Ручная сварка труб техника выполнения



Ручная дуговая сварка труб. Как правильно сварить трубу?

Содержание

Ручную дуговую сварку труб производят, как правило, в 2-3 слоя, несмотря на то, что соединяемые кромки имеют небольшую толщину. Благодаря многослойной сварке, гораздо легче проварить корень шва. Кроме того, этот приём способствует повышению плотности сварного соединения.

Сварка трубопроводов ручной дуговой сваркой может происходить с поворотом свариваемых стыков или без поворота стыков. Об этом подробнее рассказано на страницах «Сварка поворотных стыков труб» и «Сварка неповоротных стыков труб». Рассмотрим технику ручной сварки труб с поворотом и без поворота стыка.

Техника ручной сварки труб с поворотом стыка

Вручную поворотные стыки труб сваривают следующим образом. Первый слой выполняют таким образом, чтобы получить качественное проплавление корня шва. Процесс сварку рекомендуется выполнять следующим образом, см. рисунок ниже.

Сначала выполняю первый слой шва от точки 1 до точки 2, а также от точки 4 к точке 3. Подобным образом выполняют сваривание всех стыков трубопровода, если их несколько на одном трубопроводе. Затем трубу переворачивают на 90° и сваривают участки по направлению от точки 4 до 1 и от точки 3 до точки 2.

Чтобы предотвратить такие дефекты в сварном шве, как прожоги, рекомендуется сварку первого слоя выполнять электродом с диаметром 4мм при силе сварочного тока 120-140А. Для ручной дуговой сварки поворотных трубопроводов хорошо подходят такие электроды, как УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, СМ-11, ВСЦ-1. Второй и третий слои выполняют электродами диаметром 5-6мм, при этом, силу сварочного тока увеличивают до 200-250А. Сварку последующих слоёв ведут в одном направлении, с постепенным поворачиванием соединяемого стыка.

Техника ручной сварки труб без поворота стыка

При ручной сварке неповоротных трубных стыков последовательность выполнения слоёв показана на рисунке ниже:

Первый слой (швы 1, 2, 3) выполняют сверху вниз, а второй и третий слои (швы 4, 5, 6 и 7, 8, 9) либо снизу вверх, либо сверху вниз (схема а) на рисунке). Возможно выполнение второго и третьего слоя в последовательности, указанного на схеме б) рисунка. При ручной сварке неповоротных труб большого диаметра, более 700мм, рекомендуется сварку вести в последовательности, указанной на схеме в) рисунка.

При сварке необходимо учесть, что смещение замыкающих участков (замков) наиболее важно в процессе сварки. Смещение должно составлять 60-100 мм.

В случае, если возникают трудности при сварке неповоротных стыков, например, стык находится в труднодоступном месте, то можно применить комбинированный метод (см. рисунок слева) сварки стыка со вставкой (поз. 2 на рисунке).

При этом, нижнюю часть сварного шва выполняют с внутренней стороны трубы через отверстие (поз. 1 на рисунке), а после этого в отверстие вваривают вставку (поз.2 на рисунке), выполняя сварку верхней части шва с наружной стороны стыка.

Для ручной сварки неповоротных стыков применяют те же электроды, что и для сварки стыка с поворотом трубы. Однако, доступ к некоторым участкам шва неповоротного стыка часто оказывается затруднён и сваривать его сложнее. Следовательно, сварка неповоротного стыка требует от сварщика более высокой квалификации, чем сварка стыка с поворотом.

При прокладке магистральных трубопроводов вручную выполняют только первый слой сварного шва. Последующий слои сваривают автоматической сваркой под флюсом.

Видео: ручная сварка труб в труднодоступных местах

Ручная сварка при низких температурах

При сварке в условиях низких температур, из-за быстрого охлаждения сварочной ванны, отход растворённых газов из расплавленного металла затруднён. В результате этого, металл становится более хрупким и возрастает риск возникновения закалочных структур и горячих трещин, выходящих из сварного шва и зоны термического влияния на основной металл.

Для уменьшения пористости и снижения хрупкости металла шва и околошовной зоны, рекомендуется применять электроды УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, СМ-11, ВСЦ-1. Использование данных электродов позволяют получить вязкий и пластичный сварной шов, даже сваривая трубы при низких температурах.

Перед сваркой кромки трубопроводов необходимо тщательно очистить от снега и льда и разогреть до светло-красного раскалённого состояния. Трубы под сварку необходимо собрать с минимальными зазорами, а сварочный ток установить на 10-20% выше обычного. Данный приём позволяет улучшить провар металла, снизить скорость его охлаждения и уменьшить риск появления дефектов в сварном шве (трещин). Часто с этой же целью применяют предварительный местный подогрев до температуры 150-200°С.

При низких температурах хорошо свариваются трубы из таких марок сталей как 14ХГС, 14ГС, 19Г и некоторых других.

Источник

Технология сварки труб ручной дуговой сваркой

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.

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.

Для сварки замка используются электроды диаметром 3 мм.

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

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.

В результате шлифовки может выявиться погрешность, такая как пора.

В таком случае, место с дефектом следует вычистить до зазора и снова заварить, затем опять отшлифовать.

Шлифовка осуществляется в одном направлении от трубы к шву, это поможет избежать «подрезов».

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.

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.

Источник