коренным и валковым. Первый – это заполнение шва снизу доверху так, чтобы металл не выходил за пределы поверхности труб. Второй – это с образованием над поверхностью стыка валика высотою до 3 мм.

И несколько полезных советов, которые определяют качество конечного результата:

• Многослойная сварка производится послойно, при этом укладка каждого слоя должна производиться в разных направлениях.
• Точка соединения следующего слоя не должна совпадать с точкой стыковки предыдущего.
• Оптимальное положение стыка – нижнее. Поэтому трубы надо постоянно поворачивать, чтобы электрод находился сверху. Оптимальный угол поворота 60-110°. В этих пределах стык находится в удобном положении относительно сварщика. Длина шва в таком диапазоне самая длинная, а это обеспечивает беспрерывность зоны сваривания.
• В некоторых случаях сварку проводят в нижнем положении, после чего трубы поворачивают на 180° для продолжения процесса. Последовательность проведения такого соединения следующая: сначала проваривается шов с заполнением 2/3 его объема, затем производится поворот на 180°, варится шов с полным заполнением, далее еще один поворот на 180° и полный провар до конца незаполненного шва.
• В случае, если поворачивать водопроводные трубы нет возможности, то сварка проходит по следующей технологии: сварной стык делится на две равные части так, чтобы можно было варить с самой нижней точки, поднимаясь вверх до самой высокой. Таким образом проваривается одна часть, затем другая с противоположной стороны труб. Варить лучше послойно с заходом на соседний шов.
• При вертикальной сварке водопроводных труб нужно сначала заполнять металлом стык на 75% от объема, после остывания нанести еще один слой для полного заполнения.

Большое значение при сварке стальных водопроводных труб играет проверка качества стыка. Шов обязательно обстукивают молотком, чтобы сбить шлак. Затем визуально проверяется на предмет наличия трещин, сколов, непроваров и прожогов. Оптимально – подать в трубопровод воду, которая сразу же покажет наличие дефектов.

Сварка арматуры

Варить арматуру можно, как и трубы, разными способами. Чаще всего применяется электродуговая сварка инверторами, для этого используются электроды марки АНО или МР. Процесс сварки достаточно прост, главное знать некоторые нюансы, в основе которых лежит режим ток сваривания, размер сечения арматуры и способ соединения.

Что касается диаметра арматурных стержней, то варить их надо, учитывая диаметр электродов. Так при диаметре арматурного стержня меньше 14 мм необходим электрод диаметром 3 мм, больше 14 мм – электрод 4 мм. Жестких требований относительно данного соотношения нет, т.е. арматуру большого диаметра можно варить и электродами 3 мм.

Необходимо отметить, что при сварке ответственных конструкций лучше придерживаться вышеописанного соотношения, хотя многое зависит от квалификации сварщика. Как и в случае с трубами, способов соединения арматуры несколько:

1. Стыковое.
2. Нахлесточное.
3. Тавровое – под прямым углом.
4. Угловое – под острым углом.
5. Перекрестное – используется при создании сеток.

Обычно для соединения арматуры первыми двумя способами используется электродуговая сварка инвертором или трансформатором. Остальные соединяются методом контактной сварки.

При соединении встык арматуры большого диаметра (больше 16 мм) нужно провести заострение стержней, чтобы создать канавку, заполняемую металлом электрода.

Для этого края стержней стачиваются под конус с углом 45-50°. Если проводится сварка внахлест, то необходимо учитывать длину сварочного шва или длину нахлеста, что одно и то же.

Есть определенное соотношение диаметра прутка и длины нахлеста в зависимости от марки арматуры:

• Если соединяются между собой две арматуры марки А400С, то длина нахлеста должна равняться восьми диметрам арматурного стержня.
• А500С – 10 диаметров.
• В500С – 10 диаметров.

К примеру, если для сборки конструкции была использована арматура диаметром 12 мм, то длина сварочного шва должна быть в десять раз больше, то есть 120 мм или 12 см.

Рифленую арматуру при сварке внахлест необходимо обточить до прямоугольного сечения, чтобы увеличить площадь контакта. Это одновременно увеличивает и качество сварочного шва.

Сварка арматуры производится в определенном режиме с точным подбором тока.

