Ручная электродуговая сварка магистральных трубопроводов

Ручная дуговая сварка трубопроводов

Основы ручной дуговой сварки трубопроводов

Современные способы строительства магистральных трубопроводов и резервуарных конструкций позволяют в значительной степени механизировать процессы сварки и более широко применять сварочные автоматы и полуавтоматы. Однако это не исключает необходимости применения ручной сварки для неповоротных стыков при соединении секций труб в плети и непрерывную нить, а также для дополнительных работ на трассе и строительной площадке, например для приварки криволинейных участков к прямолинейным и сварки замыкающего вертикального монтажного стыка на резервуаре и т. д. Ручную электродуговую сварку при строительстве магистральных трубопроводов применяют преимущественно для выполнения корневого (первого) слоя шва при сборке труб в секции или секций в плеть и всех слоев шва (корневого, заполняющих и облицовочного) при поворотной сварке труб в секции, когда имеется небольшой объем сварочных работ, и для выполнения всех слоев шва при сварке неповоротных стыков между секциями или в других случаях неповоротной сварки. При сооружении резервуарных конструкций ручную электродуговую сварку применяют для тех стыков, где использовать автоматы или полуавтоматы затруднительно из-за небольшой протяженности стыка или ограниченного пространства для расположения сварочных установок. При разработке технологии ручной сварки обычно выбирают: вид подготовки кромок, тип шва, род и силу тока, тип электродов, скорость сварки, последовательность наложения швов.

Тип электродов выбирают исходя из необходимости получения механических свойств металла шва, равных свойствам основного металла при высокой производительности процесса. Выбранный электрод должен создать требуемый провар внутренних кромок изделия, обеспечивая удержание металла от стекания во всех пространственных положениях в сочетании с плавным очертанием внешней поверхности валика шва. Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины металла при сварке швов стыковых соединений и от катета шва при сварке угловых и тавровых соединений:

При сварке многопроходных стыковых соединений трубопроводов, сферических резервуаров корневой шов обычно выполняют электродами диаметром 3-4 мм с тем, чтобы улучшить провар корня шва. При сварке угловых и тавровых соединений резервуарных конструкций, как правило, за один проход выполняют швы с катетом не более 8-9 мм. Для выполнения швов с большим катетом применяют сварку за два прохода и более. При сварке стыковых соединений площадь поперечного сечения металла, наплавленного за один проход, при которой обеспечиваются оптимальные условия формирования, должна составлять для первого прохода (при проварке корня шва) F1= (6-8)dэ, для последующих проходов Fп= (8-12)dэ, где dэ-диаметр электрода. При сварке угловых и тавровых соединений резервуарных конструкций общая площадь поперечного сечения наплавленного металла Fн = KyR 2 /2, где Ку — коэффициент, учитывающий наличие зазоров и выпуклость (усиление) шва; R — катет шва. Значение Ку выбирают в зависимости от катета шва:

Для определения числа проходов в стыковых швах с разделкой кромок учитывают общую площадь поперечного сечения наплавленного металла (рис. 67):

Fн = 2F′ + F′′ + F′′′ или Fн = h 2 tg (а/2) + bs + 2/3 q [2h tg (a/2) +b + 6].

Число проходов определяют, учитывая общую площадь поперечного сечения наплавленного металла при первом и каждом последующем проходах: n= (Fн-F1)/Fп+l.

Сварочный ток при ручной дуговой сварке Iсв = πdэ 2 j/4, где dэ — диаметр электрода; j — допустимая плотность тока (табл. 12).

Для приближенных расчетов сварочный ток определяют по одной из следующих формул:

где K1 = 20-25; K2 = 20; а=6 — коэффициенты, найденные опытным путем.

При сварке в вертикальном и потолочном положениях ток уменьшают на 15-20 % по сравнению с током при сварке в нижнем положении (рис. 68) для предотвращения стекания жидкого металла.

Проплавление основного металла при сварке в стык изменяется по глубине на 1,5-4 мм, швы при ручной сварке образуются на 60-75 % за счет наплавленного металла. Ширина стыкового и катет углового швов зависят от диаметра электрода и амплитуды поперечных колебаний конца электрода. Напряжение дуги при ручной сварке изменяется в сравнительно узких пределах и его выбирают по паспорту для данной марки электрода.

Для определения теплового воздействия на свариваемый металл находят погонную энергию дуги

где q — эффективная тепловая мощность дуги; Uд — напряжение дуги; ηи — эффективный к. п. д. дуги; vсв— скорость сварки

aн — коэффициент наплавки; р — плотность наплавленного металла; Fн — площадь поперечного сечения наплавленного металла за данный проход.

Скорость ручной дуговой сварки обычно задают и учитывают косвенно по необходимым размерам получаемого шва. При разработке технологического процесса сварки, исходя из условия получения минимальных деформаций сварных конструкций, возникает необходимость оценки погонной энергии в зависимости от размеров шва. Подставляя значение vсв в выражение (21) и обозначая постоянные величины коэффициентом А, находим, что погонная энергия будет пропорциональна площади поперечного сечения наплавленного металла: qп = AFн. Для электродов различных марок среднее значение коэффициента А = 14500 и для приближенных расчетов можно пользоваться формулой qп= 14500Fн.

В зависимости от толщины свариваемого металла и формы подготовки кромок (рис. 69) швы могут быть выполнены однопроходными, многопроходными слоями или многопроходными валиками. При сварке магистральных трубопроводов и резервуарных конструкций швы выполняют многопроходными слоями.

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Способы сварки стальной трубы

При кажущейся простоте сварка стальных труб требует от электрогазосварщика высокой квалификации. Различные технологии автоматической сварки не могут полностью заменить ручной труд. Выбор способа соединения происходит в зависимости от масштабов работ, диаметра трубы и других условий.

Способы сваривания

При прокладке стальных трубопроводов используется несколько видов сварки. Можно выделить такие:

  • газосварка для соединения трубопроводов внутридомовых магистралей из стальных труб небольшого диаметра;
  • ручная электродуговая сварка (второй по популярности тип сварки стальных трубопроводов и конструкций из них);
  • электрическая автоматическая или полуавтоматическая сварка;
  • аргоновая сварка неплавящимся электродом для соединения стальных трубопроводов (применяется достаточно редко и только в заводских условиях).

Каждый из способов сварки имеет свои особенности. В некоторых случаях для стальных труб применяют резьбовое соединение. Однако оно менее надежно, особенно если речь идет о технологических магистралях.

Газосварка

Для выполнения газосварки используют баллоны с ацетиленом или газовые генераторы. Использование генераторов, особенно в крупных городах и на предприятиях не актуально.

Такой способ требует больших затрат времени на получение газа и безопасную эксплуатацию сварочного оборудования. Поэтому для сварки металлических труб подключают баллоны с горючим газом.

Применение ацетилена обусловлено его высокой температурой горения. С помощью пропана производят резку стальных труб.

При соединении трубопроводов с толщиной стенки не более 3 мм разделка кромок не нужна. Детали с более толстыми стенками требуют подготовки кромки с одной стороны или двусторонней разделки под острым углом.

При работе с помощью газосварки лучший шов получается в нижнем положении. Возможность выполнить такой шов есть только при поворотном стыке.

Газовая сварка часто используется для сваривания заготовок в неповоротном положении (когда трубу невозможно прокрутить, повернуть). Такая работа доверяется сварщикам с высокой квалификацией, умеющим выполнять швы в потолочном, горизонтальном и вертикальном положении.

Сам процесс представляет собой расплавление огнем горелки кромок деталей, внесение присадочного металла стальной проволоки и формирование катета шва.

Стыки стальных труб, исполненные газосваркой, превосходят стыки, выполненные электросваркой, по наполненности и меньшему разогреву стали.

Ручной электродуговой метод сваривания трубопроводов

Электродуговая сварка – это наиболее востребованный метод соединения стальных труб большого диаметра и заготовок для разводок внутридомовых сантехнических систем.

Ручная электросварка используется и на сборке магистральных трубопроводов. В этом случае с ее помощью осуществляются прихватки и прохождение корня шва.

Недостаток удобства, связанный с неповоротными стыками и отсутствием обзора, заставляют вести сварку операционным способом.

При этом способе вначале осуществляется проварка стыка на видных участках. Затем вырезается окно в одной из стальных труб.

С внутренней стороны обваривается стык по всей доступной длине окружности. После этого остается наложить латку из стали, постепенно сваривая и нагревая металл, и закрыть ею окошко.

Обварка стыка начинается с нижней части, при этом важно знать и уметь выполнять потолочные швы. Следует помнить, что для работы в потолочном положении потребуется увеличить силу сварочного тока на аппарате.

После потолка можно выполнять сварку боковых поверхностей стальной трубы и постепенно переходить к работе в нижнем положении. ГОСТ предписывает для надежности стыка вести работу в 2 прохода. Первый – корень шва, второй – основной шов.

После первого слоя обязательно следует отбить шлак перед вторым проходом. Для этого потребуется специальный молоток, часто на производстве используют простое зубило, прихваченное к ручке.

При соединении круглых и профильных стальных труб это основной способ наряду с электродуговой полуавтоматической и автоматической сваркой. Его преимущество состоит в небольшой деформации при слабом разогреве и лучшем качестве стыка.

Это позволяет использовать операционный способ электродуговой сварки, как основной при прокладке трубопроводов большого сечения.

При укрупнительной сборке участков трубных магистралей применяют сварку труб полуавтоматом. В этом случае скорость работ возрастает, при этом качество шва остается на высоком уровне.

Нюансы подготовки и проведения работ

Сварить трубу из стали, особенно с поворотным стыком, достаточно просто. Но перед выполнением работы необходимо правильно подготовиться.

Поверхность концов стальных труб обрабатывают металлической щеткой, затем растворителем, и при толщине свыше 3 мм выполняют разделку кромок с одной или двух сторон. Соединять и стыковать стальные трубы следует так, чтобы они лежали в одной плоскости, без перекоса.

При соединении и стыковки отдельных деталей для надежной фиксации выполняют прихватки длиной не менее 3 мм. Размер прихваток и их количество зависит от диаметра стальной труб.

Минимальное их количество должно быть не менее 3, через каждые 120°. Следует учитывать расход электродов при сварке. При работе большими токами на трубах большого сечения расход значительно выше.

Монтаж оцинкованной трубы потребует обработки концов заготовок соляной кислотой, что предотвратит выгорание цинка при нагреве.

Защита цинкового слоя на трубах может проводиться при сварке под флюсом HLS-B. Перед работой потребуется нанести на края труб толстый слой вещества. Работа ведется с повышенным уровнем подачи кислорода в пламя горелки.

Проволока должна быть выполнена на основе сплава UTP. При выполнении работы требуется расплавлять присадочный материал на прогретый металл. Флюс препятствует выгоранию цинка, остатки удаляются с трубы после окончания работы.

Выполнив соединение, таким образом, потребитель получает качественный шов, не требующий защиты от коррозии.

Изготовление разъемных соединений

Для изготовления разъемных соединений потребуется приварить заготовку к фланцу. Работа ведется в нижнем положении. Лучшим вариантом является полуавтоматическая электродуговая сварка. Сварка фланцев может выполняться неповоротным швом, при этом может применяться операционный способ.

Стыковка стальной трубы производится под углом 90° к плоскости фланца, таким образом, упрощается работа по сборке разъемных соединений. Операция приваривания детали к фланцу выполняется аналогично операции по соединению труб.

Марки электродов

Электроды для сварки труб из стали подбираются с учетом тока, толщины стенок заготовок и сложности конструкций. Наиболее популярны среди электросварщиков следующие марки электродов:

  • АНО-21 или 24 и МР-3. Работают при переменном токе. Могут качественно варить даже с мокрой обмазкой. Для сварки ворот, тепличных конструкций, оград, небольших ангаров это наилучший вариант с низкой ценой. Но их не применяют для конструкций и трубопроводов с большим давлением и нагрузками;
  • марка УОНИ – это отличные сердечники, но быстро варить ими не получится. Работа ведется с набиранием катета шва, с сохранением постоянно горящей дугой. Такой вариант требует опыта и умения работать с простыми АНО и МР;
  • качественные электроды, работа которыми доставляет удовольствие ровным горением дуги и достойным результатом – это японские электроды марки LB-52U. При ремонтных работах и прокладках магистральных трубопроводов, везде, где требуется качественная дуговая сварка стальных труб, большинство предприятий пользуются именно японской продукцией.
Читайте также  Ручка для ножа из пластиковой трубы своими руками

Сварка стальных труб – это наиболее востребованный метод получения неразъемного соединения или фланцевого стыка. Надежный и качественный шов обеспечит безаварийную и долгосрочную эксплуатацию трубопроводов и конструкций.

Для использования в бытовых условиях самый распространенный способ – ручная или полуавтоматическая электродуговая сварка труб.

Сварка труб ручной дуговой сваркой

Автор: Игорь

Дата: 25.09.2017

  • Статья
  • Фото
  • Видео

Для трубопроводных магистралей, а также в иных магистральных сетях, где применяются трубы, используется сварка трубных конструкций дуговой сваркой, которая позволяет сконструировать исключительно прочный, надёжный и долговечный сварочный шов. Этот метод позволяет создать соединение двух отрезков трубы, которые полностью герметичны и используются для транспортировки различных газов, жидкостей по магистральной ветке.

Процесс сварки труб ручной дуговой сваркой

Сопутствующие элементы и сварочные аксессуары

Чтобы сварочный процесс прошёл идеально, потребуется предусмотреть защитную форму одежды для мастера или иного исполнителя, который знает, как варить дуговой сваркой трубы. Все тело должно быть защищено от случайного попадания искры или иного раскалённого инородного предмета. В качестве предметов спецзащиты используют плотный тканевый материал из брезента, используемый для комбинезона рабочего. Руки, которые чаще всего соприкасаются с раскалёнными предметами, должны быть защищены перчатками из замши или другого плотного материала, который не имеет свойства к прожиганию от раскалённого предмета. Главным атрибутом для защиты лица и глаз, выступают маска с защитным стеклом или очками. Очки и маска должны быть оснащены специальным стеклом, которое предотвращает негативное влияние на область глаз и зрение в момент осуществления сварки.

Методики проведения сварочных операций

Если вы хотите, чтобы сварка труб ручной дуговой сваркой прошла без происшествий, и результат работы был идеальным, необходимо тщательно изучить не только технологию, но и целевое предназначение трубопроводной системы. Не каждый тип сварочной технологии допускается применять для конкретного типа магистральной сети. У исполнителя должна быть технология сварки труб и трубопроводов ручной дуговой сварки на основе технологической карты, а также обоснование и разрешение на проведение операционных действий.

Качественная и надёжная сварка по требованиям ГОСТ, требует использование универсальных электродов, которые образуют специальную рабочую электродугу, идущая от сварочного технологического аппарата к поверхности обрабатываемого металла. В результате, учитывая специфику взаимодействия электрода и сварочного аппарата, сварка труб ручной дуговой сваркой тонких труб требует принудительного плавления электрода и непосредственной части металлической основы в одновременном режиме исполнения, итогом которого становится образование прочного сварного шва и соединения.

Технология сварки трубы ручной дуговой сваркой

«Важно!Многие специалисты называют место, где формируется дуга, а также место, где происходит плавление электрода с поверхностью металла, специальной сварной ванной. В данном случае, общая площадь сварной ванны, будет зависеть от рабочего положения электрода, а также от фиксированного режима работы сварки и требования скоростей по обработке поверхности металлических изделий.»

Кроме этого, на качество процесса не последнее место оказывает роль параметров используемых фасок для деталей изделий из металла.

Отметим важную деталь, что фаска сварки трубных конструкций дуговой сваркой (подготавливается исключительно на последнем этапе); сама фаска, это специальная конструкционная часть в виде скошенной борозды, расположенной по краю заготовки. Есть специальные технические регламенты для фаски, которые должны быть следующими:

  • Ширина – не более 8-15мм.
  • Длина – в диапазоне от 10 до 30мм.
  • Глубина – не более чем 6мм.

Все отрезы на концевых соединений можно приваривать при помощи одного из нижеперечисленных способов:

  • Термический метод. Здесь главным фактором является процесс плавления основной поверхности металла.
  • Термомеханическая контактная сварка труб. Для этого метода характерны условия применения так называемой магнитоуправляемой дуги, а также использование сварочной технологии по контактной стыковке.
  • Механическая методика. В данном ситуации сварка труб малого диаметра ручной дуговой сваркой осуществляется при помощи взрыва или на основании метода трения.

«Обратите внимание, что выбор метода используют для каждой магистральной сети самостоятельно, и только в соответствии с технологической картой.»

Как подготавливают металл?

Подготовительный этап предусматривает основное правило сварки труб ручной дуговой сваркой по ГОСТ, где обязательно должно быть выполнено основное требование – проверка металлических отрезов и прочих соединений подготовительного характера, только с учетом требований ГОСТ. В данном случае, используется только допустимое отклонение по техническому регламенту. Проверяются сертификаты и прочие документы соответствия каждой группы металла, обеспечивающий высокое качество проведения сварки стыковых швов труб.

  • Перед проведением технологической производственной операции, все отрезы труб должны быть идеально ровными, иметь только гладкую часть. Каждый срез должен быть только ровным, не иметь каких-либо зазубрин, не должно быть никаких сколов. Если имеются такие изъяны, прибегаем к механической обработке поверхности при помощи абразивного инструмента или другого оборудования и инструментария. Абсолютная гладкость должна быть во главе качественной работы проведения контактно стыковой сварки труб.
  • Все имеющие стыки на металлической поверхности фаски необходимо тщательно очистить от грязи, копоти, ржавчины и прочих ненужных элементов. Обработка производится только с использованием специальных средств, которые имеют химическую природу.

Обратите внимание, для того, чтобы сварочный шов получился идеальным и гладким, потребуется выполнение одного из условий. Угол скоса фасок для его полного раскрытия должен быть не более 60-70 градусов. Общая величина параметра притупления каждой фаски должна быть в размере от 2 до 2,5 мм. Если нужно добиться необходимого уровня толщины фаски, используйте дополнительные инструменты и оборудование – фаскосниматели, а также технологические торцеватели.

Правильно выбираем электроды

Не последнее место по качеству проведения надёжных сварочных операций при помощи дуговой сварки является качественный выбор технологических электродов. Для водопроводной магистрали, где герметичность должна быть исключительной, выбирают специальные электроды, которые позволяют добиться необходимого качества соединения для швов трубопроводной системы. Сами группы электродов можно разделить на 2 условные группы:

  • Электроды неплавящейся группы. Здесь используют в качестве материала вольфрам, электротехнический уголь, а также графитовую основу.
  • Электроды, для которых характерна плавящаяся природа. Эта группа предусматривает применение специальной сварочной проволоки, которая имеет различный диаметр исполнения.

2-х мм электрод для дуговой сварки трубы

Далее, обратите внимание, что электроды имеют различную группу покрытия, которые имеют определённые технические характеристики:

  • Маркировка С, покрытие на основе целлюлозы. Используются для создания шва, которые будут иметь вертикальную или кольцевую форму, при этом диаметр рабочей трубы должен быть от 360 мм и более.
  • Маркировка RA (или рутилово-кислотный электрод). Применяются для снятия образующегося шлака на поверхности контактного соединения шва.
  • Маркировка R и RR. Отличительной особенностью таких электродов является то, что их можно без труда повторно поджечь. Очень легко и без проблем удаляется образовавшийся шлак. Эти электроды используют для образования внешней стороны требуемого шва, или для образования углового типа шва.
  • Маркировка RC. Этот тип электродов используется для проведения дуговой сварки с наличием рутилово-целлюлозной технологической основы. Данный вариант электродов также используется для сложных этапов сварочных работ, например: полностью дуговая, сверху-вниз, а также вниз-вверх. Отличные способы для формирования прихваток в местах стыковки соединений сразу двух отрезков трубы.
  • Маркировка В. Этот вариант используют для толстостенных материалов трубы, по окончание сварки отсутсвует появление трещин и прочих технологических дефектов.

Процесс сварки

Для того чтобы добиться необходимого эффекта соединения отрезков трубопроводов, имеющие большой диаметр, используют так называемые прихватки технологического вида. То есть, вам потребуется в местах будущей сварки заранее подготовить точки стыковки труб. Для труб имеющие диаметр до 300 мм, достаточно использовать сварные прихватки в 4 местах по всех окружности, желательно друг напротив друга. Для труб с диаметром свыше 300 мм, прихватки делают с использованием условного шага в 25-30 см. Помните, что каждая прихватка должна иметь свой размер: в длину – не более 50 мм, в высоту- 3-4 мм.

Для водопроводной трубы лучше всего сварку осуществлять в «поворотном» режиме. Если толщина трубы более 12 мм, то необходимо сделать всего 3 сварных соединения по стыковке. Для первого, а также самого глубокого шва используют электроды, которые имеют сечение 2-4 мм. Для высоты шва придерживайтесь высоты в 3-4 мм. Для формирования верхнего шва, используйте другие электроды, которые имеют сечение 3-4 мм и более. Используя эту технологию, вы не нарушаете целостность и герметичность соединений швов.

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.
Читайте также  Цинковое покрытие труб для чего

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.

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 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.

Читайте также  Как разобрать запорную арматуру для сливного бачка

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.

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.

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:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: