В автономных системах отопления, где используется котел с высокотемпературным теплоносителем для соединения труб наиболее часто применяется электрическая сварка. Этот способ соединения стыков труб герметичный и надежный, что особенно важно при сильных термических нагрузках.
Разновидности сварных швов и соединений
Электросварка – способ соединения металлических фрагментов (профилей, труб) методом локального расплавления металла. Он нагревается до нужной температуры с помощью электрической дуги с помощью сварочного аппарата, преобразующего переменный ток в постоянный.
Электрическая дуга образуется на электроде – металлическом стержне. В области действия дуги создается особая среда, которая одновременно плавит металл, но не дает ему контактировать с воздухом и окисляться.
С помощью сварки можно создать герметичное соединение двух труб, при котором вероятность протечки, как при фланцевых или муфтовых стыках.
Для этого важно выполнить качественный сварной шов путем сплавления металла на кромках обоих отрезков труб.
Сварщики используют несколько основных типов швов, в зависимости от типа металла, толщины свариваемых элементов и их взаимного расположения:
- встык – наиболее распространенный способ сварки труб, при котором они располагаются друг напротив друга, соединяясь сечениями;
- в тавр – два фрагмента трубы располагаются перпендикулярно в форме буквы Т;
- угловое — детали располагаются относительно друг друга под углом 45 или 90 градусов;
- внахлест – один отрезок трубы развальцовывается и надевается поверх другого, затем сваривается.
Важно! Стальные трубы для системы отопления и водоснабжения свариваются встык или угловым соединением. Это дает наиболее надежный и прочный шов.
Кроме способа соединения, различают еще и несколько видов сварного шва, которые используются в тех или иных случаях:
- горизонтальный шов – выполняется при взаимном вертикальном расположении труб (чаще всего используется в установке систем водоснабжения и отопления);
- вертикальный – соединение выполняется при взаимном горизонтальном расположении труб, при котором мастер делает вертикальные движения электродом (снизу вверх, сверху вниз и т.д.);
- потолочный – во время сварки электрод находится под свариваемой деталью, сварщику приходится держать руку над головой;
- нижний – в противоположность потолочному, электрод находится сверху соединяемых деталей.
Самый удобный способ сварки – с помощью нижнего шва, при котором специалист хорошо видит рабочее поле и может поворачивать фрагменты труб для более быстрой и продуктивной работы.
Потолочный шов обычно не используется при обустройстве инженерной системы с нуля, т.к. этот способ достаточно неудобен (сварщик быстро устает, плохо видит рабочее поле, на него могут попадать капли расплавленного металла). Потолочный шов обычно используется для ремонта, когда изношенный или деформированный фрагмент трубы вырезается, а взамен ему приваривается новый.
Несколько советов по выполнению качественной сварки
Качество сварки зависит от правильной подготовке к сварным работам, выбору электродов и технологии процесса, который несколько отличается при соединении стыков.
Выбираем подходящие электроды
От того, какой электрод применяется для сварки, во многом зависит качество сварного шва. Он представляет собой тонкий металлический стержень с особым покрытием. Внутренняя часть электрода служит проводником для создания электрической дуги, а покрытие обеспечивает ее стабильность, а также участвует в создании сварного шва.
По типу сердцевины электроды делятся на плавящиеся и неплавящиеся. В первом случае в основе изделия находится стальная проволока, во втором – вольфрамовый, угольный или графитовый стержень.
По типу защитного покрытия электроды делятся на:
- целлюлозные – маркировка «С» — используются для трудоемких и сложных сварочных работ с трубами большого диаметра, на протяженных технологических магистралях;
- рутилово-кислые – «RA» — наиболее используемый тип электрода для сварки инженерных сетей водоснабжения и отопления;
- рутиловые – «RR» — также могут использоваться для сварки труб водоснабжения и отопления, отличаются большей толщиной и лучшим качеством сварного шва;
- рутилово-целлюлозные – «RC» — дают более прочный шов при использовании вертикального способа соединения;
- универсальные – «В» — подходят для сварки труб различных диаметров и толщины, в широком температурном диапазоне.