Этот параметр именно подбирают, потому что нет точных данных относительно диаметра прутка, диаметра используемого электрода, марки арматуры.

Поэтому сварщик сначала пробует проводить сварочный процесс на каком-то определенном значение тока. К примеру, если электрод начинает прилипать к стержню, то это говорит о низком токе и его следует увеличить.

Контактная сварка арматуры

Для проведения контактной сварки арматуры используется специальное оборудование, в основе которого лежит трансформатор, подающий ток на один из двух электродов.

Между последними зажимаются два соединяемых стержня арматуры, в зазор которых и подается электрический ток, проходящий от одного электрода к другому.

Происходит нагрев, расплавление металла, а давление со стороны электродов создает необходимый прижим, что в целом и обеспечивает прочное и надежное соединение двух арматур. Есть 2 технологии точечной сварки: мягкая и жесткая. Мягкая – это:

• плавный нагрев;
• больше времени на весь процесс;
• плотность тока на электроде не больше 100 А/мм²;
• скорость протекания тока происходит за 1-3 секунды.

Жесткая:

• плотность тока 120-300 А/мм²;
• время протекания тока 0,1-1,5 секунд;
• соответственно и время сварки небольшое.

Жесткая технология – это повышенная производительность, но увеличивается потребление электроэнергии, приличные нагрузки на питающую сеть.

Режим сварки во многом будет зависеть от марки стыкуемой арматуры. Некоторые из них, к примеру, стальная арматура класса А-1 варится непрерывным плавлением.

Класс прутков А 2-4 варится прерывистой технологией с предварительным нагревом.

Но если аппарат контактной сварки не соответствует необходимой мощности (в зависимости от прочности и диаметра арматуры), то любой класс варится с подогревом.

Возможно Вам также будет интересно прочитать про монтаж чугунных труб.

Заключение

Сварка водопроводных труб и арматуры – процессы на самом деле непростые. И хотя появление инверторов дает возможность сварочный процесс проводить без особых сложностей, все равно знание нюансов сварной технологии гарантирует качество конечного результата. Поэтому каждый сварщик просто обязан знать режимы и особенности сварки.

Электродуговая сварка труб: нюансы и особенности процесса. Видео:

Сварка стальных труб

►Выбор электродов и оборудования
►Соединение стальных труб сваркой
►Особенности сварки труб

Сварка стальных труб — один из самых надежных методов монтажа инженерных систем.

В отличие от фланцев, она не требует повышенного расхода металла, не утяжеляет вес конструкций, что сказывается на стоимости проекта в целом. Резьбовая стыковка уступает сварным швам по устойчивости к вибрациям и внутреннему давлению.

Соединение металла осуществляется на молекулярном уровне и служит гарантией долгого срока службы.

Сварка стальных труб используется для всех видов трубопроводов:

• Магистральных;
• Промышленных;
• Технологических;
• Систем газоснабжения;
• Водопроводов;
• Канализации.

Технология постоянно совершенствуется, постепенно удалось достичь высокого уровня автоматизации процессов, например, в изготовлении электросварного трубного проката. Методы сварки классифицируют по природе воздействий:

• Механическая: производится давлением. Например, при вращении шпинделя механическая энергия превращается в тепловую, что вызывает оплавление. К механическим относят диффузионную сварку в вакууме, ультразвуковое соединение и посредством взрывов.
• Термическая: межатомные связи устанавливаются посредством нагрева. Источниками энергии служат электрическая дуга, ток, пламя, излучение. Оплавление кромок сопровождается формированием ванны, в которой концентрируется расплавленный металл. 
• Термомеханическая: виды, объединяющие воздействие температурой и давлением. Например, при использовании контактного метода материал нагревают, затем осуществляют пластическую деформацию.

В зависимости от сложности поставленной задачи и условий работы подбирают оптимальный способ и материалы. Несмотря на кажущуюся простоту действий, сварщик должен обладать высокой квалификацией, достаточным уровнем мастерства, не иметь перерывов в работе более 6 месяцев.

Выбор электродов и оборудования

Сварочный электрод — это стержень со специальным покрытием, обладающий высокой электро- и теплопроводностью. Сегодня выпускается более 200 видов, примерно половина из которых предназначена для ручных технологий сварки, остальные категории — для промышленных. 

Электроды можно разделить на две большие группы:плавящиеся и неплавящиеся.

К первому типу относят проволоку, которая плавится под действием тока или другой энергии, заполняя собой пространство между свариваемыми деталями. Покрытие (или обмазка) стержня при этом выделяет газ, который обволакивает рабочую зону и защищает расплав от окисления.

Второй тип представляет собой стержни из угля, графита или вольфрама. При сварке поступающее тепло расплавляет кромки деталей, а энергия расплава плавит электрод.

Присадочный материал добавляется в центральную зону по необходимости. Процедуру осуществляют в среде инертных газов.

Этот способ позволяет сваривать неферромагнитные сплавы, в том числе стали аустенитного и мартенситного класса, но из-за сложности редко применяется в других областях.

От типа сварочного оборудования зависит технология сварки. Рассмотрим основные виды:

• Трансформатор: снижает напряжение электросети с 220 или 380 В до нужной величины, чаще всего, до 70 В. В настоящее время мало применяется из-за большого веса.
• Инвертор: применение инверторных технологий уменьшило силовой трансформатор, создав стабильный источник тока.
• Генератор: автономный источник питания для дуговой сварки.
• Выпрямитель: аппарат, который преобразует переменный ток в постоянный.
• Автомат дуговой сварки: автоматическое устройство, выполняющее соединение поверхностей на недоступных человеку скоростях.
• Сварочный аппарат: совокупность механизмов, обеспечивающих перемещение головки вдоль шва, подачу флюса, защитного газа, и другие функции. Если действие происходит механизированным способом, устройство называют сварочным автоматом.

Для работы сварщика необходимо обеспечение средств защиты: маска со светофильтром, элементы тепло- и электрозащиты от расплавленных брызг и тока. Если сварка производится в месте с недостаточной вентиляцией, требуется дополнительное вытяжное оборудование для предотвращения отравления газами или пылью.

Соединение стальных труб сваркой

Параметры выполнения сварных соединений трубопроводов регламентированы ГОСТ 1637-80, а методы испытаний — ГОСТ 57180-2016. Основные виды сварных швов классифицируют по признаку расположения соединяемых деталей:

• Стыковое;
• Внахлест;
• Тавровое;
• Угловое;
• Торцовочное.

При выполнении работ учитывается ряд нюансов:

• Режимы настройки аппарата: оптимальный диаметр электрода, сила подачи тока, расстояние между проводником и металлом.
• Диаметр и толщина стенки стальной трубы: стыковка деталей, способ выполнения корневого шва и валика зависят от вида проката.
• Поворотные и неповоротные стыки: необходимо учитывать положение ванны с расплавом.

При ручной сварке в ходе выполнения шва специалист контролирует ряд параметров: толщина стенок трубы должна быть максимально приближена к характеристикам трубопровода, а образование выпуклых валиков с внутренней или наружной стороны находится в пределах допусков.

Основные этапы работ:

• Диагностика: проверка элементов на овальность, изучение технической документации.
• Подготовка: срез торцов трубы должен составлять 90⁰ или иметь уклон 30⁰, зону сварки очищают до блеска и обезжиривают;
• Выполнение шва: сварку выполняют послойно (для толстостенного проката), каскадным методом, обратно-ступенчатым и др.
• Удаление наплывов и окалины после кристаллизации;
• Проверка ультразвуковым или радиографическим методом.

Для фиксации деталей возможно выполнение прихваток: точечных участков. При сварке оцинкованных труб используют защиту в виде флюса, так как цинк при нагревании воспламеняется.

Особенности сварки труб

Монтаж трубопроводной системы производят на месте. Предварительно трубы сортируют по толщине стенок или иным параметрам в заводских условиях. На участке прокладки сваривают плети из нескольких элементов, затем монтируют в траншею или на опоры.

Основные требования к соединениям стальных труб сваркой на месте прокладки изложены в СНиП 3.05.04.85. При снижении температуры допустимо обустройство защитных палаток, внутри которых выполняют сварочные работы.

В зависимости от типа трубопровода формируется ряд дополнительных требований. Например, трубный прокат, предназначенный для монтажа систем подачи питьевой воды берегут от попадания сточных вод и иных загрязнений.

 

При прокладке систем производится проверка на вогнутость, изменение толщины стенок, наличие пор и включений. Допуски формируют на основании отраслевых стандартов. 

Оцените нашу статью

Технология сварки труб электросваркой

Существует несколько способов сварки трубопроводов (стальных). Но появление инверторов отодвинуло все способы, и теперь сварка труб в быту проводится именно этим аппаратом.

Во-первых, это простота сварочного процесса, во-вторых, доступность и высокая безопасность.

Тем более, технология сварки труб не очень сложная, главное правильно провести подготовку и выбрать необходимые расходные материалы.

Подготовка труб к сварке

Сварочный процесс начинается именно с подготовки. В первую очередь нужно выбрать электроды, которыми трубы и будут свариваться. Здесь два критерия выбора: материал, из которого делается металлический стержень, и обмазка – материал, покрывающий стержень.

Для сварки металлических труб используются плавящиеся электроды и неплавищиеся. В первых стержень плавится, во вторых нет. Во втором случае используется дополнительный материал – присадка, которая и заполняет собой сварочный шов. Практика показывает, что сварка труб плавящимися электродами сегодня в бытовых условиях используется чаще. Просто потому что этот способ проще.

Теперь, что касается обмазки электродов. Здесь несколько позиций, где используются различные материалы для образования защитной поверхности.

• Рутиловые.
• Кислотные.
• Рутилово-кислотные.
• Целлюлозные.
• Рутилово-целлюлозные.
• Основные.

У каждой позиции свои плюсы и минусы, поэтому при выборе необходимо учитывать условия сварки трубопроводов. Но есть среди них универсальный вариант – это электроды с основным покрытием. К данной категории относятся такие марки электродов, как УОНИ, ОЗС, ВИ, ЭА, НИАТ, ОЗШ и другие менее известные. Начинающим сварщикам рекомендуется проводить сварку труб электродами УОНИ.

Перед тем как сварить две трубы, необходимо понять, что существует несколько видов сварных соединений.

• Встык, когда две трубы располагаются напротив друг друга.
• Внахлест, так обычно соединяются две трубы разного диаметра, или одинакового диаметра, только одна из труб развальцовывается, то есть, ее диаметр механическим способом увеличивается.
• Тавровое соединение, когда два трубопровода стыкуются в перпендикулярных плоскостях.
• Угловое соединение, когда стык производится под углом меньше 90°.

Кстати, вариант под номером один кажется очень простым. Но в нем таится сложность самого процесса. Во-первых, варить такой шов лучше в нижнем положении, это когда электрод в стык соединения подается сверху. Во-вторых, проварить металл надо во всю толщину стенки.

И еще несколько полезных советов.

• Для сварки трубопроводов встык и тавр лучше всего использовать электроды диаметром 2-3 мм.
• Режим сварки, то есть, величина устанавливаемого тока должна быть в пределах 80-100 ампер. При сварке внахлест силу тока нужно поднять до 120 А.
• Заполняемость сварочного шва должна быть такой, чтобы над плоскостью трубы металл поднимался на 2-3 мм.
• Сварка профильных труб (квадратных) производится точечно. То есть, сначала сваривается небольшой участок на одной стороне, затем на противоположной, после на соседней и далее на противоположной соседней. После чего производится полная сварка стыков. Цель – чтобы труба не покоробилась в процессе ее нагрева.

Перед тем как варить трубы электросваркой, их необходимо подготовить. В основном это касается кромок. Вот последовательность, как это надо делать.

1. Проверяются геометрические размеры на соответствие проводимому монтажу трубопроводов. Могут стыковаться трубы с разной толщиною стенки, что может привести к не провару толстой трубы или к прожогу тонкой.
2. В разрезе трубопровод должен быть круглым, а не овальным или другой формы. Это просто обеспечит качество сваренного стыка и упростит сам процесс.
3. Стенки труб должны быть без дефектов: трещин, заломов, расширений и так далее.
4. Срез кромки должен быть прямым (90°).
5. Кромки защищаются до металлического блеска (используется щетка, наждачка). Длина зачищаемого участка – не меньше 1 см от кромки.
6. Удаляются масляные и жировые пятна, краска, обязательно торцы обезжириваются при помощи любого растворителя.

И хотя электроды УОНИ не являются капризными, то есть, с их помощью можно заварить даже ржавые детали, на качество шва влияют любые дефекты металла. Поэтому стоит уделить немного времени для подготовки кромок трубопровода.

Сварка стальных труб

Сварка труб круглого сечения производится беспрерывным швом. То есть, если процесс начался с одной точки, то он должен закончиться на ней же, не отрывая электрода от свариваемой поверхности.

При сварке труб большого диаметра (свыше 110 мм) одним электродом заполнить шов невозможно. Поэтому необходимо применять многослойную сварку, где количество слоев определяется толщиною стенок труб.

К примеру:

• Если толщина стенки 6 мм, то достаточно и двух слоев металла.
• 6-12 мм – сварка производится в три слоя.
• Больше 12 мм – больше четырех слоев.

Внимание! Многослойная сварка производится с одним требованием. Перед нанесением последующего слоя предыдущих должен остыть.

Сборка трубопровода

Перед тем как сваривать трубы, чтобы упростить поставленную задачу, необходимо собрать сварочный стык.

То есть, устанавливаете трубы согласно конструкции сборки, зажимаете их, чтобы они не двигались и не смещались. После чего делается прихватка.

Это когда делается точечная сварка в одном месте, если трубопровод собирается из изделий большого диаметра, то прихватку можно делать в нескольких местах.

В принципе, все готово, можно варить трубопровод. Казалось бы, на этом разговор о сварке можно было бы и завершить. Но для начинающих сварщиков он только начинается, потому что сварочный процесс, связанный со сборкой трубопроводов, это большое количество нюансов. Вот только некоторые из них, которые необходимо взять на вооружение.

• Варить трубы толщиною более 4 мм можно коренным швом, это когда металл заполняет пространство между кромками во всю глубину, и валковым, когда сверху шва образуется валик высотою 3 мм.
• При соединении труб диаметром 30-80 мм вертикальным швом технология чуть отличается от нижнего расположения шва. Сначала заполняется объем 75%, затем остальное пространство.
• При многослойной технологии сварки горизонтальный шов варится двумя слоями так, чтобы последующий наносился в противоположном направлении, чем предыдущий.
• Точка соединения слоя нижнего не должна совпадать с такой же точкой слоя верхнего. Замковая точка – это конец (начало) шва.
• Обычно при сварке труб последние надо все время поворачивать. Делают это вручную, поэтому необходимо знать, что оптимальный сектор поворота 60-110°. Просто в этом диапазоне шов располагается в удобном для сварщика месте. Его длина самая максимальная, и это позволяет контролировать беспрерывность шовного соединения.
• Самое сложно, как считают многие сварщики, это поворачивать трубопровод сразу на 180° и при этом соблюсти качество сварного шва. Поэтому при таком повороте рекомендуется технологию сварки изменять. То есть, сначала проваривается шов на глубину до 2/3 одним или двумя слоями. Затем трубопровод поворачивается на 180°, где шов заполняется полностью в несколько слоев. Далее опять идет поворот на 180°, где шов до конца заполняется металлом электрода. Кстати, такие стыки называются поворотными.
• Но есть и неповоротные стыки, это когда труба к трубе приваривается в неподвижной конструкции. Если трубопровод расположен горизонтально, то варить стык между его частями надо, разделив его на две части. Сварка начинается с нижней точки (потолочной) и перемещается к верхней. Точно также сваривается и вторая половина стыка.

И последний этап в технологии сварки труб – это контроль качества шва. Его необходимо обстучать молотком, чтобы сбить шлак. Затем визуально проверить на наличие трещин, выемок, сколов, прожогов и не проваров. Если трубопровод предназначен для жидкостей или газов, то после сборки в него запускают воду или газ, чтобы проверить на предмет протечек.

Процесс сварки на самом деле мероприятие ответственное. И только опыт сварщика может с первого раза гарантировать качество конечного результата. Но опыт – дело наживное. Предлагаем посмотреть видео – как правильно варить стальные трубы.

• Поделись с друзьями
• 1
• 0
• 0
• 1