Ручная дуговая сварка труб неповоротным способом



Технологии сварки неповоротных стыков труб

Тщательное выполнение подготовительных работ, которое обычно может занимать значительную часть рабочего времени — наиважнейший элемент любого вида трудовой деятельности. Сварка неповоротных стыков труб не является исключением.

Для начала необходимо очистить соединяемые элементы от краски, ржавчины и т.д. Это происходит путем механической обработки. Резка заготовительного элемента может выполняться как электроинструментом, так и термическим способом. Заготовки должны быть объединены друг с другом. В целях фиксации элементов накладываются прихватки, которые выглядят как легкие сварочные швы. Их параметры базируются на величине соединяемых труб.
Сварочная технология требует обязательно заземлить все металлические части сварочного устройства. Каркас трансформатора, стол также подлежат заземлению. Покрытие проводов и кабелей сварочного аппарата должно быть изоляционным.

Существует три направления, определяющих базисные технологии соединения металлических частей путем заливки промежутков между ними расплавленным металлом:

• Горизонтальная;
• Вертикальная;
• Под 45-градусным углом.

Угол наклона электрода при сварке. А — угол при вертикальной сварке; Б — угол при горизонтальной сварке

Выбор конкретной технологии зависит от следующих факторов:

1. размещения труб;
2. угла наклона при сварочном процессе;
3. толщины слоя стенки трубопровода.

Если толщина стенки трубы достигает 12 мм, соединение металлических частей осуществляется трёхслойным швом. Каждая прослойка не должна быть более 4-х мм в высоту, а ширина валика не должна выходить за пределы 2-х-З-х диаметров сварочного электрода.

Сварка поворотных стыков труб в отличие от неповоротных более проста в осуществлении. Она позволяет повернуть трубу в нужном направлении, когда это необходимо. Это помогает не допустить создания сложных швов (потолочных и вертикальных).

Сварные стыки труб: а – поворотный, б – неповоротный

Методика работы с горизонтальным стыком

Методика действий с неповоротными стыками трубопровода в горизонтальном положении отличается тем, что разделывать кромки полностью не обязательно. Осуществлять эти действия необходимо средней дуговой сваркой. Можно сохранить лишь несущественную разделку в 10 градусов. Такие действия обеспечивают улучшение процесса соединения металлических частей и сохранности их качества на прежнем уровне. Варить горизонтальные стыки трубопровода лучше обособленными неширокими слоями. Первым валиком проваривается корень шва, при этом используются электроды 4 миллиметра в диаметре. Лимит силы по закону Ома должен быть установлен в диапазоне от 160 до 190 А. Электрод получает движение характерное возвратно-поступательному, в то время как внутри стыка должен появиться нитевидный валик 1-1,5 мм высотой. Покрытие прослойки №1 подлежит тщательной зачистке. Прослойка №2 проделывается таким образом, чтобы он закрывал предыдущую прослойку, когда электрод движется возвратно поступательным образом и когда происходит его практически незаметное покачивание между краями верхней и нижней кромок.

Таблица соотношения сварочных токов в зависимости от различных показателей

Направление второго слоя не отличается от первого. Перед выполнением третьего слоя силу тока необходимо увеличить до 250-300 А. Чтобы сделать процесс соединения металлических элементов более производительным, нужно использовать электроды диаметром 5 миллиметров. Направление варки третьего слоя осуществляется противоположно направлениям предыдущих двух слоев. Третий валик рекомендуется выполнять на более высоких режимах. Скорость нужно выбрать такую, чтобы валик был выпуклым. Варить необходимо под «углом назад» или под прямым углом. Третий валик должен заполнять две трети ширины валика №2.
Выполнение четвертого валика следует вести на режимах, используемых при выполнении третьего. Угол наклонения электрода — 80-90 градусов от поверхности трубы, которая расположена по вертикали. Направление четвертого валика остается прежним.

Технология выполнения электросварки с горизонтальными стыками при наличии более 3-х прослоек имеет свою особенность: третья прослойка со всеми последующими выполняются в направлениях, каждый из которых противоположен предыдущему. Трубы, достигающие диаметра в 200 мм, как правило, подлежат сварке сплошными швами. Обратно-ступенчатый способ характерен для сварочного процесса стыков трубопровода диаметром более 200 мм. Каждому участку рекомендуется быть примерно 150-300 мм длиной.

Методика работы с вертикальными стыками трубопровода без поворота

Процесс электросварки с вертикальными стыками аналогичен процессу работы с горизонтальными элементами. Осуществлять его нужно короткой дуговой сваркой. Главное различие состоит в необходимости регулярно изменять угол наклона электрода, одновременно рассматривая его относительно периметра шва.
Технологический процесс проведения такого вида сварки определяется следующими основными блоками:

• «Варить» корневой шов нужно в два прохода. В процессе налаживания второго валика прослойку № 1 необходимо проплавлять — этим обеспечивается гарантия качества корневого шва. Величина стенки трубы и величина зазора между соединяемыми составными частями напрямую влияет не только на темп выполнения процесса, но и на величину силы тока.
• Кромки необходимо заполнять на довольно высокой скорости, одновременно положение электрода используется под «углом назад» или под углом 90 градусов.
• Замки смежных слоев осуществляются с учетом сдвига на 5-10 мм. Длина «замка» напрямую зависит от диаметра трубопровода.
• Плоскость получаемой поверхности с большего зависит от темпа сварки, наплавление лицевого слоя осуществляется узкими валиками.

Последовательность наложения швов при неповоротной сварке

Осуществление сварки трубопровода под 45-градусным углом

При выполнении такого вида сварки сварной шов располагается под определенным углом. Он образуется только при проведении существенного количества действий с электродом: изменение направления сварки; изменение угла наклона. В этом состоит основная особенность данного вида сварки, что, в свою очередь, требует от исполнителя определенного уровня профессионализма и универсальных навыков. Это требование в особенности касается трубопроводов с высокими требованиями к герметичности сварных элементов.
Важно запомнить, что выбор технологии сварки трубопровода под углом 45 градусов напрямую зависит от диаметра свариваемых труб:

1. «Варить» газовые трубы до 200 мм диаметром нужно несколькими слоями подряд. С этой целью в процессе работы трубу плавно проворачивают по мере заполнения сварочного шва.
2. При работе с другими видами труб до средних размеров в диаметре, их окружность делят на 4 сегмента и производят их последовательную проварку. После наплавления металла первых двух сегментов, трубопровод поворачивают на пол оборота, после чего работы продолжаются.
3. Окружность трубы следует разделить на большее количество сегментов, если работы ведутся с трубой значительного размера (от 50 см). Размер сегментов должен быть от 150 до 300 мм.

Источник

Сварка неповоротных стыков труб. Технология сварки труб без поворота

Содержание

Сварка неповоротных стыков трубопроводов, при толщине стенки 12мм, происходит с выполнением трёх слоёв шва. Высота каждого слоя не превышает 4мм, а ширина валика равна 2-3 диаметрам сварочного электрода.

Стыки труб с диаметром более 300мм сваривают обратно-ступенчатым способом. Рекомендуемая длина каждого участка составляет 150-300мм. Порядок их сваривания показан на схеме ниже. Цифрами указана последовательность сварки участков по слоям, а стрелками — направление сварки.

Техника сварки неповоротного стыка

Первый слой выполняется с помощью возвратно-поступательного движения электрода с задержкой электрической дуги над ванной с расплавленным металлом. Сила тока выбирается порядка 140-170А, благодаря этому, появляется возможность проплавления кромок стыка и формирования тонкого нитевидного валика, высотой 1-1,5мм на внутренней стороне. В процессе сварки, необходимо следить, чтобы крупные брызги не попадали на свариваемые кромки металла.

Сварку необходимо вести без прожогов в металле. Для этого электрическая дуга должна быть короткой и не следует её удалять от ванны более, чем на 1-2мм. Накладывая каждый последующий слой, необходимо перекрывать начало и конец ранее наложенных слоёв на 20-25мм. Режимы сварки при выполнении второго слоя рекомендуются такие же, какие были при выполнении первого слоя. Электроду, при сварке второго слоя, необходимо сообщать поперечные колебания от края одной кромки к другой

При сварке корневого шва, поверхность каждого слоя может быть вогнутой или выпуклой. Но стоит иметь ввиду, что чрезмерная выпуклость может стать причиной появления непроваров в корне шва (см. рисунок ниже). Особенно опасна чрезмерная выпуклость при выполнении потолочных сварных швов, т.к. зачастую нет возможности проконтролировать получившийся сварной шов.

Для возможности контроля над зоной сварки в направлении выполнения последнего слоя, предпоследний слой необходимо сварить так, чтобы его поверхность была 1-1,5мм ниже свариваемых кромок (см. рисунок справа).

При этом последний слой выполняют с усилением 2-3мм и шириной, на 2-3мм превышающей ширину разделки кромок. Кроме этого, последний слой должен иметь плавный переход от наплавленного металла к основному.

Видео: сварка неповоротного стыка. Замок на сварку

Источник

4 возможных дефекта при сварке неповоротных стыков труб

Сварки неповоротной трубы: 7 требований по организации труда + 4 этапа подготовки к работе + технология вертикальной, горизонтальной сварки неповоротных труб + особенности работы при угле 45 градусов + рекомендации по замкам и заделке труб + 5 типов возможных дефектов в процессе работы.

Сваркой называется процесс образования новых межатомных связей между двумя соединяемыми элементами. Если речь идет о трубах, то здесь распространены 2 варианты работы — пластическое деформирование и нагревание.

В 5%-10% случаев, и первый, и второй методы осуществляются вместе. В сегодняшней статье мы рассмотрим процесс сварки неповоротных стыков труб. Видео и развернутый план действия для сварщика будут прилагаться по всем возможным вариантам работ.

Техника безопасности и подготовительный этап

Трубопроводы – одна из ключевых транспортировочных систем в нынешнем урбанистическом мире. Представить функционирование промышленного/хозяйственного подразделения без использования трубных систем различных масштабов + их узлов нереально. Зайдите в ванную комнату, и вы сами поймете, о чем речь.

1) Какой тип сварки используется для трубопроводных систем?

В процессе монтажа сборки трубопроводных конструкций неотложно возникает потребность в использования сварочного оборудования. Скажем больше, порядка 90% стыков, как и самих труб производятся за счет процесса сварки.

Для трубопроводной продукции есть 2 типа сварки:

Когда кромки соединяемых элементов вдоль шва нагреваются до температуры плавления (у каждого материала она своя) и соединяются воедино. В качестве источника нагрева чаще всего используется сварочный аппарат с электродом;

Здесь температура не достигает точки плавления. За счет простого накала материала вдоль кромки + прилагаемого внешнего давления, происходит межатомное образование связей- сварка.

Сварка за счет плавления включает в себя и газовую разновидность соединения элементов. Такая технология осуществляется благодаря пламени, образуемом при сгорании газа (водород, ацетилен или кислород) в специальных ёмкостях – горелках.

Обратите внимание: газовая сварка прекрасно себя зарекомендовала при работе с цветными металлами, а благодаря простой технологии работы, в повседневной жизни и на стройках оговоренная технология используется чаще других.

Популярна, не значит незаменима. Окончательный выбор технологического процесса для обработки соединений трубопровода зависит от массы факторов – марка трубы, материал изготовления, радиус, толщина стенки и так далее. Помимо газовой сварки, технология плавления включает в себя и другие методы. Детальнее по которым расскажет таблица ниже.

Если речь о сварке труб неповоротным способом, то здесь отыгрывает важную роль пространственное расположение заготовки. К примеру, дуговая сварка под флюсом здесь практически бесполезна, из-за сложности доступа к шовной области.

2) Техника безопасности в процессе работы

Организация условий труда включает:

• наличие щитков для защиты от влияния на глаза электрической дуги. Как альтернатива, можно использовать специализированные ширмы – менее удобно, но более безопасно (и дорого). К тому же, подобное оснащение способно защитить не только сварщика, но и его окружение, которое мимо воли оказалось втянуто в рабочий процесс. На стройке такие случаи сплошь и рядом;
• при сварке неповоротной трубы с большим весом (более 25 кг) и диаметром, необходимо побеспокоится в отношении транспортировки заготовок. Для данной цели рационально использовать мини-подъемные транспортные средства;
• температурный режим в помещении, где будет производиться сварочный процесс обязан превышать 16 градусов по Цельсию;
• наличие качественного естественного/искусственного освещения + вентиляции. Второй пункт особо актуален для стесненный мест, когда человеку приходится ремонтировать неповоротные стыки труб в полевых условиях;
• наличие специализированной робы для сварщика – обязательное условие работы;
• заземление элементов оборудования, состоящих из металла. Стола и рабочего корпуса это касается, в том числе;
• проводка сопровождается качественной изоляцией. Даже мелкие дефекты могут стать опасностью в процессе работы сварщика.

Все оборудование/обмундирование для безопасной работы делается из материала, который хорошо выдерживает высокие температуры. При ошибках/дефектах в электрической цепи, выполнять ремонтные работы обязан специализированный сотрудник (электрик), а не сам сварщик, что часто практикуется в домашней и мелко производственной сварке.

3) Подготовительный этап к рабочему процессу

При обработке заготовок часто используется термическая резка – это обусловлено обилием труб, имеющих круглое сечение. Фиксация положения заготовок обеспечивается за счет специальных сварочных прихватов – это швы вдоль кромки соединения, имеющие толщину в 30% от основной. Если переводить толщину в сантиметры, то в зависимости от толщины стенок трубы и ее диаметра, значение колеблется в промежутке от 1.5 до 10 сантиметров.

К вспомогательным процессам на этапе подготовки также относят:

• зачистка поверхности элементов, что будут свариваться от результатов воздействия коррозии, старой краски и прочих мелочей. Производится данная работа за счет механического воздействия. Например, электрооборудование с насадками наждачного типа;
• нанесение разметки для нарезки. Тут два правила – перпендикулярность по отношению к оси трубы и добавление припусков (от 0.1 до 0.2 сантиметра). Второе требование обосновано укорачиванием заготовки в процессе сваривания швов;
• уже говорилось, что резка заготовок с большим радиусом сечения производится за счет термических процессов, та же кислородная резка. Если речь о трубах с мелким диаметром, то подойдет и простой абразивный инструмент типа болгарки;
• при фиксации заготовок важно соблюдать соосность кусков труб, дабы не получить в результате сварки перекошенное соединение. При работе с большими диаметрами труб, проблем в таком случае будет не обобраться.

При сварке в неудобном положении рационально использовать механические приспособления, что помогут надежно зафиксировать положение элементов в одной плоскости. Таковыми могут выступить те же мини-транспортеры со специальными насадками-вилами.

Разбор вариантов сварки неповоротных стыков труб

Второй вариант используется редко. Он предусматривает, прогрев в 2-5 точках одновременно, что при работе с трубами крупного диаметра тяжело организовать физически. Зажигание впритык же работает исключительно с областью, в которой происходит короткое замыкание.

1) Горизонтальная сварка

Считается сложнейшим вариантом работы для сварщика. Если человек не обладает опытом в направлении (хотя бы сварка поворотных стыков в трубопроводных системах), то шанс налажать при первой попытке сделать сварку неповоротных стыков труб крайне велика.

Основные моменты при работе с горизонтальным неповоротным стыком:

• полная непрерывность сварочного процесса;
• у каждого стыка требуется выдерживать собственную силу поступления электрического тока;
• калибровка расположения электродной проволоки в отношении к сварочному шву.

Хотя наплавка и называется горизонтальной, в процессе сварщику потребуется производить наплавку шва в 3 пространственных положениях – по вертикали, внизу и сверху. Особенность технологического процесса при горизонтальной сварке дугой – возможность частичного разделки кромки шва. Допустимо значение в 8-12 градусов.

Подобное допущение в технологии дает возможность прочнее осуществить стыковку элементов трубы, без потери качества на областях применения горизонтальной наплавки. Для упрощения работы, сварщику удобнее всего будет сваривать стыки заготовок послойно. Обычно используется технология горизонтального наплавления из 3 или 4 слоев. Детальнее по второй разновидности в таблице ниже.

Допустимо и большее количество валиков, однако если процессом предусматривается 5+ слоев наплавки, важно при каждом последующем проходе, который выше 3-го, менять направление наложения.

Если речь о трубных заготовках с радиусом 10 сантиметров и менее свариваются швами сплошного типа. Если речь о заготовках с радиусом более 10 сантиметров, в работу вступает обратноступенчатый вариант накладки сварочных швов.

2) Вертикальная сварка

Технологический процесс вертикальной наплавки неповоротных труб:

1. Создание корневого стыка из двух валиков. Первый делается по той же технологии, что и в горизонтальной наплавке, а вот второй слой накладывается лишь после предварительной проплавки – это увеличивает качество шва корня. В зависимости от толщины стенок заготовки + ее значения зазора между компонентами, корректируется сила тока подачи на электрод.
2. Корневой стык – это основная часть работы. Дальше – проще. Наносим 2-3 валика, с помощью которых закрываем площадь разделки.
3. Добавляем замок, которые объединяет воедино старт и финиш слоя.
4. Добавляем сварочный шов декоративного типа.

Добавлять обратный слой наплавки стоит только для сварочных швов, которые требуют особо высокий уровень качества. Например, когда трубопроводная система будет транспортировать газ под высокими показателями давления, либо оборудование используется в глубоководных работах.

Особенности технологического процесса:

• предельно допустимая скорость залива кромки шва при сохранении положения электрода в перпендикулярном положении, либо в тупом угле;
• длина для замка вычисляется на основании радиуса сечения свариваемой заготовки трубы. Минимальный сдвиг составляет 0.6-0.9 сантиметра;
• корректировка длины дуги производится на основании степени проплавки. Так, при недостаточной степени проплавки валика используется дуга средней длины, а при «жирной» наплавке можно использовать дугу средней длины;
• при работе с лицевой частью шва, наплавка производится исключительно слоями узкого типа. Скорость проведения вертикальной сварки значительно повлияет на конечный результат в отношении плоскости полученной поверхности шва.

Скорость процесса сварочных вертикальных работ носит прямую зависимость от объема ванны. Некоторые сварщики делают высокую наплавку, что стопорит процесс из-за длительного времени застывания слоя. Кроме того, подобный подход в 30% случаев приводит к мелким дефектам вдоль шва, что для стратегически важных систем недопустимая роскошь.

Последний момент, стоящий внимания в процессе обработки/подварки/выборки во время вертикальной сварки – это толщина электродной проволоки. Оптимальными считаются элементы с радиусом сечения в 0.2 сантиметра + «угол назад». Корректировка скорости производится «на глаз». Достаточно чтобы форма валика оставалась в пределах нормального вида.

3) Сварка труб неповоротным способом с углом в 45 градусов

Окончательный вид шов приобретает лишь в результате многих манипуляционных действий, основными из которых являются корректировка угла наклона электрода и смена направления наложения сварочных слоев.

Зависимость технологии и диаметра сварки:

• трубные системы для транспортировки газов с радиусом сечения не более 10 сантиметров. Сварочные работы протекают без остановок и в 2-3 слоя. Корректировка положения трубы происходит по мере заполнения самого шва. Валик №2 и №3 ложатся в противоположных направлениях, замок ставится более 1.4 сантиметра;
• трубные системы со средним радиусом от 10 до 25 сантиметров. В таких случаях сварочный шов разделяется на 4 сектора, и происходит постепенная проварка по этапам. Первыми заполняются 2 диагонально лежащих сектора, потом заготовка поворачивается на 90 градусов, и руки доходят до второй пары секторов сварки;
• крупные трубопроводные системы с радиусом более 25 сантиметров. Чем большего диаметра сечения заготовки трубы, тем большее количество секторов будет в процессе осуществления сварочных работ. Наплавка происходит сегментами в 2 валика. Лицевой шов делается сплошным по всему кругу сечения.

Если у человека не имеется опыта по сварке неповоротных стыков труб, видео либо инструкция с сети ему здесь слабо помогут. Перед работой над основным материалом (если сварка осуществляется в домашних условиях), рационально испытать навыки на заготовках, которые не страшно испортить. Пару недель практики помогут добиться более-менее адекватного навыка по вертикальной/горизонтальной сварке, а это уже первый шаг к освоению угловой в 45 градусов.

4) Прочие моменты и ситуации в работе с неповоротными стыками

Помимо комплексного процесса наложения шва, в работе сварщик должен учитывать особенности обработки отдельных компонентов. В частности, исполнение замков и по каким правилам должно происходить заполнение заделки труб. Данные 2 момента мы с вами и разберем далее.

А) Как выполнять замки правильно?

Оговоренный этап – неотъемлемая часть в процессе формирования слоя наплавки. При прохождении первыми 2-3 швами (не декоративными), происходит формирование заступа в 0.2-0.3 сантиметра. Завершенный замок располагается в исходной точке слоя. Но с незначительным смещением в отношении предыдущего слоя. Обычно это смещение в районе 0.4-0.5 сантиметра.

Формирование лицевого шва при сварке неповоротных труб на порядок сложнее. Для получения качественного и красивого валика, требуется формировать тонкую плоскую нить вдоль всего обода по сечению трубы. В процессе полной сварки стыка необходимо брать в учет периметр за исключением обрыва. Смещение замка на расстояние более 5 сантиметров в профессиональной практике считается неприемлемым.

При использовании многопроходной технологии сваривания неповоротных стыков труб с толстыми стенками, используется спиралевидное ведение шва. Данная технология сокращает число внедряемых замков по швам, что снижает вероятность возникновения дефектов в точках наложения. Шов завершается на расстоянии в 2 сантиметра от своего начала по кольцу. Слишком высокие слои обрубаются или стачиваются.

Как подрубить валик:

1. Кромка по слою незначительно плавится в начале за счет задержки дуги.
2. Производится заход на слой с текущим состоянием дуги.
3. Производится переход на новый слой с учетом предыдущего.

Результатом проделанных манипуляций станет новый слой, берущий свое начало с конца предыдущего валика. Весьма практичное решение, снижающее вероятность наступления проблем в процессе последующих наложений валиков сварки.

Б) Как заполнять заделки труб?

При формировании 2-го слоя, необходимо держаться нижнего края кромки и максимально аккуратно осуществлять движения электрода, соблюдая рекомендованный угол и скорость перемещения дуги вдоль сварочного шва. Третий же валик зависит от достигнутого уровня полноты разделки предыдущими двумя. Рекомендуется придерживаться ширины по диаметру электрода.

Технология сваривания неповоротной трубы на практике:

В) Возможные дефекты швов при сварке неповоротных труб

Наиболее частые варианты – отклонения по размеру или форме, микроструктурные изъяны, либо коробление всей конструкции. Существуют допустимые и недопустимые дефекты в процессе сварки. Решение об принадлежности ложится на плечи проектировщикам.

От чего зависит категория допустимости дефекта:

• разновидность дефекта;
• место и размеры;
• на сколько сильно трубопровод будет подвергаться нагрузкам;
• в какой среде будет располагаться система – вода, воздух или даже вакуум;
• какие функции лежат на системе.

Выяснение допустимости дефектов происходит при использовании специализированного оборудования. При выборе подобных устройств важно обращать внимание на минимальный задел определения. Например, если у вас система из труб мелкого диаметра + имеется в шве трещина в 0.1 сантиметра, а проверяете вы дефективность прибором, с минимальным распознаванием в 0.5 сантиметра, то толку от подобного тестирования «0». А теперь пройдемся по самим дефектам.

Дефекты швов по размеру и форме:

Проблема часто проявляется при сварке в горизонтальной плоскости, при наложении шва сверху. По сути – это бугор из металла поверх плоскости валика. Причины возникновения – большая сила тока на электроде, неверный угол трубы и прочее;

Здесь уже канава по краям сварочного шва. Причины те же, что и при образовании наплывов, но особо сильно страдает кромка от высокой температуры на электроде. При вертикальной сварке подрез часто возникает с одной стороны (верхней), ибо масса попросту стекает вниз, образуя еще и наплыв;

Дырки вдоль кромки свариваемого шва. Недопустимый косяк при работе с трубопроводом. Причины возникновения – большая сила тока, острые кромки заготовки или задержка дуги на одном месте длительное время;

Канал в самом шве. Причина – обрыв дуги, а потому, благодаря оплавке дефект можно исправить почти сразу. Существует и другой тип кратера – усадочный. Причина возникновения – усадка материала при работе со швом, что накладывает ограничения на быстрое устранение проблемы.

Макроструктурные дефекты при сварке неповоротной трубы можно выявить лишь при 10-кратном увеличении области наложения шва. К подобным неточностям в работе относят непровары, поры и вкрапления шлака. Что касается микроструктурных дефектов – это микроскопические трещины, включения неметаллов и зернистая структура. Опаснейшим же среди категории микроскопических косяков является пережог, возникающий из-за кислородного проникновения при сварочной работе.

Источник