Еще одна классификация электродов для сварки – диаметр стержня. От него зависит сила электрической дуги, способная справиться с трубопрокатом определенной толщины:
- 3 мм – электроды подходят для сварки труб толщиной до 5 мм;
- 4 мм – электроды позволяют сваривать толщиной до 10 мм, а также делать многослойные швы металла.
Внимание! Кроме толщины и материала изготовления электрода для качественной сварки нужно учитывать еще и силу тока, которая зависит от способа соединения труб. Например, для простого соединения встык подойдет дуга от 80 до 110 ампер, а для сварки внахлест потребуется переключить аппарат на 120 ампер.
Как выполнить правильный шов
Чтобы сделать качественный шов, необходима правильная подготовка трубы к сварке. Качество кромки труб является определяющим для прочного и герметичного шва.
Например, для сварки встык срез трубы должен быть строго под прямым углом. Перед началом работы его тщательно зачищают наждачной бумагой на 1 см от края трубы, затем удаляют масла, краски, металлической пыли и обезжиривают.
Техника сварки зависит от формы сечения, толщины и диаметра соединяемых труб. Простые круглые трубы для систем отопления свариваются простым непрерывным швом, двигая электрод вдоль поверхности трубы до тех пор, пока два фрагмента не будут полностью сварены.
Для относительно тонкого трубопроката (до 6 мм) подойдет двухслойный шов, при толщине от 6 до 12 мм применяется трехслойная сварка. Массивные и толстые фрагменты трубопровода соединяются четырьмя и более швами.
Швы выполняются поочередно, один за другим. Следующий шов можно начинать только после остывания предыдущего. Чтобы добиться качественного и красивого шва, нужно периодически снимать образующийся в месте сварки шлак, слегка постукивая по трубе молоточком.
Особенности сварки поворотных и неповоротных стыков
Для выполнения качественного поворотного стыка (там, где две трубы соединяются под определенным углом) можно использовать специальный вращатель, который фиксирует и обеспечивает максимально удобный доступ сварщику.
Рекомендуем ознакомиться: Соединение трубопроводов из полипропиленовых труб
При отсутствии аппарата придется поворачивать трубу вручную, обрабатывая электродом участок сечения трубы 60-110 градусов.
При ручном выполнении поворотного стыка диаметр труб сначала проваривается на 2/4 с внешней стороны в два слоя, затем разворачивают и доваривают стык, используя все три-четыре слоя.
Неповоротный стык делать намного легче: совместить два фрагмента трубы и сделать несколько точек сварки (например, в виде воображаемого креста, или только с двух противоположных сторон). Варить трубу, начиная с нижней точки, двигая электрод к верхнему участку.
Как проверить надежность соединения
Герметичность сварки можно проверить только одним способом – пропустить через трубу воду или газ под давлением и проверить визуально на наличие протечек рабочей среды. Например, если выполняется сварка труб системы отопления, можно присоединить участок трубы к системе и наполнить ее водой. Если на участке сварного шва не покажутся капли воды, сварка выполнена качественно.
Правила техники безопасности при сварке
Процесс сварки с помощью электрического тока несет в себе три потенциальных опасности:
- получение электротравмы при соприкосновении с проводами или электродами под напряжением;
- ожог кожи расплавленным металлом;
- ожог сетчатки глаза дуговой вспышкой.
Чтобы избежать нежелательных последствий, стоит позаботиться об электроизоляции: использовать специальные резиновые коврики и галоши, заземлить сварочный аппарат, изолировать токопроводящие жилы.
Важно использовать средства индивидуальной защиты – специальные перчатки, а также защитный шлем или щиток для лица.
Сварка труб — видео-инструкция
- Сварка труб – видео которой сможет наглядно продемонстрировать все тонкости процесса, основана на производстве сварных стыков.
- Сварные стыки при сооружении трубопроводов могут быть горизонтальными, поворотными и неповоротными.
Прежде чем осуществить соединение труб и их сварку, трубы проверяют на соответствие проектным требованиям, по которым сооружают трубопровод, а также техническим условиям.
Подготовка труб и общие сведения о сварке
Подготовка стыков труб для сварки сводится к проверке величины притупления, угла раскрытия шва и перпендикулярности относительно оси трубы плоскости реза. Значение угла раскрытия должно колебаться в пределах 60-70 градусов, величина притупления – 2-2,5 мм.
С торцов труб снимают фаски механическим, методом газовой резки или иными способами, способными обеспечить необходимую форму, качество и размеры обрабатываемых кромок.
Разность стенок свариваемых труб по толщине и смещение кромок не должны быть выше 10% и более 3 мм. При стыковке труб необходимо обеспечить одинаковый зазор между кромками стыкуемых труб, равный 2-м или 3-м мм.
Перед сборкой, торцы соединяемых труб, наружные и внутренние поверхности, прилегающие к ним, на длину в 15-20мм необходимо очистить от масла, ржавчины, окалины и грязи.
Сварка стальных труб начинается с выполнения прихваток – составной части сварного шва, выполняемой тем же сварщиком, который будет сваривать стык, и использованием тех же электродов.
Сварка труб до 300 мм в диаметре предполагает равномерное выполнение прихваток швом 3-4 мм в высоту и 50 мм в длину в 4 местах по окружности. При выполнении сварки труб более 300 мм в диаметре, прихватки следует располагать по всей окружности стыка равномерно с шагом в 250-300 мм.
Правила осуществления сварки труб:
- При устройстве трубопровода нужно стремиться к сварке большего количества стыков в поворотном положении.
- Трубы с толщиной стенки в 12 мм свариваются в три слоя. Первым слоем создают местную проварку корня шва и надежно сплавляют кромки. Для этого наплавленный металл должен образовать узкий ниточный вал внутри трубы 1-1,5 мм в высоту.
- Для достижения проварки без грата и сосулек электрод следует перемещать возвратно поступательными движениями с непродолжительным удерживанием электрода в сварочной ванне, а также с небольшими поперечными колебаниями между кромками с образованием в вершине угла скоса небольшого отверстия. Отверстие получают в результате проплавления дугой основного металла. Его размер не должен быть больше на 2 мм, чем зазор, установленный между трубами.
О том, как осуществляется сварка стальных труб – видео, расположенное ниже, даст наглядное представление.
Сварка поворотных стыков труб
При сварке поворотных стыков труб, первый слой в 3-4 мм высотой сваривается электродами 2-4 мм в диаметре. Следующий слой наплавляют при повышенной силе тока электродами большего диаметра.
Слои накладываются разными способами, но общее у каждого из способов одно – начало и конец каждого предыдущего слоя не должны совпадать с началом и концом каждого последующего. Перекрытие предыдущего слоя последующим должно производиться не менее чем на 10-15 мм.
Сварка неповоротных стыков труб
Трубы с толщиной стенки до 12 мм сваривают неповоротными стыками в три слоя. Каждый слой не должен превышать в высоту 4 мм, при этом необходимо, чтобы ширина валика была равна двум или трем диаметрам используемого электрода.
Трубы диаметром свыше 300 мм сваривают обратно-ступенчатым методом. Длина каждого отрезка должна быть в пределах 150-300мм.
Первый слой образуют посредством возвратно-поступательных движений электрода с удерживанием дуги на сварочной ванне. Величину тока устанавливают на 140-170А.
Это позволяет проплавить кромки стыка, образовав узкий ниточный вал 1-1,5 мм в высоту на его внутренней поверхности. Необходимо избегать при этом попадания крупных брызг расплавленного металла на свариваемые кромки, а также избегать прожогов.
Дуга для этого держится короткая, с отрывом от ванны не более чем на 2мм. Зона перекрытия начала и конца смежных слоев должна быть в пределах 20-25мм.
Процесс сварки второго слоя аналогичен произведению первого.
Сварка горизонтальных стыков труб
Сборка горизонтальных стыков не предполагает необходимости в полном съеме кромки нижней трубы, можно лишь раскрыть ее на 10-15 градусов.
Сварка оцинкованных труб при этом облегчится без потери качества соединения. При сварке неответственных трубопроводов фаску на нижней трубе можно не снимать.
Лучшим способом сварки горизонтальных стыков служит сварка посредствам отдельных валиков (слоев) небольшого сечения.
Сварка труб электросваркой встык более чем в три слоя предполагает противоположное направление выполнения каждого последующего стыка относительно предыдущего. Трубы до 200мм в диаметре свариваются сплошными швами. Трубы более 200мм в диаметре свариваются обратно-ступенчатым способом.
Совет! Если вас интересует, как осуществляется сварка полипропиленовых труб – видео соответствующего содержания вы сможете увидеть в ролике, представленном ниже.
Сварка трубы — стык неповоротный при горизонтальном расположении трубы
Соединяемые детали необходимо очистить от грязи, ржавчины, остатков краски и шпака. Это нетрудно сделать с помощью обработки механическим способом.
Затем производится разметка. С чертежа на металл переносят размеры конструкции, используя для этого рулетку и угольник. При разметке необходимо следить, чтобы полученный после отрезки торец был перпендикулярен оси трубы. Поскольку при сварке длина заготовок уменьшится, то оставляется припуск.
При поперечном стыке он равняется одному миллиметру, а на каждый миллиметр продольного стыка — 0,1-0,2 миллиметра. В зависимости от того, какой диаметр имеют соединяемые трубы резку заготовок можно проводить термическим способом или электроинструментом, например, болгаркой. При совмещении заготовок необходим контроль их соосности и тщательная фиксация.
Для сборки конструкции из неповоротных труб удобно применять прихватки — короткие швы, выполняемые поперек основного шва. Их размер зависит от диаметра труб и толщины их стенок, и находится в диапазоне 20-120 миллиметров. Прихватки предотвратят свариваемые детали от сдвига.
Как разобрать кран в ванной с душем
Также для фиксации может использоваться механическое оборудование.
Методика работы с вертикальными стыками трубопровода без поворота
Процесс электросварки с вертикальными стыками аналогичен процессу работы с горизонтальными элементами. Осуществлять его нужно короткой дуговой сваркой.
Главное различие состоит в необходимости регулярно изменять угол наклона электрода, одновременно рассматривая его относительно периметра шва.
Технологический процесс проведения такого вида сварки определяется следующими основными блоками:
- «Варить» корневой шов нужно в два прохода. В процессе налаживания второго валика прослойку № 1 необходимо проплавлять — этим обеспечивается гарантия качества корневого шва. Величина стенки трубы и величина зазора между соединяемыми составными частями напрямую влияет не только на темп выполнения процесса, но и на величину силы тока.
- Кромки необходимо заполнять на довольно высокой скорости, одновременно положение электрода используется под «углом назад» или под углом 90 градусов.
- Замки смежных слоев осуществляются с учетом сдвига на 5-10 мм. Длина «замка» напрямую зависит от диаметра трубопровода.
- Плоскость получаемой поверхности с большего зависит от темпа сварки, наплавление лицевого слоя осуществляется узкими валиками.
Технология сварки
Сварка поворотных стыков труб может осуществляться левым или правым способом.
Сварка труб в неповоротном положении имеет более сложную технологию. Во многом это зависит от того, каким образом свариваемые трубы расположены в пространстве и их диаметр.
Существующие расположения стыков:
- В вертикальной плоскости. Ось трубы расположена горизонтально.
- В горизонтальной плоскости. Ось трубы расположена вертикально.
- Расположенные под углом.
Если трубы имеют размер стенок свыше трех миллиметров, то их сваривают посредством наложения слоев. Высота каждого из них не должна быть более четырех миллиметров. Если осуществляется сварка неповоротных труб дуговой сваркой, то ширина валика делается равной сумме 2-3 диаметров используемого электрода.
Наиболее рациональным является применение сваривания обратно-ступенчатым методом. При этом длина участка должна находиться в диапазоне 150-300 миллиметров. Сваривание осуществляется с помощью короткой дуги, величина которой равняется половине диаметра применяемого электрода.
Перекрытие швов, называемое замком, находится в зависимости от размера поперечного сечения труб, и обычно составляет 20-40 миллиметров. Играет роль при сварке труб положение электрода. Способ «углом назад» применяют в начале сварки, а «углом вперед» заканчивают ее.
Наиболее часто применяется сварка в три слоя. Сначала делается коренной шов, потом происходит заполнение кромок, а затем выполняется лицевой шов.
Сварку начинают с потолочного положения, расположенного внизу труб, а затем переходят к вертикальному и нижнему.
Первый слой выполняют, делая электродом возвратно-поступательные движения, задерживая при этом дугу над ванночкой, куда будет стекать расплавленный металл. Силу тока выбирают порядка 140-170 ампер. Необходимо следить, чтобы на свариваемый металл не попадали крупные брызги.
Чтобы в металле не возникло прожогов, сварку необходимо вести короткой дугой, не удаляя ее от ванны более, чем на пару миллиметров. Накладывать последующий слой следует таким образом, чтобы он перекрывал предыдущий. Электрод должен двигаться от одной кромки до другой, совершая поперечные колебания по принципу «полумесяц».
Технология гидробурения скважин на воду своими руками
Сварка поворотных стыков с диаметром трубы менее 200мм
Если диаметр соединяемого трубопровода не превышает 200мм, то стык можно не делить на участки, а сваривать его одним сплошным швом, см. рисунок ниже:
При этом второй и третий слой выполняют аналогично первому, но каждый раз, при последующем слое, меняют направление сварки на противоположное. И во всех случаях необходимо перекрывать каждый предыдущий слой последующим на 10-15мм.
Горизонтальное расположение
Сварка горизонтальных стыков труб — непростая операция, поэтому рекомендуется выполнять ее опытным мастерам. Особую трудность представляет собой необходимость постоянной регулировки угла наклона электрода.
Сварка труб в горизонтальном положении осуществляется в следующей последовательности:
- Потолочная. Расположена внизу.
- Вертикальная. Расположена вертикально.
- Нижняя. Расположена наверху.
Каждый из этапов выполняется непрерывно. Начинать следует с потолочной части, отойдя вправо от вертикальной оси на небольшое расстояние, а затем двигаться по часовой стрелке наверх.
При выполнении потолочного шва силу тока увеличивают.
Электроды для горизонтальной сварки используют диаметром четыре миллиметра. Электроды перемещают возвратно-поступательным способом, что позволяет создавать ниточный валик высотой не более полутора миллиметров. После создания первого валика необходимо зачистить его поверхность.
Вторым валиком закрывают нижний. При сваривании последнего валика силу тока повышают с 160 до 300 ампер, а электроды выбирают с диаметром пять миллиметров.
Необходимое оборудование, материалы и средства защиты
Выполнять сварочные работы необходимо в просторном, хорошо проветриваемом помещении или на открытом воздухе, вдали от легковоспламеняющихся веществ.
Основным рабочим средством для соединения труб будет электрический сварочный аппарат переменного или постоянного тока.
Хорошее оборудование стоит немалых денег, поэтому для разовой сварки по возможности его лучше одолжить. Кроме того, понадобятся:
- фиксирующие устройства;
- электроды и электрододержатели;
- сварочный кабель;
- молоток и зубило;
- наждак и металлическая щетка.
Обязательным условием является наличие средств индивидуальной защиты (СИЗ). Руки должны быть защищены плотными сварочными перчатками; для защиты головы и, в первую очередь, глаз, понадобится сварочный шлем. Он оборудуется затемненным стеклом, «отсекающим» инфракрасную и ультрафиолетовую части светового спектра.
Вертикальное расположение
При сварке вертикальных стыков начинать процесс следует с потолочного положения. Технология сварки находится в зависимости от диаметра свариваемых труб.
Стыковая и раструбная сварка труб из полипропилена
При мере перемещения по окружности свариваемых труб, расположенных вертикально, необходимо осуществлять изменение угла наклона электрода.
Методы ручной дуговой сварки труб
Существует два основных метода ручной электродуговой сварки труб: поворотный и неповоротный. На практике возможность их применения диктуется техническими особенностями труб, местом их расположения и квалификацией сварщика. Существует и комбинированный метод, но широкого применения он не нашел.
Сварка с поворотом стыка
Поворотный метод обеспечивает максимальную прочность и равномерность шва. Добиться этого можно с помощью двух хитростей. Во-первых, старайтесь держать электрод строго под прямым углом к оси трубы, то есть регулируйте интенсивность плавления не наклоном электрода, а длиной дуги. Во-вторых, работайте по трехпроходной технологии. Она предполагает такую последовательность действий:
- Условно разделите торец трубы на четыре равных сегмента, можете сделать соответствующие метки, но лучше сварить трубы в этих зонах точечно.
- Проварите стык в корневой части сегментов, расположенных друг напротив друга, тонким электродом (3-4 мм) с силой тока 120-150 А.
- Поверните трубу на 90° и проварите два оставшихся сегмента с теми же параметрами.
- Постепенно поворачивая трубу, проварите ее на всем диаметре. Параметры сварки тоже изменятся – размер электрода составит 5-6 мм, а сила тока – 200-250 А.
- Повторите действия, указанные в пункте 4.
Если конструкция предполагает сваривание труб на одной оси в нескольких участках, выполняйте операции одновременно на всех стыках. Это не только позволит ускорить работу, но и предотвратит любые осевые смещения в процессе сварки.
Сварка без поворота стыка
Сварка без поворота целесообразна в том случае, когда ведется на уже смонтированной конструкции, в том числе имеющей труднодоступные места. Технология во многом напоминает поворотную, но есть ряд существенных отличий в длине отдельных швов. Общий алгоритм включает следующие действия:
- Тонким электродом (4 мм) проваривается до половины длины стыка.
- Оставшийся сегмент условно делится на две равные части, которые провариваются тонким электродом в разных направлениях.
- Половина стыка повторно проваривается толстым электродом (5-6 мм), при этом она не должна повторять в точности расположение самого первого шва, но должна частично перекрывать его (около 30°).
- Оставшийся сегмент условно делится на две равные части и проваривается толстым электродом в разных направлениях.
Третий проход обычно используется лишь при сварке труб с диаметром более 700 мм. Он предполагает нанесение двух равных по длине швов в противоположных направлениях, стыки которых не совпадают со стыками швов, нанесенных ранее.
Техника безопасности
Сварка неповоротных стыков трубопроводов и других крупных круглых деталей имеют повышенный уровень опасности. Поэтому необходимо выполнение имеющихся требований и рекомендаций.
Для выполнения таких соединений необходимы специально оборудованные площадки. Они должны быть изолированными, чтобы не подвергать опасности находившихся рядом людей.
При соединении неповоротных труб большого диаметра и веса следует применять специальные подъемники, представляющие собой транспортно-подъемные машины. Обязательно наличие вентиляции. Необходимо заземление всех металлических деталей и элементов. На месте сварки должно быть достаточное освещение.
Загрузка...
