Сварной шов труба в трубу

Сваривать трубы на просвет умеет не каждый сварщик, даже с солидным опытом. Новичкам же эта работа кажется настолько сложной, что они и не пытаются браться за нее. На самом деле сварка на просвет не так сложна, как кажется со стороны. Просто нужно знать ее нюансы и особенности.

Сварной шов труба в трубу

Что значит «сварка на просвет»

Свое название этот способ получил потому, что такое соединение труб проверяется методами радиографического контроля. При его проведении шов раньше просвечивали рентгеновскими лучами для выявления изъянов.

Сейчас для контроля применяются ультразвуковые аппараты. Однако чаще под термином «сварка на просвет» подразумевается соединение труб с зазором между ними. Соединяемые отрезки труб именуют катушками.

Такой способ также называют сваркой под просвет.

Подготовительные работы

Прежде чем варить трубу необходимо подготовить металл в зоне стыка. Торцы должны быть отрезаны ровно, иначе наложить надежный шов будет затруднительно. С кромок снимаются фаски, чтобы угол между ними был 65 — 70˚.

Поверхности на расстоянии не менее 3 см от торцов зачищаются шлифовальной машинкой или металлической щеткой до блеска снаружи и изнутри. Участки, изменившие цвет после обработки шлифмашинкой удаляются. Заусенцы убираются напильником.

Острые края кромок притупляются до 2 мм, иначе они быстро расплавятся. Затем поверхности обезжириваются ацетоном.

Не менее важна и подготовка электродов. Их, перед началом работы, прокаливают в печи при температуре 380 — 400˚C в течение двух часов. Для продолжительного хранения электроды кладут в специальный пенал, в котором поддерживается температура на уровне 80˚С.

Контейнер для этой цели можно изготовить самостоятельно из трубы ППУ. Когда нет возможности длительного прокаливания, электроды сушат горелкой в течение полутора минут слабым пламенем. Такой метод запрещен правилами, но в аварийной ситуации выбирать не приходится.

Поскольку покрытие электродов быстро высыхает и опять набирает влагу, сушить более двух штук одновременно не следует.

Стыковка труб

Чтобы исключить смещение заготовок относительно друг друга катушки укладываются на уголке или швеллере. В идеале несовпадение должно равняться нулю, так как даже расхождение в 1 мм, разрешенное правилами, приводит к непровару.  Зазор, в зависимости от толщины стенок, устанавливается в пределах 2 — 3 мм.

В повседневной практике для этого между торцами труб вставляют электрод подходящего диаметра. При толщине стенок от 10 мм величина зазора выставляется 3 мм. При стыковке также нужно учитывать погрешность, которая возникает при прихватке из-за нагрева металла в ее точках.

Возникающие термические напряжения стягивают трубы, поэтому зазор увеличивают на несколько десятых долей миллиметра.

Сварной шов труба в трубуПравильная подготовка и стыковка труб

Процесс стыковки упрощается, если использовать центратор. Он обеспечит точное совмещение осей труб и неизменность их положения во время сварки. Обычно применяют наружный центратор, но лучше выбрать внутренний, так как он исправляет нарушения формы, например, овальность торцов труб.

Настройка режима сварочного аппарата

Для сварки трубы под просвет рекомендуется использовать сварочный аппарат постоянного тока. Работа проводится в режиме прямой полярности, когда электрод подключен к плюсу, а труба к минусу.

Величина сварочного тока устанавливается в зависимости от толщины стенок трубы и диаметра электродов. Точное его значение в каждом случае подбирается опытным путем.

Однако независимо от размера труб создание корня сварного шва проводится электродами диаметром 2,5 мм при минимально возможном токе. Попытки использования тройки для ускорения процесса кончаются плачевно.

  Сварка плавлением

Оптимальную величину сварочного тока подбирают на какой-либо металлической поверхности. Для начала выставляется 50 — 60 ампер. Если при опробовании дуга стабильна, нужно без усилия коснуться поверхности расплавленного металла кончиком электрода — он не должен прилипать. Сбавляя ток, подбирается его максимально малое значение, при котором дуга горит стабильно.

Процесс сварки

Прихватка

Сварку трубы под просвет начинают с прихватки в нескольких точках. Их количество зависит от диаметра заготовок, но не менее четырех с шагом 90˚.

После создания первой точки положение труб при необходимости корректируется. Прихватка должна надежно скрепить заготовки между собой. После сварки всех точек стык еще раз зачищается.

Обнаруженные поры и плохо проваренные места удаляются, так как они в дальнейшем станут причиной брака.

Корень шва

Сварку удобней проводить, если прихваченные трубы будут находиться в полупотолочном положении. Это обеспечит свободный доступ к стыку. На нижней части соединения наносится отметка.

Отступив от нее 1 — 3 см начинают сварку корня шва под просвет. Дуга зажигается на фаске или ее внешнем краю, но не на поверхности трубы. На потолочной части стыка кончик электрода находится в зазоре с постепенным движением вверх.

Для формирования обратного валика дуга должна гореть внутри трубы.

При движении электрода без поперечных отклонений нужно следить, чтобы оплавлялись обе кромки. Если плавится только одна сторона, следует остановиться и повторить проход.

Горение дуги снаружи означает, что стык стянулся. Его можно прорезать большим током, но предпочтительней аккуратно расширить болгаркой.

Если наплавляемый корневой шов провисает, значит, завышен сварочный ток или электрод движется медленно.

Если представить торец трубы в виде циферблата часов, то при выходе на 40 минут электрод начинают раскачивать на половину диаметра между кромками. В результате образуется технологическое окно, через которое можно следить за формированием внутреннего валика.

При сварке тонкостенных труб небольшого диаметра оно только намечается, но не стоит проплавлять на этом месте сквозную дыру.

Электрод продвигается без колебательных движений, меняется только положение держака, чтобы обеспечить стабильность дуги при минимальном токе.

  Что такое лазерная сварка. Преимущества и недостатки

После выхода на 50 минут держатель отклоняется от себя, чтобы дуга горела на краю валика. Продавливать электрод внутрь трубы как на потолке не надо, так как могут получиться прожоги. Чтобы внутренний валик получился ровным, прихватка при подходе к ней шва срезается, края развальцовываются. С готового корня сбивается шлак, металл зачищается до блеска металлической щеткой.

Заполнение

Заполнение выемки, образовавшейся после проведения предыдущей операции, выполняется короткой дугой. Для плавления кромок электрод ведется по краям сварочной ванны.

При работе нужно следить за появлением стартовых пор, которые образуются при розжиге дуги во время сварки на ветру. Их зашлифовывают под нуль болгаркой.

Опытные сварщики накладывают дополнительный шов сверху и снизу стыка, не касаясь вертикали.

Облицовка

В заключение на зачищенное заполнение накладывается облицовочный шов. Его выполняют равномерными по амплитуде колебательными движениями без резких рывков, следя за тем, чтобы дуга не выходила за пределы сварочной ванны.

Чтобы шов не проваливался посередине, электрод на краткие мгновения задерживается на кромках. Если он получается излишне чешуйчатым, добавляется сварочный ток. После завершения сварки со шва удаляется шлак, утолщения, образовавшиеся в местах розжига дуги, зашлифовываются.

Поверхность возле стыка очищается только металлической щеткой.

Какие могут возникнуть дефекты при сварке

Самым большим дефектом при проведении сварки считается непровар. Сварщики, у которых случаются такие огрехи, не допускаются к работе на трубопроводах. Неаккуратность швов и их провисание, а также другие мелкие дефекты случаются при нарушении технологии сварки. Для их предотвращения работа должна выполняться с соблюдением следующих условий:

  • сварка выполняется короткой дугой на минимальном токе;
  • отрыв электрода допускается только при замене;
  • тщательный подбор тока;
  • правильная подготовка труб;
  • проведение работы прокаленными электродами;
  • место сварки должно быть защищено от ветра и осадков;
  • использование качественного оборудования и электродов.

При освоении этого вида сварки главное научиться наплавлять корень шва. Для тренировки можно взять две металлические пластины толщиной 10 мм и прихватить с зазором, не забывая о подготовке стыка. Закрепляя их под разными углами, отрабатывают навыки сварки на просвет по горизонтали, вертикали, потолке.

4 вида сварки труб: какой выбрать для трубопровода и чем они отличаются

Сварной шов труба в трубу

Сварка труб применяется для надёжного соединения конструкции, где нужна герметичность. Качество швов зависит от аппаратуры и опыта мастера. Рассмотрим, какие есть виды электродов и для чего предназначен каждый из них. Также ознакомимся с видами швов и соединений. Разберём, какие предварительные работы необходимо сделать перед сваркой. И узнаем несколько полезных советов, которые пригодятся новичку в процессе.

Пример сварки водопроводной трубы Источник vr-vyksa.ru

Подбор электродов

Электроды – это первое, что надо выбрать перед тем, как начать варить трубы. От их качества зависит надёжность швов и то, насколько система будет герметичной, а также сам процесс. Чем качественнее электрод, тем легче будет процесс.

Электрод – это тонкий стержень из стали, толщиной 0,2-0,5 см, на который нанесено специальное покрытие, позволяющее создать устойчивую дугу во время сварки. Также с его помощью формируется сварной шов, и он предотвращает окисление.

Классифицируют электроды по типу сердцевины и разновидностью покрытия.

По первому пункту электроды делят на два вида:

  1. С серединой, которая плавится. Внутри расположена проволока, толщину которой выбирают в зависимости от типа сварки.
  2. С неплавящейся серединой. Делаются они из графита, электротехнического угля или вольфрама.

Пример электродов из графита Источник bvbalyans.kz

Покрытие на электродах также может быть разное:

Оболочка Марка Характеристика
Целлюлозная C Зачастую используются для соединения с трубами крупных сечений. Чаще всего это газовые или водные магистрали.
Рутилово-кислотная RA Применяются для сварки отопительных или водопроводных труб. При работе с таким электродом может появиться шлак, который можно убрать, постучав по нему или рядом с ним.
Рутиловая RR Такими электродами получаются аккуратные швы и минимум шлака (а налипший легко убирается). Чаще всего применяются для угловых соединений или при наваривании последующих слоёв.
Рутилово-целлюлозная RC Подходят для любой плоскости, зачастую используется для того, чтобы делать длинные вертикальные швы.
Основная B Универсальные электроды, зачастую применяются для соединения толстых труб или деталей, которые будут использоваться при минусовой температуре.
Читайте также:  Серый густой дым из выхлопной трубы

В подборе электродов важно помнить, что качество зависит от цены. Если приобрести некачественный материал, то потом, возможно, придётся потратить ещё больше для переделки.

Пример угольных электродов с медным покрытием Источник tk-gazmet.ru

Предварительные работы

Для того, чтобы качественно соединить трубы сваркой требуется тщательно подойти к процессу подготовки поверхностей. Так как часто при выполнении шва приходится работать со старыми трубами, то первым делом следует зачистить рабочую поверхность металла до блеска, чтобы на краях не было ржавчины, краски или окалин. Размер поверхности для очистки должен составлять не меньше 1 см от края.

На краях труб следует сделать фаску (сточить края под углом 65-70°) и оставить притупление в 2 мм (не сточенная часть). После этого рекомендуется обезжирить трубы в месте сварки с помощью химических веществ, например, растворителя, спирта или их аналогов. Это поможет создать более качественную адгезию (прилипание) материала на рабочей поверхности.

Также требуется проверить края труб на наличие дефектов. Изделия с трещинами или сколами могут плохо соединиться, а также при начале работ давление или повышение температуры может разрушить место с повреждённой поверхностью.

Пример трубы с дефектами Источник ural-meridian.ru

При сварке следует учесть толщину стенок материала, так как сварить две трубы может оказаться невозможно или очень сложно.

Требуется проводить работы между 2 поверхностями с одинаковой толщиной, так как полноценного соединения тонкостенной и толстостенной труб не получится из-за недостаточного приваривания шва.

Также при таком процессе тонкую трубу можно проварить насквозь, что будет являться причиной деформации или поломки в месте стыка.

При сварочных работах также следует учесть угол среза труб. Он должен составлять 90°, так как шов будет не таким прочным, а это может привести к деформации или разрушению соединения. Также при сварке 2 труб проще делать шов прямым, чем диагональным, так как это более удобно и менее затратно по времени.

Пример вертикального шва на трубах Источник teksa-s.ru

Существует несколько основных способов сварить трубы между собой:

  • соединение встык – это метод при котором две детали должны находиться друг напротив друга, например, 2 конца трубы;
  • тавровый стык или сварка в тавр – это способ, которым чаще всего пользуются при врезке в трубу. Он подразумевает под собой соединение 2 труб перпендикулярно друг другу (в форме буквы «Т»);
  • крепёж внахлёст применяется для более герметичной сборки 2 труб, а также при небольших расхождениях в диаметре или при наличии неровностей. Для такой сварки одну из труб развальцовывают (увеличивают край с помощью специального инструмента, растягивая её поверхность изнутри) и надевают её край на другой конец поверхности;
  • угловая сварка – это процесс соединения 2 деталей под разными углами. Чаще всего это 45°, 60° или 90°.

Пример угловой сварки Источник a.d-cd.net

Также швы отличаются между собой по месту нахождения и углу сварки. Например, горизонтальное соединение будет использоваться для труб, которые находятся вертикально относительно пола, а вертикальные швы – это те, которые делаются в месте, где трубы лежат горизонтально.

Так как варить трубы электросваркой иногда приходиться под потолком или на полу, то эти такие виды швов отличаются между собой. Для потолочной сварки электрод требуется помесить в нижнюю часть детали, которая находиться над головой работника, а напольные – это те виды соединения для которых требуется наклонятся вниз.

В этом видео показаны виды сварочных швов

Особенности процесса сварки и небольшая инструкция

Первым шагом при соединении двух труб является их фиксация. Они должны крепиться так, чтобы при сварке не расходиться в разные стороны или не продавливаться электродом.

Сварочный шов требуется делать цельным и непрерывным. Для этого во время работ нельзя отрывать электрод от поверхности материала. Но для труб с большим диаметром такое правило неприменимо, поэтому для соединения таких изделий применяется многослойная сварка, при которой число слоёв должно быть рассчитанным исходя из толщины стенок.

Чаще всего для труб с толщиной в 6 мм используется 2 слоя, для изделий со стенками от 6 до 12 делаются 3 слоя, а для большей толщины навариваются от 4 и более слоёв. Каждый последующий шов требуется делать только после того, как будет проверен предыдущий. Следует дождаться полного остывания соединения, а после этого проверить его на наличие дефектов.

Пример многослойного сварочного шва Источник yandex.net

Если толщина стенок трубы более 4 мм, то можно сделать коренной шов. Его особенность в том, что при сварке область между поверхностями полностью заполняется, не оставляя большого навара сверху шва. Аналогом считается валковое соединение, при котором над поверхностью трубы остаётся 3 мм валик.

Так как заварить трубу с водой электросваркой практически невозможно, то следует вначале перекрыть воду и слить её из системы. После этого можно приступать к процессу соединения. После завершения работ рекомендуется провести тестовый запуск для проверки на герметичность шва.

В этом видео показано, как правильно варить трубу электросваркой

Полезные советы и возможные ошибки

Чтобы сделать все правильно сразу и не переделывать через время плохую работу, нужно следовать некоторым советам:

  1. В труднодоступных местах лучше использовать согнутый электрод и контролировать процесс с помощью зеркальца.
  2. Если необходимо поменять электрод, то шов нужно продолжить с накрытием в 1-2 см.
  3. Металл током лучше прогревается с помощью прямой полярности, а не обратной.

Чаще всего дефекты возникают из-за того, что неопытные мастера невнимательны во время работы. В случае со сваркой даже небольшое отклонение шва приведёт к тому, что он не будет герметичен и прочный. Если изменить длину дуги, то в швах образуются пустоты и не проваренные места. Также дефекты могут возникнуть из-за оборудования или плохого качества труб.

Пример некачественного шва Источник varim.by

Также во время сварки необходимо помнить о технике безопасности:

  • проверить жилы и детали аппарата, они должны быть изолированы;
  • корпус оборудования должен быть заземлён;
  • вся одежда, рукавицы и маска должны быть сухими;
  • перед началом работы необходимо обуть резиновую обувь или постелить под ноги коврик из этого материала, это обеспечит дополнительную изоляцию;
  • обязательно нужно надевать защитный щиток, чтобы обезопасить глаза и лицо.

Если игнорировать правила техники безопасности, то можно получить ожоги или удар током.

После того, как сварочные работы окончены необходимо проконтролировать качество шва, так как сварка водопроводных труб требует тщательного анализа. Наружно можно определить, есть ли на швах прожоги, поры, свищи или другие дефекты.

Для проверки швов на трещины необходимо использовать компрессор. На концы устанавливаются заглушки, а швы обмазываются мыльной пеной. После этого в трубу под давлением необходимо закачать воздух. На местах, где соединение недостаточно прочное будут появляться мыльные пузырьки.

Так выглядит окалина на сварном шве Источник a.d-cd.net

Коротко о главном

Самая важная часть в подготовке к сварке – выбор подходящего электрода. Для каждого вида сварки они разные.

  • Для магистралей лучше брать с целлюлозной оболочкой, для аккуратных швов желательно брать рутиловые и рутилово-целлюлозные.
  • Основная группа считается универсальной, но чаще всего её берут для использования при минусовой температуре.
  • Перед сваркой нужно зачистить поверхность до блеска, сделать фаску, обезжирить и проверить трубы на наличие дефектов.

Для труднодоступных мест лучше использовать согнутый электрод и контролировать процесс с помощью зеркала. При смене электрода шов нужно делать внахлёст на 1-2 см.

Чтобы проверить прочность шва нужно присоединить трубу к компрессору, с обоих сторон установить заглушки и места сварки смазать мыльным раствором. Если есть трещины, то из них будут появляться пузыри.

Прочитать позже

Отправим материал на почту

Содержание ГОСТ 16037-80: сварка трубопроводов, типы швов и их краткие характеристики, разделка изделий

Сварка представляет собой процесс соединения металлических предметов и различных сплавов между собой. Она широко применяется для соединения стальных трубопроводов. В процессе работы сварщики обязаны руководствоваться положениями ГОСТов и СНИПов.

Что регулирует ГОСТ 16037-80

ГОСТ 16037-80 был утвержден для применения Постановлением Госкомитета СССР по стандартам в 1980 гг. Он начал действовать с июля 1981 года и имеет юридическую силу до сих пор. ГОСТ заменил собой ранее действующий стандарт в указанной отрасли 16037-70. В декабре 1990 года в документ были внесены последние и единственные изменения.

Сфера регулирования ГОСТа – сварные соединения стальных трубопроводов. Он обязателен для применения:

  • при выборе типов соединения труб;
  • при определении конструктивных элементов и размеров сварных соединений труб с трубами и арматурой.

Обязательность стандарта обозначает, что все сварщики, которые приступают к сварке стальных труб, должны учитывать положения стандарта. Из сферы регулирования документа исключены сварные соединения, которые применяются для производства труб из полосового и листового материала.

При монтаже трубопроводных систем одним из наиболее распространенных способов является ручная сварка, требования к производству которой прописано в ГОСТ 16037-80. С полным текстом документа можно ознакомиться здесь.

От качества стыков и швов во многом зависит безопасность функционирования трубопроводных систем.

При строгом соблюдении требований стандарта в процессе проектирования и формирования технологического процесса и самом выполнении сварных швов трубопроводов обеспечивается должный уровень качества.

Основные типы сварных швов и их краткие характеристики

В ГОСТе описываются три разновидности сварных соединений стальных трубопроводов, и приводятся их условные обозначения. Это:

  1. Стыковые – «с».
  2. Угловые – «у».
  3. Нахлесточные – «н».
Читайте также:  Формулы для расчета водопроводных труб

Внутри каждого типа в стандарте выделяются различные подтипы в зависимости от разных параметров. В их числе диаметр и толщина свариваемой трубы, вид сварного шва, число сторон проварки, конфигурация для прокладки и возможность ее съема, наличие скоса кромок (скос одной или двух кромок), форма сечения кромок или шовного материала, способ сварки.

Согласно ГОСТу 16037-80, при соединении трубопровода можно использовать сварку под защитным газом (аргоном), под флюсом и газом. При работе в атмосфере защитных газов допускается применение плавящихся и неплавящихся электродов.

Для определения технологических параметров сварки в ГОСТ 16037-80 рекомендовано учитывать следующие параметры (документ содержит конкретные значения в зависимости от типа сварки):

  • толщина заготовок (s);
  • ширина шва (e);
  • расстояние между кромками (b);
  • выпуклость (g);
  • толщина шва (а);
  • притупление кромки (с);
  • глубина нахлеста (В);
  • катет углового шва (K);
  • диаметр трубы (Dn);
  • размер фланцевой фаски (f).

Все указанные параметры актуальны не для всех типов швов.

В процессе работы применяют различные типы сварных соединений в зависимости от специфики ситуации. Для сварки кольцевых стыков труб по ГОСТу применяют стыковые соединения с обозначением С1-С53. Данный тип швов, в свою очередь, может быть выполнен как односторонний и двухсторонний, прямолинейный и с закругленными скосами кромок.

  • Односторонние швы могут предполагать съемную или остающуюся подкладку, а также плавящуюся вставку.
  • При соединении секторов на поворотах соединения могут выполняться со скосом кромок и имеют условное обозначение С54-С55.
  • При соединении фланца с трубопроводом применяется обозначение С56.
  • Угловые швы прописываются в стандарте как У5-У21, нахлесточные – Н1-Н4.

Разделка труб под сварку

В ГОСТе 16037-80 регулируются не только виды сварных соединений стальных трубопроводов (стыковых, нахлесточных и угловых), но и характеристика проведения подготовительных мероприятий с учетом вида.

Перед проведением сварочных работ необходимо провести подготовительные мероприятия. Они включают:

  1. Механическую зачистку изделий. Она требуется для удаления пыли, следов коррозии и оксидной пленки.
  2. Химическая обработка в целях удаления пятен от масла и жира, а также пленки.
  3. Разделка кромок.

Разделка предполагает механическую обработку кромки. В процессе монтажа трубопровода разделка выполняется с применением специальных машин. При проведении ремонта допускается выполнение разделки посредством угловых шлифовальных машин.

Разделку кромок требуется выполнять при толщине заготовок под сварку от 4 мм. Для угловых соединений скашивают одну или обе кромки под углом 45 градусов.

Стыки на стальных трубопроводах могут быть поворотными и неповоротными. При сварке трубопровода рекомендовано применять первый тип, так как они позволяют сварщику занять наиболее выгодное нижнее положение. Кромки при этом разделываются по всему периметру.

При стыковом соединении разница между толщиной стенок не может быть более 10% и превышать 3 мм.

Перед началом монтажа также обрабатываются кромки и околошовная зона на 20-30 мм. Она очищается от механических загрязнений, коррозийных следов и масложировых пятен.

Перед электродуговой сваркой торцы труб необходимо прихватить друг к другу. При диаметре труб, не превышающем 300 мм, делается 4 прихватки. Если же он превышает 300 мм, то прихваты делаются равномерно через 200-300 мм.

Сварка труб с толщиной более 12 мм производится в три приема (проходки).

Если соединяются толстые трубные заготовки, то сформированный шов нужно сделать толще самой детали. Для формирования соединения с заданными параметрами нужно выполнить разделку кромок после снятия фаски. При этом электроду обеспечивается доступ для качественной сварки шва.

При расчете технологических параметров разделки следует особое внимание уделить корректности расчета и соблюдению определенных значений разделки. Это снижает трудоемкость, позволяет экономно расходовать материалы и контролировать себестоимость.

При подготовке стыков разновидность фаски зависит от толщины заготовок: при толщине 3-25 мм применяется односторонняя фаска, 26-60 мм – двухсторонняя. Для угловых стыков устанавливаются такие границы: при значении до 20 мм – односторонняя, до 50 мм – двухсторонняя.

Исходя из геометрической формы профиля, различают следующие подвиды разделки:

  1. Традиционный (стандартный) скос с профилем в виде трапеции.
  2. Х-образный, когда два скоса сделаны так, что напоминает профилем очертания буквы Х (практикуется для применения заготовки толщиной 3-25мм).
  3. U-образный, где профиль поперечного сечения имеет криволинейную форму и напоминает букву U. ГОСТ рекомендует применять данную форму при большой толщине заготовки (26-60мм) для снижения площади сечения и снижения расходов материалов.

Если же труба имеет толщину свыше 60 мм, то применяются специальные формы (в частности, уступы и сложные криволинейные профили).

Для разделки используются газовые резаки и механическая обработка. Первый способ обладает определенными ограничениями и недостатками: он отличается невысокими качествами. Наиболее высокая точность обеспечивается фрезерной обработкой, в отношении труб большого диаметра могут использоваться специальные торцовочные аппараты или шлифмашинки.

Таким образом, ГОСТы на проведение сварочных мероприятий выступают важным документом, которые регламентируют условия для подготовки и проведения сварочных работ.

В ГОСТе 16037-80 определены методы сварки стальных трубопроводов, типы соединений, способы разделки и конструктивные элементы для каждого типа.

Соблюдение рекомендуемых параметров продлевает сроки службы трубопроводов, обеспечивает долговечность, прочность и герметичность швов.

Сварка труб, трубопроводов ручной дуговой сваркой: технология

Сварка различных труб ручной дуговой сваркой заключается в образовании в точке приложения электрода к поверхности трубы высокотемпературной электрической дуги.

Под её действием металл электрода расплавляется до жидкого состояния и каплями стекает вниз в точку соединения двух элементов трубопровода, металлическая поверхность которых также расплавляется до полужидкого состояния.

Попавшие на стык металлические капли, застывая, соединяют между собой детали и герметизирует шов. Шлак, содержащийся в электроде, всплывает наверх сварочного расплава до момента застывания последнего.

Популярность дугового сваривания определяется именно своей технологической простотой, а также высокой прочностью и герметичностью получаемых швов.

Общие сведения

Принцип работы

Дуговая сварка в своем большинстве используется для создания трубопровода, в котором толщина стенок труб от 3 мм и номинальным сечением от 80 мм.

Температура плавления иногда достигает 3500 градусов по Цельсию. Для достижения качественного соединения приходится заполнять стык расплавленным металлом и вдоль и поперек. Количество слоев напрямую связано с толщиной стенок изделия.

Какого качества будет выполнено соединение, влияет не только сварочный аппарат, в первую очередь это зависит от правильного выбора и подготовки электродов.

  Соединяем стальные трубы без сварки

  • С целлюлозной пленкой – для труб с большим сечением
  • Рутиловое покрытие – для угловых и коротких прихватывающих швов
  • Целлюлозно – рутиловый – для сложной сварки.

Так же для осуществления дуговой сварки труб понадобится трансформатор – выпрямитель или инвертор, для создания постоянного тока.

Хорошо если сварочный агрегат оснащен несколькими режимами работы(с разного вида электродами)

Нюансы дуговой сварки

  • Аппарат следует включать, только тогда, когда электрод коснулся изделия
  • Важно следить за размером образующейся электрической дуги.
  • Сварка производится плавными движениями, что гарантирует равномерное заполнение шва расплавленным металлом
  • Плавные движения из стороны в сторону контролируют толщину соединения
  • Изделия с большим сечением и толстыми стенками свариваются с внутренней стороны и внешней.

Способы сварки металлических труб

Получить качественное сварочное соединение труб можно несколькими способами. Многое здесь зависит от того, где именно будут использоваться трубы. Если это трубопровод и нужна полная герметичность соединения, то применим один способ, для монтажа опор теплицы, например, совершенно другой.

Варить трубы можно несколькими способами:

  • Встык — данный способ сварки труб наибольше всего распространён среди сварщиков. При его выполнении, трубы располагаются друг перед другом с небольшим зазором или без него. При этом очень важно тщательная подгонка труб, для того, чтобы их края были абсолютно ровными.
  • Внахлёст — способ применим для сварки труб разного диаметра, когда одна труба надевается на другую. Это наиболее простой способ сварки металлических труб, друг с другом, который отличается своей простотой и скоростью выполнения.
  • Тавровое — данное соединение труб необходимо в том случае, когда требуется выдержать между трубами угол в 90 градусов.
  • Угловое — соединение применяется в тех случаях, когда угол между трубами составляет менее 90 градусов.

Для новичков, которые только взялись за сварку труб, существует несколько простых советов, они помогут варить металлические трубы качественно и без ошибок.

Работа сваркой

Перед тем, как приступить к работе, необходима подготовка:

  1. Очистить и обезжирить места соединений
  2. Трубы устанавливаются ровно и плотно, зазоры и перекосы недопустимы.
  3. На сварочный аппарат устанавливается требуемый режим и электрод
  4. Трубу заземляются
  5. Металлические трубы тяжелые, поэтому для хорошей фиксации положения изделий, можно сделать несколько прихваток по окружности.

Как сварить неповоротный вертикальный стык

Сварной шов делается короткой дугой в два захода. Сечение трубы визуально делится на две равные части, а те в свою очередь на три основных положения

  1. Потолочная позиция с 1 по 3
  2. Вертикальная позиция с 4 по 8
  3. Нижняя позиция с 9 по 11

Процесс заполнения шва всегда начинается с потолочной позиции. Дина дуги определяется по формуле Imin=0/5dэ мм (dэ – длина электрода)

Заканчивается заполнения разъема в нижнем положении.

Начинать соединение следует отступив 1 – 2 см от вертикальной осевой. Место соединения швов (замок) может составлять от 2 до 4 см, зависит от сечения трубы.

Сварка производится под определенным углом. Потолочное положение делается углом назад (позиция 1-2), после переходит в позицию (3-7) углом вперед, следом образуется прямой сварочный угол и завершается шов углом назад (позиция 9-11)

Соединение второго участка делается аналогичным образом. Перед началом варки детали следует очистить.

  Технология газовой сварки металлов и труб

Читайте также:  Как делают трубу металлопластик

Для сварки замка используются электроды диаметром 3 мм.

Положение электрода Сила тока (А)
потолочное 80-95
вертикальное 75-90
нижнее 85-100

Как сделать шов

Качественный корневой шов образуется при помощи постоянной подачи электрода в стык. В результате внутреннего проплавления труб образуется маленькое окошко, она называется технологическое окно.

Это начало корневого шва. Постепенно металл накапывается в стык деталей. С обратной стороны образуется большой валик. В этом месте чаще всего возникают поры, так как валик долго остывает и успевает вступить в контакт с атмосферой.

Заполнение стыков у труб, где толщина стенок превышает 8 мм, получается неравномерным. В подавляющем большинстве недотягивает нижнее положение. Для устранения это дефекта, требуется в верхней части стыка еще раз «накидать» металл (наплавить валик).

Важно. После последнего прохода допускается не заполнение шва максимум на 2мм.

Сварка облицовочного шва

Облицовочное соединение образуется в результате однократного прохода электродом в одном направлении или нескольких проходов.

Предпоследний проход следует завершить так, чтобы зазор между трубами остался незаполненным на 0.5-2мм, а металл по краям шва выходил за стык на половину ширины электрода.

Рекомендация. Монтаж труб с толщиной стенок меньше 6 мм и сечением до 15 см следует выполнять при постоянном однозначном напряжении, максимально подходит показатель для потолочного положения. Когда осуществляется изменение на вертикальное положение, используется прерывистая накидка металла.

Те же самые манипуляции проделывают, когда источник питания расположен далеко от места монтажа.

Как производятся «мазки» электродом

Металл накапывается всегда в одном направлении. Электрод прикладывается к одной кромке, доводится до противоположной, производится кратковременный обрыв дуги (шлак не должен успеть остыть).

  • — начало дуги, — конец дуги, — — — отсутствие дуги

Если толщина труб большая, то начало и обрыв делаются в одной точке.

Важно. Начало дуги запрещено совмещать с точкой, в которой был произведен только что обрыв

  • — начало дуги, — обрыв дуги

Метод сварки неповоротного горизонтального стыка

Монтаж металлических элементов осуществляется электродом толщиной 3 мм.

Угол наклона электрода 80-90 градусов.

  • Сила тока для варки выбирается в соответствии с толщиной стенок изделия, шириной и глубиной зазора.
  • «Угол вперед» — дает максимальное плавление
  • «Угол назад» — минимальный уровень плавления.

К сведению. Если уровень плавления недостаточный, длина дуги создается короткой. Если плавление нормальное – дуга среднего размера.

  1. Корневой шов следует делать в месте с минимальным расплавлением соединения.
  2. Во втором проходе металл накидывают так, чтобы расплавить корневой шов и оба края изделия. Должен образоваться валик нормальной формы.
  3. Третий проход рекомендуется осуществлять при повышенном режиме под «углом назад» или прямым. Расплавленный металл надо накапать выпуклым валиком. Электрод должен двигаться по маршруту, совпадающему с краем предыдущего прохода.
  4. Четвертый проход создается в режиме третьего валика. Электрод имеет прямой или почти прямой угол. Скорость плавления держат такой, чтобы одновременно плавились верхняя кромка разделки, второй валик и вершина третьего.

Замок. Металл накидываю с равномерным расширением шва в начале и с плавным сужением в конце, уровень наплыва на основной шов 2-3 см.

Рекомендация. Дуговая сварка в много проходов делается по спирали, это поможет сократить количество замков.

Для выполнения лицевого слоя размер электродов берется такой же, как и для заполнения стыка. Максимально допустимый диаметр электрода для лицевого слоя 4 мм. Металл накладывается на большой скорости, для образования узкого и плоского шва.

После завершения работ. Производится отшлифовка шва до одного уровня с трубой + по 2 см с каждой стороны, чтобы не осталось неровностей и шлака.

  1. В результате шлифовки может выявиться погрешность, такая как пора.
  2. В таком случае, место с дефектом следует вычистить до зазора и снова заварить, затем опять отшлифовать.
  3. Шлифовка осуществляется в одном направлении от трубы к шву, это поможет избежать «подрезов».
  4. https://youtu.be/jiZrIDLcqYo

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.

Ошибки при дуговой сварке

  1. Плохо просушены электроды
  2. Когда производится замена электрода, не сделана защита в месте прерывания сварного шва.
  3. Плохо очищенные поверхности соединяемых деталей
  4. Сквозняк в трубопроводе.

О четвертом пункте чуть подробнее.

Бывает образовывается пора. Зачистили, закидали, отшлифовали и опять пора. И так может повторяться несколько раз. Такое может происходить из-за наличия «гуляющего» воздуха в трубе. Чтобы купировать доступ атмосферы, следует просто закрыть свободные отверстия соединяемых труб.

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.

Чтобы 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.

Техника безопасности при ручной дуговой сварке

  • Рабочее место следует оградить
  • Горючие и легковоспламеняющиеся материалы должны находиться как минимум на расстоянии 10 метров от места выполнения сварочных работ
  • Обязательно наличие спецодежды
  • Сварка осуществляется в специальных рукавицах
  • Недопустимо выполнение работы без маски, она должна быть без каких либо повреждений
  • Рядом с местом сварки должно находиться средство для пожаротушения
  • Рабочая зона должна хорошо освещаться.

  Электрическая схема паяльника для полипропиленовых труб

Подготовка к сварочным работам

Перед началом сварочных работ нужно заблаговременно подготовить все необходимое оборудование и инструменты. Вам понадобится:

  • сварка с кабелями и держателем;
  • маска (чаще всего забывается);
  • рукавицы или краги (холщевые, брезентовые, замшевые);
  • щетка по металлу;
  • молоточек для удаления шлака.

Визуально проверьте сварочные кабеля, не повреждена ли у них изоляция, иначе может произойти короткое замыкание или возникнет большой риск поражения током.

Выберите для себя лучший вариант: сварочная маска или сварочный щиток с ручкой, так как каждый из них имеет свои преимущества (новичкам советуется использовать щиток). Рукавицы ни в коем случае не должны быть из легко воспламеняемого материала или синтетики.

При попадании брызг они мгновенно плавятся (воспламеняются), тяжело снимаются и могут прикипеть к коже.

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.
  • Читать также: Поперечная подача токарного станка своими руками
  • 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.

Особенности процесса

У рассматриваемого процесса есть достаточно большое количество особенностей. При выполнении сварки труб учитывается нижеприведенная информация:

  1. Полярность тока выбирается в зависимости от толщины стенок, типа материала и выбранного электрода. Стоит учитывать, что вся информация о том, при каких параметрах должен применяться электрод указывается производителем.
  2. Стоит учитывать, что соединение труб также проводится с учетом силы тока. Определить этот показатель можно путем умножения показателя толщины стержня на 30 или 40. Подобным образом определяется сила тока, которая устанавливается на аппарате.
  3. Скорость проведения сварки не регламентируется ни в какой технической документации. Однако, нельзя задерживать электрод долго на одном месте, так как это может привести к появлению подтеков. Кроме этого, слишком высокая температура может привести к прогоранию кромки.

Для того чтобы упростить задачу проводится предварительное крепление соединяемых элементов. Подобные особенности сварки нужно учитывать для того, чтобы повысить качество соединения.

Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *