Технология соединения труб ручной дуговой сваркой - СТРОИТЕЛЬНЫЙ ПОРТАЛ
Ktostroitdom.ru

СТРОИТЕЛЬНЫЙ ПОРТАЛ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Технология соединения труб ручной дуговой сваркой

Технология соединения труб ручной дуговой сваркой

Соединение металлических конструкций, в том числе труб, часто выполняется вручную. Сделать это своими силами могут почти все, кто владеет навыками сварки. Надо только внимательно разобраться с особенностями конкретной работы.

Особенности

Ручная дуговая сварка труб подразумевает сильный прогрев на участке, куда прикладывают электроды. Ведь через него проходит мощный разряд (дуга). Она плавит металл и заставляет его капли течь вниз, к месту, где соединяются элементы трубопровода. Поверхностные слои их неизбежно плавятся, но при этом капли, пришедшие сверху, теряют тепло и застывают. Они делают шов герметичным и обеспечивают стыковку деталей.

Важно: металлургический шлак, присутствующий в электроде, находится в верхней части расплава, пока тот не затвердеет.

Несомненными достоинствами электродуговой технологии выступают:

  • простота (эта работа по силам любым квалифицированным сварщикам);
  • надежная герметизация формируемых швов;
  • механическая прочность связки металла.

Как подготовиться?

Сварка труб больших диаметров, таких как на магистралях газопровода, производится с применением электродов, покрытых пленкой из целлюлозы. Если понадобилось соединить угловые швы и сделать так называемые прихватки, применяют элементы с внешним слоем из рутила. Наиболее сложные манипуляции проводятся электродами, сочетающими два указанных типа элементов. В дополнение к таким деталям и сварочным аппаратам потребуется брать выпрямляющие трансформаторы. Впрочем, опытные профессионалы советуют применять инверторы.

Среди сварочных аппаратов предпочтительны системы, позволяющие обрабатывать металл в различных режимах. Но среди них обязательно должен быть тот, что поможет варить определенную марку стали в трубах заданной толщины. Качество получаемого стыка в первую очередь определяется именно электродами и настройкой техники. Возможности сварочных систем примерно одинаковы, и доля откровенно некачественных среди них мала. Предварительно, как и при других методах соединения, придется устранить любую грязь и масляные пятна.

Составные части будущего или ремонтируемого трубопровода ставят стык к стыку и максимально выравнивают. Настроив сварочный режим и закрепив требуемые электроды, ставят на трубы контакты, при помощи которых обеспечивается заземление. Повысить надежность будущих контактов могут прихватки. Так называют мелкие швы, обеспечивающие точное размещение присоединяемых деталей. Когда они сформированы, как раз и начинается серьезная работа.

Рекомендации

Кроме норм, которые устанавливает ГОСТ, требуется учитывать и многолетнюю практику сварщиков. Из нее следует, что запуск аппарата должен происходить сразу при легком касании электродом металла. Нужно ни на секунду не упускать из виду, какова длина дуги. Именно от нее зависит величина газовой сферы, мешающей воздуху попадать в обрабатываемую область.

Важно: хотя работы должны проводиться споро, нельзя совершать резких движений электродом.

Любой неосторожный маневр может нарушить равномерность распределения плавящегося металла. Чтобы повлиять на толщину наплавляемого металлического слоя, нужно осторожно двигать всем корпусом то в одну сторону, то в другую. Это зависит от того, куда именно должно вестись наплавление. Работая с трубами большой величины, делают швы внутри и снаружи. Особенно это важно при значительной толщине металла.

Технологический процесс

Работа с разворотом стыка начинается с формирования прихваток, после чего делается два генеральных шва. Теперь можно повернуть трубу на 90 градусов и сделать последние швы, добившись герметичности связки металла. Чтобы исключить прожоги, первый ход делают электродом диаметром 4 мм.

Оптимальные марки:

  • ВСЦ-1;
  • СМ-11;
  • УОНИ-11/45.

Электрическая дуга в таком режиме должна иметь силу тока в 130 А (погрешность — максимум 10 единиц). На втором и третьем слоях берут уже электроды габаритом 5 или 6 мм, ток усиливают до 200 и даже до 250 А. Иначе ведется сварка неповоротных стыков. Необходимость в ней возникает на трубопроводе, который не получается передвигать. Исходный слой варят снизу вверх, последующие — на усмотрение сварщиков — выполняются иногда и в противоположном направлении.

Самые трудные для доступа места провариваются через техническую врезку. Когда соединение частей, вплотную прилегающих к подушкам из бетона или к стенам из кирпича, закончено, подготовленное отверстие нужно вновь заварить. Особенно сложно выполнять сварку зимой, поскольку обрабатываемая область быстро остывает. При этом уход из нее горячих газов усложняется, что может сделать трубу хрупкой; только искусные профессионалы смогут минимизировать такой риск. Не менее важно избегать возникновения горячих трещин и непроизвольной закалки металла. В этом случае в отличие от металлургической обработки она ухудшает результат.

Рекомендуется:

  • еще плотнее, чем в теплый сезон, стыковать соединяемые детали;
  • согревать металл до легкого красного тона;
  • повышать силу тока до 20% против штатных рекомендаций.

Подобные меры помогут создать вполне вязкий шов с нормальной пластичностью. Выровнять свариваемые трубы помогают мелкие деревянные бруски определенной толщины. В любом случае дуговая сварка трубных стыков производится непрерывно, и скорость передвижения электрода менять нельзя. Нежелательно забывать и о собственной безопасности, о ношении защитных масок и плотных костюмов.

Поворотные стыки можно варить так:

  • условно разбить их на 4 сегмента;
  • сварить два, сделать поворот стыка на 180 градусов;
  • соединить прочие отрезки;
  • после поворота на 90 градусов формировать вторую линию;
  • перевернуть трубу на 180 градусов, после чего доварить недостающую пару частей.

Поворотные стыки малого диаметра — до 200 мм — обычно сваривают монолитным швом. При этом вращается сама труба, а деление на отрезки не применяется. К сведению: 2 и 3 линии идут в противоположные стороны, а соприкасающиеся слои делают с набегом 0,1-0,15 см. Свою специфику имеет и работа со сталью увеличенной крепости. Только специально подобранный тепловой режим поможет избежать возникновения внутри мартенсита трещин от закалки.

Очень важны и характеристики сварочных материалов. От них зависит, будет ли наплавленный слой стали довольно крепким, не окажется ли он ослаблен по сравнению с основной частью. Варят упрочненную сталь как с термической обработкой стыков, так и без нее. Используют электроды, имеющие сопротивление на разрыв от 600 МПа и выше. Все перечисленные манипуляции, заметим, проводятся в обычной атмосфере.

Обработка в инертном газе

Аргонодуговая сварка труб, наряду со сваркой под защитой гелия, нужна при получении тонкой трубной продукции с прямыми швами. Технология отработана для конструкций диаметром 1,5-42,6 см при толщине стенок 0,02-0,5 см. Аргонодуговая сварка может соединять трубы, сделанные из стали со значительным количеством легирующих добавок. Но за 60 секунд сварщик соединит всего 50-150 см шва, что гораздо меньше, чем в других технологиях. Допускается применение тех же систем, что и при сварке радиочастотным методом или электрическим сопротивлением.

Но генератор или трансформатор заменяют внутри на особую аппаратуру. При работе используют не подверженные плавлению электроды. Края заготовок не только плавятся, но и сжимаются под действием опорных валков. Если используется внутренний поддув, удается сократить размер нежелательных элементов. Поскольку стенки не толще 0,3 см, а сварочное давление велико, присадочный материал использовать необязательно.

Аргон как изолирующий газ хорош не только из-за устойчиво горящей дуги, но и благодаря уменьшению провисания металла. В этом смысле он лучше гелия подходит для работы с нержавеющими сортами стали, с титаном. Когда нужно варить трубы диаметром до 10 см, требуется электрод из вольфрама внешним сечением 0,4 см. Для работы используют постоянное электричество под напряжением от 12 до 15 В и с силой до 200 А. Варьируя эти показатели, можно выбрать оптимальный режим для соединения труб конкретного размера.

О том, какая используется технология соединения труб дуговой сваркой, смотрите в следующем видео.

Сварка неповоротных стыков труб

Сварка неповоротных стыков труб ручной дуговой сваркой при вертикальном расположении трубы . Сварка трубы в данном положении приравнивается к сварке горизонтальных швов, но отличается тем, что при поступательном движении электрода необходимо постоянно изменять угол наклона электрода по отношению к шву вокруг периметра трубы.

Сварка корневого валика на трубе — стык .

Если требуется качественное формирование обратного валика без выборки и подварки, то сварка выполняется электродом диаметром 3 мм. Сварочный ток выбирается в зависимости от толщины основного металла, зазора между кромками и толщины притупления и лежит в минимальном или среднем диапазонах. Наклон электрода 80°-90° к вертикальной плоскости нижней трубы (рис. 1а). Наклон электрода по отношению к направлению сварки выдерживать в зависимости от проплавления обратной стороны корня шва.

Другие страницы по теме Сварка неповоротных стыков труб :

При сварке «углом назад» достигается максимальное проплавление. «Углом вперед» — минимальное.

Длину дуги необходимо выдерживать короткой при недостаточном проплавлении или средней при нормальном проплавлении.

Скорость сварки определяется по объему сварочной ванны. На рис. 1б показаны дефекты в корне шва с обратной стороны при чрезмерной полноте валика. Чем больше полнота корневого валика, тем дольше в жидком состоянии находится металл шва и тем больше размеры дефектов. Скорость сварки необходимо подобрать такую, чтобы обе кромки хорошо сплавлялись, а валик был «нормальным».

Если позволяет толщина металла и заложена выборка и подварка обратной стороны корня шва, рекомендуется применять электрод диаметром 4 мм.

Второй корневой валик выполняется во всю ширину, проплавляя первый корневой валик и захватывая кромки обеих труб. Диаметр электрода зависит от ширины первого валика, сварщик определяет путем промера торцом электрода. Торец электрода с обмазкой должен касаться поверхности первого корневого валика. Сварочный ток в среднем диапазоне. Наклон электрода по отношению к вертикальной плоскости такой же, как при сварке корневого валика. Сварку производить «углом назад». Скорость — такая, чтобы валик был «нормальным».

Заполнение разделки начинается с нижней кромки, которая является площадкой, что позволяет применить более производительные методы сварки.

Третий валик горизонтального шва (рис. 2 а и б) рекомендуется выполнять на повышенных режимах. Сварочный ток в среднем или максимальном диапазоне. Наклон электрода 70°-80° к поверхности кромки нижней трубы. Сварку производить «под прямым углом» или «углом назад», в зависимости от расположения шлака.

Скорость сварки выбрать такую, чтобы валик получился с усилением («горбинкой»), как при сварке в нижнем положении, что создает полочку, которая и позволит следующий валик сваривать на повышенных режимах. Центром дуги (электрода) необходимо двигаться по нижнему краю второго корневого валика. Перед сваркой третьего валика необходимо, чтобы сварщик выбрал, каким должен быть по полноте третий валик, чтобы не получилась ширина незаполненной разделки (между верхней кромкой разделки и выполненным швом) очень широкой для одного (4-го валика) или очень узкой для двух валиков. Ширина от верхнего края третьего валика до верхней кромки должна остаться минимальной: в диаметр электрода с покрытием или чуть больше.

Читать еще:  Выбираем плиточный клей для наружных работ

На рис. 2а и б показан третий слой, выполненный в два валика (3-ий и 4-ый). Сварка 4-го валика выполняется на этих же режимах, хотя валик является чисто горизонтальным. Поверхностная сила натяжения не дает стекать жидкому металлу вниз.

Наклон электрода при сварке 4-го валика 80°-90° к вертикальной поверхности нижней трубы. Основная масса шлака стекает в нижнюю часть шва, что позволяет производить сварку «под прямым углом» или небольшим «углом назад». Скорость сварки необходимо выбрать такую, чтобы сварочная ванна сплавляла верхнюю кромку разделки с вершиной 3-го валика, проплавляя в центре 2-ой валик.

4-й валик должен быть «нормальным».

Последний слой при заполнении разделки выполняется как наплавка и описан на странице Сварка горизонтальных швов .

Выполнение «замков» (начало и конец сварных валиков) .

Окончание сварки каждого валика необходимо производить после проплавления начала и захода на шов на расстоянии 20-30 мм. Если труба-стык выполняется одним сварщиком, каждый валик (слой) должен быть законченным по всему периметру без дополнительного перерыва. Каждый «замок» (начало каждого слоя) должен быть смещен один от другого не менее чем на 50 мм.

При многопроходной и многослойной сварке неповоротных стыков труб больших толщин рекомендуется сварку вести по спирали, т.к. при этом уменьшается дефектность за счет сокращения количества «замков» (начало и конец сварки). На рис. 3 показана сварка неповоротных стыков труб по спирали. При подходе к началу каждого валика рекомендуется произвести остановку сварки на расстоянии не менее 20 мм до начала валика, тщательно зачистить (при необходимости подрубить, сточить высокое начало валика). Подойдя к началу валика, необходимо сделать задержку дуги, подплавляя начало. Зайти на валик и, не гася дуги, перейти на выполнение следующего валика на предыдущий и так далее, пока не закончится слой. Такой метод уменьшает количество «замков» и позволяет выполнить производительную и качественную сварку — сварку по шлаку.

Сварка неповоротных стыков труб

Сварка по шлаку требует высокого мастерства и возможна в основном электродами с основным покрытием. Электродами с рутиловым покрытием добиться высокого качества сложнее, т.к. большое количество более жидкотекучего шлака может привести к зашлаковке некоторых участков. При обычной сварке и при сварке по шлаку, последний верхний валик каждого слоя необходимо выполнять после тщательной зачистки разделки от шлака, брызг и слоя нагара (выгоревших элементов).

Сварка лицевого слоя .

Сварку лицевого слоя рекомендуется выполнять электродами того же диаметра, что и заполнение разделки, но не более диаметра 4 мм. Сварочный ток в среднем диапазоне. Обычная горизонтальная наплавка узкими валиками шириной в 1,5 диаметра электрода с покрытием (рис. 4). Последний верхний валик, для плавного перехода к основному металлу, выполнять на более высокой скорости, чтобы получить узкий и плоский валик.

Можно перейти на меньший диаметр электрода с соответствующим подбором сварочного тока.

Если сварка трубы — стык выполняется несколькими сварщиками, то необходимо трубу поделить на равные участки по количеству сварщиков. Оптимальный вариант сварки, исключающий «замки», — сварка вперехват.

Сварка ведется всеми сварщиками одного и того же валика (слоя). Окончание каждого валика на своем участке каждый сварщик заканчивает со смещением на 20-30 мм (не доходя до окончания предыдущего валика). Продолжая окончание валика соседнего сварщика, каждый сварщик переплавляет свое начало выполненного валика и делает заход по спирали на следующий валик. Следующий слой выполняется со смещением не менее 50 мм.

Технология сварки труб ручной дуговой сваркой

Системы жизнеобеспечения это в основном трубы, по которым люди получают воду и газ прямо в дом. При прокладывании трасс применяется в большинстве случаев сварка труб ручной дуговой сваркой. Она обеспечивает герметичность и прочность соединения. Выполняются сварочные швы на деталях большого сечения в несколько слоев с применением специальных электродов и режимов.

ТОП-3 методики

Распространенная при прокладке различных трубопроводов метода состыковки зависит от размеров и подвижности деталей. Различают 3 методики ручной электродуговой сварки труб большого диаметра:

  • электродами с покрытием;
  • электродами в среде защитного газа;
  • аргонно-дуговая.

Качество и состав соединяемого материала определяют режимы работы и значение тока:

  • переменный;
  • постоянный обратной полярности;
  • постоянный прямой полярности.

Переменный ток применяют при сварке алюминия. Импульсная подача не позволяет дуге и металлу сильно разогреться и образовать прожоги.

Обратная полярность, когда на деталь подключают минус, дает больший нагрев и мощность. Металл трубы на стыке и электрод прогреваются сильнее.

Описание

Технология сварки трубопроводов ручная дуговая сварка обеспечивает наилучшее, прочное соединение. Для защиты шва от окисления используют флюс – обмазку электрода или среду газа.

При прохождении тока через стальной лист и электрод на его конце возникает электрическая дуга. Она начинает согревать кромки соединяемых труб и расплавлять их. Создается сварочная ванна из расплавленных металлов соединяемых деталей и электрода.

Рабочий направляет электродом жидкую ванну, смешивая металлы и создавая шов. Окислы и газы поднимаются на поверхность, образуя пленку. Шлак защищает горячий шов от контакта с воздухом и резкого охлаждения.

Инструкция

Зачистить кромки перед началом обработки, значит избежать внутренних дефектов. Следует проверить их угол разделки, выставить и зафиксировать в 3 – 4 местах, в зависимости от диаметра.

Прихватки делаются той же маркой электродов, что будет производиться сварка корневого шва.

Следует соблюдать технику безопасности: одеть спецодежду, проверить исправность оборудования. Включив сварочный аппарат, настроить рабочие режимы.

Как правильно?

Ответственные герметичные швы варятся за 3 прохода. Корневой, первый шов выполняется электродом диаметром 3 мм. Последующие 4 и 5 мм. Для хорошего формирования корня лучше всего подходят электроды с целлюлозным покрытием.

Следующие слои накладываются подходящими по марке трубы. При сварке второго слоя частично должен проплавляться и первый. Тогда не останется непроваров и шлаковых включений внутри шва.

[stextbox сварке высоколегированных труб на шов накладывается 3 слоя, один за другим. Температура между ними не должна превышать 150⁰C.[/stextbox]

С поворотом стыка

При повороте стыка, труба варится вертикаль снизу вверх. Диаметр трубы условно делится на 4 сектора. Точки располагаются по циферблату часов на 2, 5, 7, 11. Нижний и верхний участки немного короче боковых.

  1. Варятся поочередно боковые вертикали корневого, первого шва.
  2. Трубы поворачиваются на 90⁰, и сваривается сначала участок, который был нижним, затем другой. При этом шов накладывается не встык, а внахлест по 40 – 50 мм.
  3. Аналогичным образом накладывается 2 и 3 слой, но начало сварки начинается со смещением на 10 – 15⁰.

При сварке снизу вверх следует менять угол наклона электрода, чтобы ванна прогревалась одинаково.

Без поворота стыка

Если конструкция закреплена прочно и повернуть трубу нельзя, применяется сварка безповоротным методом. Шов накладывается снизу.

  1. Отмечается нижняя точка на трубе.
  2. Сварка начинается дальше разметки.
  3. С потолка постепенно переходит на вертикаль и до верхней части трубы.
  4. Начинать варить вторую сторону нужно от намеченной нижней точки. Получается небольшое наложение.

При ремонтных работах часто приходится варить стыки в труднодоступных местах. Когда труба вплотную к стене и ее никак нельзя отодвинуть.

В этом случае делается качественный провар части шва с внутренней стороны.

  1. Вырезается небольшое окошко.
  2. Через образованное отверстие изнутри заваривается труба напротив стены.
  3. Устанавливается вырезанный элемент на место, прихватывается и заваривается вместе с оставшимся открытым швом.

Таким способом ремонтируют трубопроводы диаметром более 60 мм с толщиной стенки до 3 мм, когда достаточно положить один шов.

При низких температурах

Холодный металл при низких температурах не успевает прогреться и образуется резко выраженная переходная зона. В ней нарушены молекулярные связи, повышенная хрупкость. Если ударить по детали, то она лопнет не по шву, а рядом, по основному металлу.

Чтобы избежать разрушения шва, следует подогреть свариваемые детали. Оптимальным вариантом является поместить их в печь и нагреть до 200 – 300⁰. При протяжке трубопроводов такой способ не подходит. Стыки труб нагревают газовой горелкой, равномерно перемещая ее по кругу несколько раз.

Дуговой сваркой

При сварке труб они зажимаются в специальное приспособление и в нем проворачиваются. Возможны варианты, когда приходится проворачивать вручную.

Шов накладывается по кругу на себя или от себя. Ванна располагается чуть ниже верхней точки в сторону движения. Детали постепенно перемещается, пока не дойдет до начала шва и не перейдет эту точку на несколько миллиметров.

Следующий слой начинается со смещением примерно 10⁰.

Покрытыми электродами

Чтобы качественно сваривать трубы, они должны быть разделаны и иметь зазор 1 – 2 мм между оставшимися ровными кромками. В зависимости от толщины стенки, не зачищенный торец оставляется шириной до 3 мм.

Проплавление обратной стороны шва регулируется наклоном электрода. Максимальная температура и объем ванны достигаются при наклоне назад. Если электрод направлять вперед, прогрев значительно меньше.

Технология

Электроды выбираются для корневого шва 2 – 3 мм, последующие толще. При толщине стенки более 12 мм возможно использование на последнем слое прутка толщиной 6 мм марки АНО и УОНИ.

Сварка производится инвертором на постоянном токе или трансформатором. Для работы в полевых условиях с деталями больших диаметров используют выпрямители.

На постоянном токе варят обратной полярностью, подавая минус на деталь. Переменный ток используют для алюминия, цветных сплавов и высоколегированных сталей.

Дугу необходимо держать короткой, она не должна касаться свариваемых деталей, только направлять ванну в нужное место. Следует следить, чтобы шлак успевал расплавиться и всплыть.

Читать еще:  Двери Olovi: правила выбора

Детали должны быть очищены от грязи и окислов. Разделка кромок производится не предприятии при прокатке изделий или на станке в последнюю очередь.

Образование ежиков

Грат, или еж, это полое образование внутри шва или под слоем брызг. Образование ежиков при сварке трубы относится к сварочным дефектам, которые действуют разрушающе. Просветка рентгеновскими лучами определяет внутренние дефекты, неразрушающий метод контроля. Чаще всего грат образуется при сварке алюминия. Его следует варить переменным током, отрывистым методом, чтобы не было перегрева.

Чтобы избежать образования ежиков, следует следить за образующимися в ванной газами, они должны успеть выйти наружу. Если происходит остановка, следует вернуться на 20 – 30 мм, очистить поверхность от шлака и продолжить, начиная идти по шву.

Сократить количество аграта можно тщательной очисткой кромок, особенно на алюминии. Тогда ржавчина и грязь не будут плавиться в ванне, и загрязнять шов.

[stextbox убрать цвета побежалости без снятия слоя абразивным кругом, можно использовать химический метод. На поверхность трубы наносится травильная паста Inox Gel или Stain Clean. Составы очень ядовитые, следует одевать респиратор и перчатки, наносить кистью.[/stextbox]

Технология для трубопроводов из сталей повышенной прочности

Соединение высоколегированных сталей с ванадием и вольфрамом электродуговой сваркой требует тугоплавких электродов. Для корневого шва подойдут с целлюлозным покрытием марки ВСЦ-4а. остальные слои специалисты рекомендуют варить УОНИ-13/55 с основным покрытием.

Перед соединением металлический стык следует хорошо прогреть. Теплопроводность высокопрочных металлов низкая и при сварке образуется переходная зона из крупнозернистого металла.

Работа с газопроводами и трубами для транспортировки агрессивных жидкостей

Для формирования корневого шва применяются керамические прокладки. Они крепятся с обратной стороны и формируют расплавленный металл, не давая ему вытечь. Керамические прокладки предотвращают появление пористости, подрезов и наплывов.

[stextbox 6 разряда, бригадир бригады сварщиков оборудования для пищевой и химической промышленности Бородай Н. С.: «При сварке ответственных труб и емкостей из нержавеющей стали с внутренней стороны не допускается образование валиков. При прокладке корневого шва следует обеспечить, поддув аргона на место сваривания. Если невозможно местно использовать аргон, его закачивают в емкость или трубу, обеспечив поддув на протяжении всей сварки корневого шва с интенсивностью 3 – 4 л/мин. При доступе внутрь свариваемой конструкции, на обратную сторону шва наносится флюс паста, разбавленная спиртом до консистенции зубной пасты. Она поможет сформировать ровный шов и не допустит образование аграта – ежиков».[/stextbox]

Требования к сварному шву по ГОСТ

Основные требования к качеству шва и методы контроля изложены в ГОСТ 23118-99. В нем указаны требования к сплошности шва, отсутствию в нем подрезов, волчков и других дефектов.

ГОСТ 5264-80 регламентирует форму шва, его чешуйчатость, выпуклость и ширину. На каких соединениях, какой катет должен быть. Он рекомендует оборудование и инструмент для проведения определенных работ с учетом материала.

Чтобы пройти обучение, и начать быстро и правильно соединять детали, техник должен сначала изучить теорию. Затем на смену приходит практика. Тонкий лист несколько раз подряд следует соединить с другим, меняя режимы и скорость движения дуги. После получения деталей с идеальным выпуклым стыком, можно переходить к легированным металлам и цветным сталям. И только когда будут покорены вертикаль и потолок. Приступать к сварке труб.

Технология сварки труб


Под трубопроводом подразумевается инженерная коммуникация, при которой подача рабочего вещества осуществляется через трубы (вода, газ, нефть и т.д.). Чтобы обеспечить качественную подачу, необходимо не только правильно его проложить, но и время от времени проводить ремонтные и профилактические работы. Здесь как раз не обойтись без стыковки элементов между собой. Рассмотрим, что такое сварка труб, как сваривать трубы электросваркой, какие техники необходимо применить на практике для создания герметичного трубопровода.

Виды трубопроводов и сварка

Трубопроводов существует огромное количество, которые используются для перемещения разных материалов и рабочих жидкостей. Отталкиваясь от их предназначения, есть следующая классификация:

  • технологические;
  • магистральные;
  • промышленные;
  • трубопроводы газоснабжения;
  • водяные;
  • канализационные.

При изготовлении трубопровода применяются различные материалы – керамика, пластик, бетон и различные виды металлов.

Современные сварщики для стыковки труб используют три основных способа:

  1. Механический осуществляется за счет взрывов в результате трения.
  2. Термический, который осуществляется за счет плавления, например газовой сваркой, плазменной или электро-лучевой.
  3. Термомеханический производится за счет магнитоуправляемой дуги посредством стыкового контактного метода.

Существует множество типов сварки, которые разделяются по многим классификациям. Перед тем, как варить трубы, нужно разобраться, каким способом лучше всего это делать. Теоретически, каждый вид подходит для сварки труб малого диаметра и большого. Она может осуществляться плавлением и давлением. К методам плавления относятся электродуговая и газовая сварки, а к методам давления – газопрессовая, холодная, ультразвуковая и контактная. Самыми распространенными способами для соединения коммуникаций является ручная электродуговая и механизированая.

Сварка труб электросваркой плавящимся и неплавящимся электродами

Эффективнее всего проводить сварку технологических трубопроводов электродом вручную или посредством автомата. Это может быть методика работы плавящимся или неплавящимся электродом (аргонно-дуговая сварка). Технология сварки труб реализуется в три основных этапа:

  1. Подготовительный, который делится на две части – подготовка мастера и подготовка материала. К подготовке сварщика стоит отнестись очень ответственно, так как от этого зависит его безопасность. Обязательно нужно подготовить спецодежду и защитную маску для глаз, чтобы предотвратить ожог яркими искрами. Под подготовкой деталей имеется в виду тщательная зачистка труб под сварку от коррозии, краски и загрязнений. Перед ручной дуговой сваркой трубопроводов нужно хорошо металлической щеткой или наждачной бумагой обработать стыки и площадь, прилегающую к ним. Если этого не сделать, то могут быть «пробелы» в самом шве, так как материал «не перехватится» на загрязненную трубу.
  2. Сварочный процесс. Когда все готово, можно начинать. Самое основное в дуговом способе ( вне зависимости вручную она проводится или инвертором) это удержать дугу. Сначала необходимо зажечь электрод и возбудить дугу. Затем полноценно производится шов. Его тип выбирается непосредственно мастером в процессе работы. На способ ведения электрода и на технологию сварки трубопровода в целом влияет множество факторов – расположение труб, материал их изготовления, предпочтения сварщика.
  3. Проверка качества работы. Когда шов готов (не стоит забывать оббивать шлак, который образуется над ним в виде валика), можно запустить коммуникацию на предмет контроля качества соединения.

Технология сварки водопровода, газопровода и других инженерных коммуникаций практически одинаковая. Важно соблюдать последовательность действий и учитывать виды швов в разных положениях, так как от умения их варить и будет зависеть качество коммуникации.

Как состыковать трубы

Для новичка, который хочет в совершенстве овладеть сваркой, необходимо знать все тонкости этого процесса. Для сваривания двух труб существует более 30 способов. Рассмотрим самые распространенные способы сварки труб:

  • в угол;
  • в тавр (перпендикулярно по отношению друг к другу);
  • в стык;
  • внахлест.

Тип стыковки труб выбирается в зависимости от типа металла, вида сварки и характера коммуникации. Например, трубы для системы централизованного отопления чаще всего соединяются встык с помощью электросварки. Для качественного шва, главное – сделать провар по всей толщине изделия.

Большую роль в технике сварки труб ручной дуговой сваркой играют типы шва, которые классифицируются на четыре основных группы:

  • горизонтальные;
  • нижние;
  • вертикальные;
  • потолочные.

Каждый из этих способов имеет свою технологию выполнения. Самое удобное и простое для выполнения качественного соединения – нижнее положение. Если есть возможность перемещать и поворачивать элемент, то мастер старается их установить именно в нижнее положение. При этом, во время работы, металл не стекает вниз, как при вертикальном шве, не разбрызгивается по сторонам, как при потолочном положении. Сварка технологических трубопроводов проводится, применяя все эти виды, так как коммуникации имеют множество разветвлений.

По типу продолжительности шва на трубопроводе, они разделяются на сплошные и прерывистые швы.

Особенности сварки труб

Ручная дуговая варка трубопроводов значительно отличается от работы с плоскими деталями. Тоже самое касается и других видов, которые применяются для водо- или газопроводов (аргонная, газовая). Далее представлены самые основные аспекты сварки труб ручной дуговой сваркой:

  1. Режимы настройки аппарата:
  • сварочный ток рассчитывается следующим образом: диаметр электрода нужно умножить на 35. Это и будет оптимальная сила. Например, при работе с проводником в 3 мм, сила тока будет (3х35) 105А. конечно, эта цифра условная, но в среднем так и получается. При сварке труб малого диаметра и толщины не более 4мм, больше 150Атне потребуется;
  • чтобы удержать дугу, необходимо четко соблюдать расстояние между проводником и металлам. Его рассчитывают исходя из диаметра электрода +1. Например, при электроде в 4 мм, расстоянием для дуги будет 5мм.
  1. Сварка труб малого диаметра (до 10 см):
  • изначально стыки собираются вручную и прихватываются точечным методом (достаточно двух точке, располагающихся друг напротив друга);
  • при стыковке деталей толщиной 4 мм и более варят в два слоя – сначала корневым швом, а потом валиком;
  • горизонтальный шов при сварке труб малого диаметра каждый валик укладывается в противоположном направлении. Например, первый – справа налево, второй – слева направо, третий – справа налево и так далее;
  • детали, толщиной от 3 до 8 сантиметров нужно сваривать небольшими участками, для получения более качественного соединения.

  1. Поворотные стыки и сварка труб большого диаметра:
  • скорость поворота изделия должна равняться скорости ведения проводника (она устанавливается, отталкиваясь от толщины изделия (более толстые свариваются немного дольше);
  • самое выгодное положение сварочной ванны – 30 градусов от верхней точки;
  • при сваривании на участках, где есть возможность повернуть изделие на 180 градусов, работа производится в три этапа. Первый — в два приема сваривают две верхние четверти диаметра трубы в направлении навстречу друг другу в один или два слоя. Второй – повернуть изделие и проварить оставшийся стык. Третий – опять поворачивают на 180 градусов и доваривают шов до конца.
  1. Неповоротные стыки варить намного сложнее, поэтому для сварки труб ручной дуговой сваркой существует определенная технология:
  • вертикальные стыки варятся в два этапа. Периметр стыка условно делится вертикальной прямой линией на два участка. Они оба в итоге три положения: потолочное, горизонтальное и нижнее. Потолочным называется участок, занимающий примерно 20 градусов от самой нижней точки детали. Нижним – 20 градусов от верхней точки изделия. Между этими положениями находится горизонтальное положение. Работу необходимо начинать с потолочного положения и вести электрод в нижнему. Каждый участок обрабатывается короткими дугами, которые рассчитываются так: D(эл)/2.
  • горизонтальные стыки скрепляются углом назад. По отношению к оси электрод должен располагаться 80 градусов. Работа производится на средней дуге и для сварки труб малого диаметра и большого.
Читать еще:  Жидкое натриевое стекло: для чего используется?

Соблюдая эти правила при сварке водопроводных труб электросваркой получится ровный и красивый шов, а главное герметичный, прочный и долговечный.

В завершении важно отметить, что дуговая сварка труб широко используется для работы с разными типами проводов. Мы рассмотрели, как правильно варить, находящиеся в разных положениях детали. В этом и заключается особенность обработки данных элементов, так как они соединяются разными типами швов, в разных положениях.

Новичкам, которые уже набили руку к разным видам соединения, не сложно будет адаптироваться к сварке труб ручной дуговой сваркой. И не стоит забывать, что половина успеха зависит от качества зачистки труб под сварку.

Технология сварки трубопроводов отлично показана в следующем видео:

Сварка труб ручной дуговой сваркой

Создание и сборка трубопровода хорошего качества – это ответственное задание, выполнить которое человек без необходимых знаний и инструментов просто напросто не сможет. Для того чтобы создать соединения между трубами чаще всего прибегает к использованию сварки. Данный способ позволяет соединять как однородный, так и разнородные металлические трубы. На сегодняшний день в строительной промышленности для выполнения данной задачи чаще всего прибегают к методу дуговой сварки. Чтобы выполнить соединения между трубами данным методом необходимо иметь в наличии сварочный аппарат и определенные электроды. Практически в каждом специализированном магазине всегда в ассортименте имеется большое количество сварочных аппаратов и электродов от разных производителей.

Для того чтобы соединить две трубы между собой можно использовать достаточно большое количество способов. Но в быту чаще всего используют дуговую сварку. Для того чтобы сварить металл используют электроды. Они играют роль присадки, с помощью которой заполняется пустота шва. Для того чтобы получить прочное соединение необходимо правильно подобрать определенный тип электродов и качественно выполнить сварочный шов.

Что нужно, для того чтобы сварить металл?

Электросварка получила очень широкий уровень применения. Ее популярность обусловлена высокой прочностью получаемого соединения, возможностью использования в домашних условиях, соединения можно выполнить не только автоматическим прибором, но и ручным.

Что такое электрод?

Внешне он принимает вид небольшого стержня из металла, толщина которого равняется примерно 2-5 мм, он создается из сварочной проволоки. Поверх металла, как правило, наносится сварочная смазка, ее слой может быть тонким или толстым. Первый составляет примерно 1-2% от всей массы стержня. Если же слой толстый процент его веса от всего стержня равняется примерно 20-30%.

Целью смазки является создание шлака – это неметаллический сплав, вес которого должен быть меньше исходный металл. Во время выполнения процесса сварки этот слой поднимается вверх в сварочной ванне, образуя защитное покрытие. Его основной задачей является создать барьер для газов, находящихся в воздухе (кислорода и азота). Их воздействие может негативно повлиять на финальные характеристики шва.

Важно знать: после окончания всех работ и полного остывания шва, слой из шлака необходимо удалить, иначе он негативно повлияет на срок службы шва и на его внешний вид, благо слой удаляется достаточно легко.

Электроды выпускаются в нескольких разновидностях, каждая из которых создана для выполнения той, или иной задачи. Говоря простым языком, один электрод лучше справится с соединением одного типа металла, чем другой. Виды покрытия электродов:

  • Рутиловое покрытие. Электроды данного типа достаточно легко поджигаются, даже несколько раз подряд. Большая хрупкость шлакового слоя, позволяет выполнять сварочные швы эстетичного вида.
  • Целлюлозное покрытие. С помощью этих электродов выполняется сваривания больших труб. Стержни с данным покрытием позволяет создавать как кольцевые, так и вертикальные швы.
  • Рутилово-кислотный слой. Данный электроды известны своей экономичностью, их расход при сварке очень мал. Шлаковый слой обладает повышенной хрупкостью.
  • Рутилово-целлюлозное покрытие позволяет сваривать швы в любых направлениях, даже в направлении сверху. Стоит отметить, что оно считается самым сложным.
  • Основное покрытие. Использовать электроды данного типа рекомендуется при сварке толстого металла. Данный вид позволяет повысить вязкость шва, которая будет положительно сказываться на его физических характеристиках. Данные электроды советуют применять при сварке трубопровода, рабочая деятельность которого будет выполняться при отрицательных температурах.

Выбор электродов следует осуществлять исходя их материала труб. Например, если требуется соединить трубы из стали с повышенным содержанием углерода, необходимо использовать исключительно основные или рутиловые электроды.

Если же соединение будет выполняться на оцинкованном материале, нужно использовать специализированные электроды, так как обычные не смогут обеспечить высокую прочность.

Поэтому для сварки оцинкованного металла используется специальная технология сварки.

Также исключением является чугун. Для его сварки также используются специализированные электроды и особый тип сварки. Основным компонентом для электродов должны являться медь и железо, также возможно добавление в их состав никеля и его сплавов.

Используемое оборудование

Для того чтобы соединить металла методом сварки нужно иметь сварочный аппарат. Чаще всего используется три самых популярных агрегата:

    • Трансформатор.
    • Инвентор.

  • Выпрямитель.

Абсолютно в каждом специализированном магазине всегда в наличии имеется как профессиональное оборудование, так и любительское для использования в бытовых условиях.

Стоит сказать, что для выполнения процесса сварки, помимо электродов и сварочного аппарата, нужно иметь специальную защитную форму, сварочную маску и кабель с разъемом «крокодил». Приступать к выполнению процесса можно только после приобретения данных изделий.

Типы соединений

В промышленности используются несколько типов соединения труб из стали. Сварка встык, внахлест, тавровые соединения и угловые. Сварка может осуществляться в нескольких положениях, они могут делиться на горизонтальные и вертикальные, а также на нижние или потолочные.

Для сварки трубопроводов целесообразно будет использовать сварку встык. Причем обязательно нужно соблюсти то, чтобы все сварка была выполнена по всей толщине трубы. Чтобы осуществить это, при сварке труб выполнят двойные швы (внутри и снаружи).

Выполнение сварки

Если вы новичок в сварочном деле, не стоит сразу же приниматься за сложные задачи. Лучшим вариантом будет посмотреть некоторые обучающие видео и потренироваться на тренировочных изделиях. Также не помешает небольшая консультация с профессионалом.

Подготовка к сварке

Перед тем как приступить к сварке, нужно провести проверку всех используемых инструментов, а также выполнить некоторые действия, в число которых входит:

  • полная проверка труб, все их данные должны соответствовать тем, которые указаны в проекте;
  • вся поверхность металла, которая будет задействована в работе, должна быть очищена от различных жировых пятен, следов масла и ржавчины;
  • проведение замера кромок, торца, величину притупления;
  • в том случае если результаты, полученные с предыдущего шага, не соответствуют данным в проекте, производится обработка кромок до нужного значения.

Установка прихваток

После выполнения всех подготовительных работ, нужно произвести установку электродов (прихваток). Из-за того, что прихватки являются составляющей шва, в качестве них должны устанавливаться точно такие же электроды, которые будут использоваться в дальнейшем.

Если диаметр свариваемой трубы меньше тридцати сантиметром, в этом случае нужно установить четыре прихватки. Если же значение больше тридцати сантиметров, то прихватки нужно устанавливать равномерно, с шагом примерно 20-25 см.

Процесс сваривания поворотным методом

Монтаж трубопровода требует, чтобы бы максимально возможное количество швов было расположено в нижнем положении. Поэтому идеальной для этого является сварка поворотным методом. Если толщина трубы больше двенадцати миллиметром, необходимо выполнять тройной шов.

Первый слой варится с помощью электрода, толщиной от двух до четырех миллиметров. Следующие слои, вне зависимости от их количества, выполняются электродами с большей толщиной. Процесс работы выполняется следующим образом:

  • стык трубы визуально делится на четыре примерно одинаковые части;
  • первым шагом является выполнение сварки в первых двух секторах, которые находятся верхней части трубы;
  • после выполнения предыдущего шага, труба разворачивается и выполняется сварка оставшихся секторов;
  • далее швы провариваются второй раз в такой же последовательности;
  • и наконец варится третий шов, он выполняется за один раз, в процессе работы трубу нужно поворачивать.

Сварка автоматическими аппаратами

На больших промышленных заводах главным является скорость производства, так как она напрямую влияет на количество выполненной работы. Высокую производительность удается достичь с помощью автоматических сварочных установок. Все вышеописанные шаги проводятся автоматически. Компьютерные технологии позволяет задать точный алгоритм выполнения каждого шага, поэтому в большинстве случаев сварочный шов созданный автоматической установкой получается более качественным, чем бы он был выполнен вручную.

На автоматических производствах электроды смотаны в бухты, из которых они непрерывно подаются в сварочный аппарат. Работникам остается только время от времени добавлять новые электроды в бухты. Также полностью в автоматическом режиме в рабочую зону сварочного аппарата подаются защитные газы. Если же выполнить какой-то шов автоматически аппаратом невозможно, процесс сварки выполняется полуавтоматически методом.

В заключение

Сварка является идеальным способом соединения металлических деталей. Надежность шва обусловлена высокой прочностью и долгим сроком эксплуатации. Помимо метода, описанного в статье, как в промышленности, так и в быту, применяется множество других методов сварки и альтернативных методов плавления. Однако самым популярным видом соединения металлических труб и других деталей является электродуговая сварка, причем как ручная, так и автоматическая.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector