Сварку труб с поворотом

Как соединить трубы ручной дуговой сваркой? Необходимые материалы, методы с поворотом и без поворота стыка

Прежде всего важно понимать, что не любые трубы можно эффективно сваривать электродуговым методом. Он используется для соединения труб с толщиной стенки не менее 3 мм, при этом оптимальный проход составляет 80 мм и более. При большом объеме работ предпочтение отдают механизированным методам сварки.

Подготовка труб к ручной дуговой сварке

Ручная дуговая сварка труб требует внимательного и грамотного подхода к выполнению подготовительных операций. Обычно они строятся по такому алгоритму:

Контрольно-диагностические операции. Оценивается техническое состояние труб, сравниваются их параметры: диаметр, толщина стенки, состав материала. Трубы на всей длине проверяются на наличие деформаций, трещин и других повреждений.
Обработка торцевых частей труб. Кромки очищают от ржавчины и механических загрязнений, обезжиривают. В случае необходимости выправляются мелкие деформации краев, удаляют заусеницы, зоны наклепа металла и прочие дефекты, образовавшиеся при резке труб.
Выполнение фасок. Если кромки труб не имеют скосов, их придется выполнить вручную, используя специальный инструмент: фаскосниматели или торцеватели. Угол скоса фаски обычно варьируется в пределах 60-70°. После изготовления фасок проводится повторное обезжиривание поверхности.

Завершающим этапом подготовки труб к сварке является их фиксация относительно друг друга. Она должна полностью исключить перемещение труб, если иное не предусмотрено технологией сварки.

Между состыкованных для сварки труб оставляется зазор, величина которого устанавливается нормативной документацией в зависимости от параметров изделий, что необходимо для равномерной проварки не только верхних слоев металла, но и корня шва. У труб с толщиной стенки 3-4 мм величина зазора составляет 2-2,5 мм.

Необходимое оборудование, материалы и средства защиты

Выполнять сварочные работы необходимо в просторном, хорошо проветриваемом помещении или на открытом воздухе, вдали от легковоспламеняющихся веществ. Основным рабочим средством для соединения труб будет электрический сварочный аппарат переменного или постоянного тока. Хорошее оборудование стоит немалых денег, поэтому для разовой сварки по возможности его лучше одолжить. Кроме того, понадобятся:

фиксирующие устройства;
электроды и электрододержатели;
сварочный кабель;
молоток и зубило;
наждак и металлическая щетка.

Обязательным условием является наличие средств индивидуальной защиты (СИЗ). Руки должны быть защищены плотными сварочными перчатками; для защиты головы и, в первую очередь, глаз, понадобится сварочный шлем. Он оборудуется затемненным стеклом, «отсекающим» инфракрасную и ультрафиолетовую части светового спектра.

Работать следует в удобной, не сковывающей движения закрытой одежде из негорючих материалов.

Методы ручной дуговой сварки труб

Существует два основных метода ручной электродуговой сварки труб: поворотный и неповоротный. На практике возможность их применения диктуется техническими особенностями труб, местом их расположения и квалификацией сварщика. Существует и комбинированный метод, но широкого применения он не нашел.

Сварка с поворотом стыка

Поворотный метод обеспечивает максимальную прочность и равномерность шва. Добиться этого можно с помощью двух хитростей. Во-первых, старайтесь держать электрод строго под прямым углом к оси трубы, то есть регулируйте интенсивность плавления не наклоном электрода, а длиной дуги. Во-вторых, работайте по трехпроходной технологии. Она предполагает такую последовательность действий:

Условно разделите торец трубы на четыре равных сегмента, можете сделать соответствующие метки, но лучше сварить трубы в этих зонах точечно.
Проварите стык в корневой части сегментов, расположенных друг напротив друга, тонким электродом (3-4 мм) с силой тока 120-150 А.
Поверните трубу на 90° и проварите два оставшихся сегмента с теми же параметрами.
Постепенно поворачивая трубу, проварите ее на всем диаметре. Параметры сварки тоже изменятся – размер электрода составит 5-6 мм, а сила тока – 200-250 А.
Повторите действия, указанные в пункте 4.

Если конструкция предполагает сваривание труб на одной оси в нескольких участках, выполняйте операции одновременно на всех стыках. Это не только позволит ускорить работу, но и предотвратит любые осевые смещения в процессе сварки.

Сварка без поворота стыка

Сварка без поворота целесообразна в том случае, когда ведется на уже смонтированной конструкции, в том числе имеющей труднодоступные места. Технология во многом напоминает поворотную, но есть ряд существенных отличий в длине отдельных швов. Общий алгоритм включает следующие действия:

Тонким электродом (4 мм) проваривается до половины длины стыка.
Оставшийся сегмент условно делится на две равные части, которые провариваются тонким электродом в разных направлениях.
Половина стыка повторно проваривается толстым электродом (5-6 мм), при этом она не должна повторять в точности расположение самого первого шва, но должна частично перекрывать его (около 30°).
Оставшийся сегмент условно делится на две равные части и проваривается толстым электродом в разных направлениях.

Третий проход обычно используется лишь при сварке труб с диаметром более 700 мм. Он предполагает нанесение двух равных по длине швов в противоположных направлениях, стыки которых не совпадают со стыками швов, нанесенных ранее.

Как происходит процесс сварки

Сварку проводят на конструкциях, закрепленных в фиксирующих устройствах или соединенных друг с другом точечно. Работы следует выполнять быстро, не допуская кристаллизации сварочной ванны в зонах, соседствующих с рабочей. Между проходами необходимо выждать 3-5 минут.

При первичном проходе стыка прорабатывается корневая часть шва. Малые толщины электродов и относительно слабые сварочные токи на этом этапе предотвращают прожоги фаски и появление толстого грата с внутренней стороны трубы, делают шов достаточно равномерным и аккуратным, кроме того, фактически формируют дно сварочной ванны для будущих проходов.

Второй и третий проходы, которые выполняются толстыми электродами с большей силой тока, формируют верхние и нижние одно- или разнонаправленные части шва, необходимые для полной герметизации стыка и приданию конструкции нужной механической прочности. Допустимо создание наплыва в последнем проходе, что полезно при сваривании труб относительно малого диаметра.

Источник

Сварка поворотных стыков труб. Сварка труб с поворотом

Содержание

Провар корня шва выполняют электродами, диаметром 2-4мм. Высота первого шва составляет, как правило, 3-4мм. Для выполнения второго и последующих слоёв выбирают электроды большего диаметра и при повышенной силе тока. Первый и второй слои шва можно выполнить несколькими способами, которые рассмотрены ниже.

Первый способ сварки поворотного стыка

Стык трубопровода условно разделяют на 4 примерно одинаковых участка. Сначала сваривают участки 1-2, затем трубу поворачивают на 180° и заваривают участки 3 и 4. Схема этого способа сварки указана на рисунке ниже.

После сварки первого слоя, трубу разворачивают ещё на 90° и выполняют сваривание участков 5 и 6. И потом, после поворота трубы ещё на 180°, выполняют сварку оставшихся участков 7 и 8.

Второй способ сваривания труб с поворотом стыком

Также, как и в первом способе, стык условно делят на 4 примерно равных участка. Сначала сваривают участки 1 и 2, потом поворачивают трубу на 90° и выполняют сварку участков 3 и 4. Схема этого способа показана на рисунке ниже.

После того, как заварен первый слой шва, трубу поворачивают на 90° и сваривают участки 5 и 6, затем снова поворачивают трубу на 90° и сваривают участки 7 и 8.

Третий способ. Сварка поворотных труб большого диаметра

Данный способ сварки применяют для сваривания труб большого диаметра, более 500мм. При таком способе стык разделяют на несколько участков и сварку выполняют обратно-ступенчатым способом. Схема сварки показана ниже.

Рекомендуемая длина каждого каждого участка шва составляет 150-300мм и зависит она от диаметра трубопровода.

Третий слой сварного шва, независимо от способа сваривания первых слоёв, выполняют в одном направлении при постоянном повороте трубы.

Видео: сварка поворотных стыков труб

Часть 1. Провариваем корень шва:

Часть 2. Заполнение разделки:

Сварка поворотных стыков с диаметром трубы менее 200мм

Если диаметр соединяемого трубопровода не превышает 200мм, то стык можно не делить на участки, а сваривать его одним сплошным швом, см. рисунок ниже:

При этом второй и третий слой выполняют аналогично первому, но каждый раз, при последующем слое, меняют направление сварки на противоположное. И во всех случаях необходимо перекрывать каждый предыдущий слой последующим на 10-15мм.

Источник

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

Как выполняется сварка неповоротных стыков труб – пошаговое руководство

Технология сварки неповоротных стыков труб подбирается в соответствии с тем, как расположены трубы и с каким наклоном.

В связи с этим выделяют несколько видов сварных соединений:

Вертикальное.
Горизонтальное.
С уклоном в 45 0 .

Кроме того, способ сварки во многом зависит от толщины стенок трубных изделий. К примеру, соединение трубных изделий, имеющих стенки толщиной 12 миллиметров, выполняется методом наложения трех слоев. При этом толщина каждого слоя не должна превышать 4 мм. Сварка неповоротных стыков труб имеет множество особенностей, определяющие наклон электродов, которые следует знать.

Правила техники безопасности

Приступая к соединению поворотных стыков труб или неповоротных аналогов, нужно знать, что работы такого типа имеют высокий уровень опасности. Поэтому необходимо выполнять определенные требования.

Соединение трубных изделий встык посредством газовой или электрической сварки необходимо выполнять на специально оборудованных площадках, которые имеют специальное оснащение, включая различные средства защиты от электрической дуги. Эти элементы распределяются так, чтобы присутствующие поблизости люди были полностью изолированы.

Для соединения трубных изделий, имеющих большое диаметральное сечение и вес свыше 20 кг, рекомендуется использовать специальные подъемники. Вход на площадку требуется освободить, его ширина не может быть менее 1 м. Рабочие температурные значения в помещении должны поддерживаться в пределах +16 0 С. Обязательным условием считается наличие вентиляционной системы и свободное пространство.

Согласно технологии осуществления работ, предполагающих использование сварочного оборудования, все металлические детали и элементы должны быть заземленными (прочитайте также: «Виды технологий сварки труб – преимущества и недостатки способов»). Аналогичные требования предъявляются для корпуса трансформатора и рабочего места. Применение сварочного устройства допускается только с изолированными проводами и кабелем.

Как уже говорилось выше, соединение неповоротных стыков трубы выполняется несколькими способами, которые напрямую зависят от того, как расположена труба.

Вертикальное сваривание неповоротных стыков

Наложение швов по вертикали на не поворачивающиеся торцы свариваемых труб выполняется аналогично горизонтальному свариванию с одним различием: постоянная смена наклона электрода по отношению к периметру шва.

Процесс сварки предполагает выполнение таких шагов:

Создается стык, получаемый в процессе сварки трубы, который относится к корневому валику.
Формируется три валика, которые должны заполнить разделку.
Создается замок, соединяющий начало и конец валика.
Выполняется декоративный шов.

Первый шаг считается самым важным, так как в это время создается соединение, формирующее основу шва. Диапазон сварочного тока определяется толщиной металла и зазором между стыкующимися деталями. На первом этапе создается два основных валика.

Для создания стыка на трубе захватывают основание каждой соединяемой кромки, в это же время формируется второй корневой слой и поправляется первый слой.

Формирование обратного валика с использованием электродов диаметром 3 мм выполняется только в тех случаях, если свариваемый стык должен быть высокого качества.

Для выполнения работы выбирают средний или минимальный диапазон тока, учитывая при этом следующее:

Толщина металлической заготовки.
Расстояние между кромками изделий.
Толщина притупления.

Наклон электрода определяется направлением сварных проведений и зависит от проплавления первого слоя шва.

Длина дуги также зависит от степени проплавления:

Короткая дуга используется в том случае, когда коренной валик недостаточно проплавлен.
Средняя дуга — при хорошем проплавлении.

Скоростные показатели сварки во многом зависят от объема сварочной ванны. Валик большой высоты на стыках металлических деталей приводит к тому, что он на протяжении долгого времени не застывает. Это может стать причиной образования различных дефектов. Подбирая скорость сварки необходимо помнить, что только качественный сплав кромок обеспечивает нормальное состояние валика.

Обработку металла определенной толщины, а также выборку и подварку, рекомендуется выполнять электродами диаметром 4 мм. При этом наклон электрода должен быть отличным от угла наклона при работе с корневым валиком. Здесь следует применить метод, который называется «угол назад». Скорость в этом случае должна быть такой, чтобы валик оставался в норме.

Правила заполнения заделки труб

Начинать заполнение заделки нужно с низа кромки, которая является площадкой. Это необходимо для выбора оптимального способа сварки. Валик горизонтального расположения следует выполнять в повышенном режиме. Также метод сварки определяется расположением шлака, «угол назад» или « под прямой угол».

Для получения валика необходимо усиление или «горбинка», образующаяся при сварке в положении снизу для создания полки, благодаря которой выполняется сварка следующего валика при повышенном режиме. Вторая обработка должна проводиться аккуратными движениями, придерживаясь нижнего края.

Перед началом сварки третьего валика определяют уровень его полноты. При этом важно, чтобы разделка, незаполненная между соединительным швом и верхней кромкой, была не очень большой для четвертого валика и не очень узкой для двух валиков. Третий валик по верхнему краю должен иметь наименьшее значение ширины до верхней кромки. Оптимальный размер может совпадать с диаметром электрода.

Заполнение разделки проводится при формировании еще 3 валиков, которые позволяют заполнить основу сварного шва и укрепить стык. При проведении работ важно держать прямой угол, а разделку заполнять при высокой скорости сварки. Только так можно добиться прочного скрепления слоев между собой.

Выполнение замков

Этап выполнения замков предполагает окончательные работы по формированию валиков. При этом сварка каждого валика сопровождается заступом на основной шов величиной 2 мм. Готовый замок представляет исходную точку валика, со смещением по отношению к предыдущему слою на 5 мм.

Декоративный шов завершает сварку труб в неповоротном положении. Выполняя наплавку в горизонтальном положении, формируют узкие валики. Последний из них должен быть абсолютно плоским. Сваривание выполняется в высокоскоростном режиме.

При полном сваривании стыка должен учитываться весь периметр без обрыва. Допускается смещение замков относительно друг друга не больше, чем на 50 мм.

Многопроходной вид сварки поворотных и неповоротных труб, имеющих толстые стенки, предполагает спиралевидное ведение. В этом случае сокращается количество замков и, как следствие, уменьшается число дефектов. Сварку следует прекращать на расстоянии около 20 мм от начала валика, чтобы выровнять сварные швы по высоте. Больший валик можно подрубить, а также сточить.

Подрубить валик можно практическим способом, позволяющим снизить количество замков и выполнить более качественное соединение. Такой способ берет начало от кромки валика, которая подплавляется задержкой дуги. Затем делают заход на валик с действующей электродугой и переходят на следующий слой, учитывая предыдущий. В результате окончание одного слоя становится продолжение другого валика.

Горизонтальная наплавка

Сварка неповоротных стыковых труб горизонтального расположения считается достаточно сложной технологией. Выполнить такую работу может только профессиональный сварщик, имеющий определенные навыки и опыт. Наиболее трудным можно назвать постоянное регулирование электрода для изменения угла наклона.

Сварка выполняется в трех последовательных позициях:

Каждый шов выполняется с индивидуальным значением величины тока. Потолочная позиция предусматривает сварку на высоком уровне мощности. Все этапы предполагают безотрывную сварку, в ее начале лучше всего использовать метод «углом назад», а завершать работу — «углом вперед».

Сварка труб под углом 45 градусов

Выполнение сварки трубных изделий, располагающихся под углом 45 0 , имеет некоторые особенности. В частности речь идет о пространственном положении шва, учитывая определенный угол. Выполнять работы такого типа могут универсальные мастера, выполняющие различными навыками сварки. Первый валик создается посредством электрода под прямым углом.

Шов формируется при непрерывном заполнении второго слоя. После этого сразу переходят к проплавке первого слоя. Выполнив сварку с постоянным применением электрода, требуется провести фиксацию трубы для создания горизонтально и вертикально расположенных швов. В этом случае сварочный слой с лицевой стороны не является плоским, если сравнивать с остальными валиками.

Вертикальное соединение металлических труб посредством дуговой ручной сварки осуществляется аналогично сварке в горизонтальном положении. Отличительной особенность первого способа можно назвать использование метода, осуществление которого подразумевает применение поступательного движения электродов. Следовательно, требуется постоянно регулировать угол наклона электродов относительно шва, который проходит вдоль всего периметра свариваемого трубного изделия.

Источник