Меню

Технология дуговой сварки поворотных стыков труб



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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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:

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

  1. Тонким электродом (4 мм) проваривается до половины длины стыка.
  2. Оставшийся сегмент условно делится на две равные части, которые провариваются тонким электродом в разных направлениях.
  3. 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°).
  4. 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 стыков трубопровода — технология, оборудование, расходники

Металлические трубы давно заняли прочное место в хозяйственно-промышленной деятельности человека и в нашем быту.

Металлические пустотелые конструкции используют везде, где требуется передача воды или других жидко- и газообразных субстанций, пара, добавим сюда, конечно, нефть.

Трубопроводы прокладывают и над землей и под ней, тянут через горы, морское дно и пустыни. Для каждого свои правила укладки, но требование одно – герметичность и безопасность данных инженерных коммуникаций.

Поэтому при эксплуатации нужна профилактика. При необходимости проводят ремонт. Самым «тонким» местом трубопроводов можно назвать сварочные швы и стыки. Они должны быть хорошего качества.

Без этого конструкцию на большое расстояние – не протянешь. Есть технологии в сварке, используя которые, можно построить надежный трубопровод. Охарактеризуем некоторые из них.

КЛАССИФИКАЦИЯ ТРУБОПРОВОДОВ

Они подразделяются в зависимости от того, что предстоит перемещать. Трубопроводы бывают промышленными, технологическими (на предприятиях, между ними), магистральными, для подачи горячей и холодной воды, газа и канализационными. Эта специфика определит, на каком материале остановиться: металле, пластике или керамике.

Стыкуют части трубопровода 3-мя способами. Взрывом при трении (механический). Плавлением (это уже термический). Отнесем сюда плазменную, электролучевую и газосварку. Магнитоуправляемой дугой путем контактного стыка (термомеханическим).
Из них выбирают один, исходя из параметров и материала будущей конструкции.

Отметим, что указанные способы — универсальны, соединят трубу любого d . Плавление распространяется на электродуговую и газосварку. К давлению прибегают в газопрессовой сварке, когда холодная, а также контактная и ультразвук. Кстати, механизированная и электродуговая в ручном режиме первенствуют.

ПЛАВЯЩИЕСЯ И НЕПЛАВЯЩИЕСЯ ЭЛЕКТРОДЫ

Они популярны на трубопроводах из разряда технологических. Результативней пользоваться вручную электродом, можно и через автомат. Сварку выбирают аргонно-дуговую. Процесс трехэтапный.

No1.Экипируем сварщика и подготавливаем части конструкции. Прежде всего – техника безопасности. Требуется, безальтернативно, спецовка и защитная маска. Сами трубы тщательно зачищают. Варить там, где есть следы краски, коррозии, грязь, нельзя. Щеткой по металлу тщательно обрабатывают стыки и вокруг них. Можно пользоваться абразивом, к примеру, наждачкой. Иначе не избежать в шве так называемых пробелов.

No2.Сварка. Прежде зажигают электрод для возбуждения дуги. Теперь главное – удержать ее. При этом без разницы вручную или с помощью инвертора. После варят шов, какого типа – решает мастер, по ситуации. Выбор технологии сварки зависит от, расположения труб, из какого материала они сделаны и «стратегии» сварного и т.д. Как и ответ на вопрос, как вести электрод. Во время процесса шов зачищают от образующегося шлака.

No3. Проверка на качество. Готовый шов проверяют одним из доступных методов контроля.

О технологии. Она почти идентична для всех видов трубопроводов. Качества можно добиться при соблюдении поэтапности в работе, с учетом, какие швы предстоит варить и герметичности и достаточного опыта мастера.

СТЫКОВКА ТРУБ

Тем, кто намеревается стать профи в сварном деле, пригодится и теория, и практика. Ведь даже для сварки всего 2-х деталей применимы 33, может больше, способа. Пожалуй, более всех известны тавровые, угловые соединения, а также внахлест и встык.

Выбранный способ должен соответствовать характеристикам металла, и предназначению коммуникаций. Если взять многим известную систему отопления централизованного типа, то трубы сейчас больше сваривают встык. Надежность определит провар, который идет вкруговую.

Набор швов дуговой сварки представлен вертикальными, горизонтальными, потолочными и нижними, всего 4. От их местоположения в пространстве зависит выбор технологии.

Проще всего с нижними. Если свариваемая конструкция позволяет, то сварщик поворачивает ее вниз. Преимущества налицо. Металлу некуда стекать, брызги не полетят вовсе. Прокладка технологического трубопровода характеризуется многочисленными ответвлениями. Для него используют почти все виды швов, ведут сплошняком, можно и прерывисто.

СПЕЦИФИКА

У ручной дуговой сварки на трубопроводах в сравнении со сваркой плоских деталей, существуют отличия. Есть основной набор параметров, которые нужно соблюдать. И у ее подвидов – аргонной и газовой – тоже. Они в ходу на газо- и водопроводах.

Для расчета оптимальной силы варочного тока d электрода умножается на 35. Допустим, у вас проводник 2 мм, значит, ток нужен 70 А. Некая условность примера не исключает закономерность. Если варите трубы малого d толщиной до 5 мм, то 175 А хватит за глаза.

Для удержания дуги дистанция, отделяющая проводник от металла, должно сохраняться на одном уровне. Ее расчет делают с учетом d электрода плюс 1. Допустим, электрод 5 мм, значит, дистанция – 6 мм.

СВАРКА ТРУБ ДИАМЕТРОМ ДО 10 СМ

  • ПЕРВЫЙ ЭТАП. Сборка стыков вручную с прихватом точечным методом. Допустим, 2 точки, одна напротив другой.
  • ВТОРОЙ ЭТАП. Сварка стыков. Если толщина четыре миллиметра и больше, прежде идет корневой шов, затем – валик. Причем у шва горизонтального новый валик идет всегда противоположно предыдущему. Допустим, сначала слева направо, потом наоборот и т.д.

Если толщина конструкции в диапазоне 3-х-8-ми сантиметров, сварка ведется небольшими участками. Будет лучше в плане качества.

ПОВОРОТНЫЕ СТЫКИ

Их относят к сложным работам. Так что нужно придерживаться существующих правил.

Скорости поворота детали и проводки проводника нужно соблюдать паритетными. У последнего она определяется толщиной свариваемой детали. Чем больше, тем дольше длится сварка. Лучше всего, когда сварочная ванна находится под углом в 30 градусов.

Где деталь поворачивается на 180 градусов, работают поэтапно. Прежде в 2 подхода осуществляют сварку 2-х верхних четвертей d трубы. Один шов идет другому навстречу. Допустим и 1 слой, и два. Потом поворот на 180 градусов, и проваривают стык, что остался. После поворот опять на 180 градусов и варят шов до самого конца.

Читайте также:  Пвх труба условия эксплуатации

СТЫКИ ИЗ РЯДА НЕПОВОРОТНЫХ

Еще сложней. Трубы варят, используя рассматриваемый способ сварки, безукоризненно следуя инструкции.

  • ВЕРТИКАЛЬНЫЕ. Варят поэтапно. Вначале стык по периметру делят вертикально (условно) пополам . Далее переходят к сварке потолочной части , горизонтальных и нижних отрезков. Идут с первого положения к последнему, используя короткие дуги.

Для информации. Потолочной будет та часть, что занимает около 20 градусов от низа конструкции. Нижней, наоборот, 20 градусов от верха. Между ними – горизонтальная часть. Расчет коротких дуг ведут по формуле «диаметр электрода : 2».

  • ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ. Стыкуют углом назад. Электрод ведут под 80 градусов к оси. Работают средней дугой. Применяют на трубах и малого, и большого d.

Придерживаясь данных электросварочных рекомендаций, можно добиться качественного соединения. Сваренный водопровод получится герметичным и многие годы будет служить без проблем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Дуговую сварку повсеместно применяют при сварке многих видов трубопроводов. Сложность в том, что свариваемые конструкции могут занимать отличные друг от друга положения в пространстве. Потому для их соединения однотипного шва не хватит. Нужны разные.

Тем, кто ранее набрался опыта в сварке, проще освоить премудрости ручной дуговой сварки разного d труб. Если зачистка свариваемых конструкций выполнена тщательно, то можно получить качественный результат.

Источник

Сварка труб ручной дуговой сваркой: Пошаговая инструкция +Фото и Видео

Сварка – это процесс установления связей между атомами частей труб при их пластическом деформировании или нагревании. Иногда нагревание и пластическое деформирование применяются одновременно (ГОСТ 2601-84).

Правильная сварка различных труб встречается в двух вариантах: сварка труб плавлением и сварка давлением. Металл по кромкам свариваемых элементов плавится от источника нагревания – этот процесс именуют плавлением. Если металл деформируется пластически по краям свариваемых частей путем их сжатия под давлением, то это сварка давлением. В последнем случае температура ниже, чем температура плавления.

К сварке плавлением также относят сварку газом. В данной технологии применяется пламя газов, сжигаемых в горелке. Сварка при помощи газа или их смеси начала использоваться с развитием массового производства таких газов, как водород, кислород и ацетилен.

Эти виды сварки применяются при соединении конструкций из меди и иных цветных металлов. Сварка газом в современном мире широко используется при строительстве. Выбор технологии зависит от марки труб, диаметра, толщины металла и иных факторов.

Сварка труб методом плавления подразделяется на:

  • Электродуговую. В таком случае источником нагрева является электрическая дуга;
  • Электрическую простую, при которой источник нагрева является расплавленный шпак с током, протекающим через него;
  • Электронно-лучевую. Металлы расплавляются потоком электронов;
  • Лазером. Металл плавится мощным пучком фотонов;
  • Газом. Металл плавится с использованием газовой горелки. Эта технология наиболее оптимально подойдет для сварки труб для газопровода. Шов от газовой горелки получается плотным и аккуратным, что очень важно для этой системы.

Техника безопасности

Различные типы сварки (электричеством, газом и тому подобные) должны осуществляться на подготовленных площадках с установленным специализированным оборудованием. К нему можно отнести щиты для защиты от влияния электрической дуги и специальные ширмы. Подобные устройства защиты должны находиться в таком положении, чтобы люди, присутствующие при работе, но не участвующие в процессе, были также защищены от воздействия сварки.

Если производится процесс сварки трубы с большим сечением и массой свыше 20 килограммов, то в наличии должны быть транспортно-подъемные машины. Ширина подхода к месту должна быть не менее одного метра. Температура в здании, где производится сварка труб, должна составлять не менее +16 градусов Цельсия. К тому же, в помещении нужна вентиляция и достаточный уровень освещения на месте для работ по сварке.

Рабочие должна быть оснащены специальной защитной формой. Процесс сварки требует заземления частей устройства из металла, корпус и рабочий стол также обязаны быть заземлены. На всех проводах и кабелях изоляционный материал должен быть защищен от температурных и механических повреждений, не иметь дефектов.

Все элементы оборудования должны быть произведены из материала, устойчивого к высоким температурам. В случае неисправности в электрической цепи ремонтные работы может проводить исключительно электрик-профессионал при отключенном рубильнике.

Теперь приведем данные, как можно рассчитать массу и объем наплавленного металла.

Если брать в расчет общую длину электрода 47 сантиметров и площадь поперечного сечения шва, равное половине сантиметра, а также удельные объем наплавленного материала за 7,8 граммов на сантиметр, то объем вещества равен произведению удельного объема на сечение и на длину.

Если сечение обозначить буквой S, длину буквой L, а удельный объем Vуд, тогда общий объем наплавленного вещества равен произведению S, L и Vуд и равен 1880 граммам.

Масса наплавленного вещества равна произведению коэффициента наплавленного металла на объем и равен 1,88 кг/м3, если при работе применяются электроды вида ВСП-1 с коэффициентом 10.

Подготовительный этап дуговой сварки труб

Начнем с оборудования, необходимого для работ, помимо сварочного аппарата. Рабочее место сварщика называется сварочным постом, который оборудуется такими инструментами, как:

  • ящик для хранения электродов;
  • электродержатель;
  • комплект щупов;
  • молоток;
  • зубило;
  • наждак;
  • жестяной поддон для огарков;
  • металлическая щетка;
  • силовой кабель для дуговой сварки;
  • комплект шаблонов;
  • средства защиты (шлем, щитки).

Сварочный кабель должен быть гибким и иметь для данного сечения достаточную длину, не сковывающую работу сварщика.

Шлем и щитки призваны защищать лицо и в особенности глаза в процессе работ. Они необходимы, так как возникающее во время дуговой сварки излучение негативно влияет на кожные покровы. Шлем выполняется обычно из фибры либо специально подготовленной фанеры и весит в готовом виде до 600 г. Сварщики-любители иногда пренебрегают такой защитой, поскольку по их мнению она мешает работе. Но это оправдание ошибочно, ведь правильно используемый шлем или щиток не должны доставлять каких-либо неудобств.

На лицевой стороне шлема делается вырез 6х12 см, чего вполне достаточно для полноценного наблюдения за процессом. В случае самостоятельного изготовления защитного щитка следует иметь в виду, что смотровое стекло должно быть специальным, не пропускающим излучение в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах. Снаружи этот фильтр можно дополнительно оснастить обыкновенным стеклом для защиты от брызг.

Рекомендовано к прочтению

  • Резка меди лазером: преимущества и недостатки технологии
  • Виды резки металла: промышленное применение
  • Металлообработка по чертежам: удобно и выгодно

Другим важным приспособлением сварщика является электродержатель. Этот инструмент должен крепиться под любым углом для защиты от перегрева, а также иметь массу не более 500 г. Кроме того, необходимо обеспечить надежную изоляцию держателя от воздействия электрического тока. Если рассматривать предлагаемые на рынке три вида электродержателей (щипцовый, вилочный, с пружинящим кольцом), выбор лучше сделать в пользу первого.

От грамотной подготовки зависит в целом качество сварки. Поэтому перед началом сварочных работ следует выполнить ряд шагов, которые приведем ниже:

  • Проверка деталей.

Все элементы, из которых собирается сварочная система, нужно тщательно осмотреть. Проверьте размеры каждой детали (длину, толщину, диаметр), состав, а также убедитесь в отсутствии брака, повреждений и деформаций.

  • Подготовка кромок.

Края свариваемых частей предварительно очищаются от следов коррозии, загрязнений, следов масла и влаги. Для этого используется иглофреза или обычная щетка. Рекомендуется также обезжирить кромки. Чтобы дуговая сварка выполнялась максимально качественно, края труб выправляются с обязательным контролем зазора. Если доступ к кромкам затруднен, используют газовую горелку для их прокаливания либо обрабатывают зазор сжатым воздухом.

  • Проверка скоса.

Проверьте угол скоса и величину притупления – они должны находиться в диапазонах соответственно 60–70 мм и 2-–2,5 мм. Если после механической резки на кромках образовался наклеп, а также имеется литейная корка, эти дефекты следует удалить наждачным камнем.

Подготовка к проведению работ

Технология подготовки к началу работ по свариванию включает в себя следующие этапы: изначально необходимо подготовить металл, то есть провести на нем разметку, сборку и резку труб. Для этого необходимо установить части труб в изначальном положении и очистить каждое место стыка от ржавчины, шпака, грязи, слоя краски и иных наслоений. Затем нужно провести разметку с использованием угольника, рулетки и чертилки перенести размеры конструкции на металл с чертежа. Для этой цели можно применять использовать шаблон из металла. Стоит помнить, что части труб во время сваривания немного укорачиваются, поэтому при работах нужно оставлять припуск, исходя из погрешности 1 миллиметр на поперечный стык, а 0,1-0,2 на 1 миллиметр продольного шва.

В связи с тем, что большинство труб обладают сечением круглой формы, при заготовках частей труб чаще всего применяют термическую резку.

Примерно 30 % от общей количество времени процесса занимает сборка деталей под сварку. Во время сборки необходимо учитывать изготовителя изделий, диаметр труб, серию продукции и другие факторы. Для сборки применяют сварочные прихватки. Они представляют собой легкие швы с поперечным сечением до 1/3 полноценного шва. Размер прихватки зависит от диаметра трубы и толщины стенок и составляет от 20 до 120 миллиметров. Сварочные прихватки применяют для снижения вероятности смещения участков конструкции, что может вызвать трещины при охлаждении. При сварке электричеством или газом трубы с большим диметром и толщиной или сварке в неудобном расположении во время сборки используют механическое оборудование.

Если вам необходимо произвести зажигание дуги, то нужно произвести короткое замыкание трубы с концом электрода и оторвать электрод от поверхности конструкции. Расстояние примерно равняется величине диаметра покрытого электрода. Это необходимо для нагревания металла до определенной температуры в катодном пятне. При нагревании происходит выброс первичных электронов.

Для зажигания дуги используют технологию скольжения или впритык.

Во время зажигания впритык металл нагревается в месте короткого замыкания. При зажигании дуги по технологии скольжения металл прогревается сразу в нескольких местах на поверхности сварки изделия. Чаще применяется первый способ, второй, как правило, используется при сварке небольших труб с трудным расположением.

Сварка трубопроводов на неповоротных стыках

Сварка неповоротного стыка привертикальном расположении трубы. Сварка трубы в данном положении приравнивается к сварке горизонтальных швов, но отличается тем, что при поступательном движении электрода необходимо постоянно изменять угол наклона электрода по отношению к шву вокруг периметра трубы. При этом можно использовать все приемы и рекомендации для сварки горизонтальных швов на вертикальной плоскости.

Сварка корневого валика на трубе (стык). Если требуется качественное формирование обратного валика без выборки и подварки, то сварка выполняется электродом ∅ 3 мм. Сварочный ток выбирается в зависимости от толщины основного металла, зазора между кромками и толщины притупления и лежит в минимальном или среднем диапазонах. Наклон электрода к вертикальной плоскости нижней трубы составляет 80–90° (рис. 48, а

), а по отношению к направлению сварки должен выдерживаться в зависимости от проплавления обратной стороны корня шва. При сварке углом назад достигается максимальное проплавление; углом вперед – минимальное. Длину дуги необходимо выдерживать короткой при недостаточном проплавлении или средней при нормальном проплавлении.

Скорость сварки определяется по объему сварочной ванны. На рис. 48, б

показаны дефекты в корне шва с обратной стороны при чрезмерной полноте валика. Чем больше полнота корневого валика, тем дольше в жидком состоянии находится металл шва и тем больше размеры дефектов. Скорость сварки необходимо подобрать такую, чтобы обе кромки хорошо сплавлялись, а валик был нормальным, не выпуклым. Если позволяет толщина металла и заложена выборка и подварка обратной стороны корня шва, рекомендуется применять электрод ∅ 4 миллиметра.

Читайте также:  Классификация трубопроводов низкого давления

Сварка неповоротного стыка при вертикальном расположении трубы

Второй корневой валик выполняют во всю ширину, проплавляя первый корневой валик и захватывая кромки обеих труб. Диаметр электрода зависит от ширины первого валика, который сварщик определяет путем промера торцом электрода. Торец электрода с покрытием должен касаться поверхности первого корневого валика. Сварочный ток в среднем диапазоне. Наклон электрода по отношению к вертикальной плоскости такой же, как при сварке корневого валика. Сварку производить углом назад. Скорость такая, чтобы валик был нормальным.

Заполнение разделки начинается с нижней кромки, которая является площадкой, что позволяет применить более производительные методы сварки.

Третий валик горизонтального шва (рис. 48, в – г

) рекомендуется выполнять на повышенных режимах. Сварочный ток в среднем или максимальном диапазоне. Наклон электрода 70–80° к поверхности кромки нижней трубы. Сварку производят под прямым углом или углом назад, в зависимости от расположения шлака.

Скорость сварки надо выбрать такую, чтобы валик получился с выпуклостью («горбинкой»), как при сварке в нижнем положении, что создает полочку, которая и позволит следующий валик сваривать на повышенных режимах. Центром дуги (электрода) необходимо двигаться по нижнему краю второго корневого валика. Перед сваркой третьего валика необходимо, чтобы сварщик выбрал, каким должен быть по полноте третий валик, чтобы незаполненная разделка (между верхней кромкой разделки и выполненным швом) не получилась очень широкой для одного (четвертого валика) или очень узкой для двух валиков. Ширина от верхнего края третьего валика до верхней кромки должна остаться минимальной: в диаметр электрода с покрытием или чуть больше.

показан третий слой, выполненный в два валика (третий и четвертый). Сварка четвертого валика выполняется на этих же режимах, хотя валик является чисто горизонтальным. Поверхностная сила натяжения не дает стекать жидкому металлу вниз.

Наклон электрода при сварке четвертого валика составляет 80–90° к вертикальной поверхности нижней трубы. Основная масса шлака стекает в нижнюю часть шва, что позволяет производить сварку под прямым углом или под небольшим углом назад. Скорость сварки необходимо выбрать такую, чтобы сварочная ванна сплавляла верхнюю кромку разделки с вершиной третьего валика, проплавляя в центре второй валик.

Четвертый валик должен быть нормальным.

Последний слой при заполнении разделки выполняется как наплавка и описан выше в главе «Техника сварки и наплавки в нижнем положении».

Сварку в труднодоступных местах (например, на трубе со стороны стены) облегчит зеркало. Его нужно разместить так, чтобы было видно место шва. А если электрод изогнуть, то им можно достать до любого места на поверхности трубы.

Выполнение замков (начало и конец сварных валиков). Окончание сварки каждого валика необходимо производить после проплавления начала и захода на шов на расстоянии 20–30 мм. Каждый валик (слой) должен быть законченным по всему периметру без дополнительного перерыва. Каждый замок (начало каждого слоя) должен быть смещен один от другого не менее чем на 50 миллиметров.

При многопроходной и многослойной сварке труб больших толщин рекомендуется вести сварку по спирали, так как при этом уменьшается дефектность за счет сокращения количества замков (начало и конец сварки). На рис. 48, д

показана сварка по спирали. При подходе к началу каждого валика рекомендуется произвести остановку сварки на расстоянии не менее 20 мм до начала валика, удалить шлак, при необходимости удалить поры, сточить высокое начало валика. Подойдя к началу валика, необходимо сделать задержку дуги, подплавляя начало. Зайти на валик и, не гася дуги, перевести электрод на верхний край предыдущего сварочного валика и продолжить изготовление уже второго валика и т. д., пока не закончится слой. Последний верхний валик каждого слоя необходимо выполнять после тщательной зачистки разделки от шлака, брызг и слоя нагара (выгоревших элементов).

Сварку лицевого слоя рекомендуется выполнять электродами того же диаметра, что и заполнение разделки, но не более ∅ 4 мм. Сварочный ток в среднем диапазоне. Обычная горизонтальная наплавка узкими валиками шириной в 1,5 диаметра электрода с покрытием (рис. 48, е

). Последний верхний валик, для плавного перехода к основному металлу, выполнять на более высокой скорости, чтобы он получился узким и плоским.

Можно перейти на меньший диаметр электрода с соответствующим подбором сварочного тока.

Сварка неповоротногостыка при горизонтальном расположении трубы. Сварка этих швов является самой сложной по выполнению и требует особых навыков и высокого мастерства сварщика. При постоянном поступательном движении электрода необходимо постоянно изменять угол наклона электрода по отношению к поверхности периметра трубы (рис. 49, а – б

). Периметр стыка условно делится вертикальной осевой линией на два участка. По положению сварного шва в пространстве каждый участок можно разбить на три положения:

● I – потолочное (позиции электрода с 1 по 3);

● II – вертикальное (позиции электрода с 3 по 8);

● III – нижнее (позиции электрода с 8 по 11).

При сварке труб диаметром более 150 мм и толщиной стенки более 6 мм рекомендуется величину сварочного тока подбирать для каждого положения согласно табл. 14. Сила сварочного тока при сварке в потолочном положении должна быть на 10 % выше, чем в вертикальном.

Сварка начинается с потолочного положения и заканчивается в нижнем.

При оптимальном подборе сварочного тока для каждого положения рекомендуется сварку производить непрерывно и только короткой дугой. Сварка любого участка начинается с другого участка за 10–20 мм от вертикальной осевой. Длина замка (20–40 мм) зависит от диаметра трубы. Чем больше диаметр, тем больше перехлест в замке, и наоборот. При начале сварки с потолочного положения сварку производят углом назад (рис. 49, а, 1–2

), после перехода за осевую – углом вперед (
3–7
). При переходе за горизонтальную осевую электрод выравнивают до перпендикулярного положения (
8
). Сварку нижнего положения (верхняя часть трубы) выполняют углом назад (
9–11
). Заканчивать первую половинку шва надо в 10–15 мм за вертикальной осевой на другом участке.

Валик должен быть нормальным по всей длине шва, что достигается определенной скоростью поступательного движения электрода, манипулированием и задержкой на кромках, используя все методы и технику сварки потолочных, вертикальных и нижних швов.

Сварка неповоротного стыка при горизонтальном расположении трубы:

работа на первом участке;
б —
работа на втором участке;
в —
сварка корневого валика;
г —
сварка лицевого слоя

Перед сваркой второй половины второго участка (рис. 49, б

) следует зачистить начало сварки в потолочном положении и окончание в нижнем положении до плавного перехода к зазору или предыдущему валику. Сварку второго участка выполнить так же, как и первого.

Сварка корневого валика (рис. 49, в

) выполняется электродом ∅ 3 мм. Величина сварочного тока в потолочном положении, в зависимости от толщины стенки, составляет 80–95 А. Выполнить корневой валик можно двумя вариантами.

1. При сварке труб малого диаметра, когда невозможна подварка обратной стороны корня шва, следует добиться качественного формирования обратного валика. Достичь проплавления, особенно в потолочном положении, можно путем постоянной подачи электрода в зазор. Добиваясь проплава внутрь трубы, можно получить шов с выпуклой поверхностью («горбатый» шов), что потребует последующей механической его зачистки в потолочном положении. При сварке вертикальной зоны сварочный ток рекомендуется уменьшить до 75–90 А. Здесь валик выполняют малого сечения, избегая чрезмерного проплавления внутрь трубы. При сварке верхней части трубы (нижнее положение) увеличение сварочного тока до 85–100 А производят в каждом конкретном случае, не допуская прожога или непровара.

После заварки второй половины трубы второй валик также выполняется электродом ∅ 3 мм, но на повышенном сварочном токе.

2. При сварке труб большого диаметра, где доступна подварка обратного корня шва, в целях производительности можно не обращать такого пристального внимания на формирование обратного валика. Рекомендуется корневой валик сформировать нормальным во всех положениях и с более полным сечением. Это позволит избежать зачистки по наружному шву и применить при сварке второго валика электрод ∅ 4 миллиметра.

При заполнении разделки необходимо применять все методы и технику сварки, описанные в предыдущих разделах. Сварку труб диаметром менее 150 мм рекомендуется выполнять электродом ∅ 3 миллиметра.

Заполнение разделки труб с толщиной стенки более 8 мм происходит неравномерно. Обычно отстает нижнее положение. Для выравнивания заполнения разделки необходимо проложить в каждом конкретном случае дополнительные слои в верхней части трубы. Предпоследний слой выполнить так, чтобы глубина незаполненной разделки была не более 2 миллиметров.

Сварка лицевого слоя (рис. 49, г

), в зависимости от ширины разделки, выполняется за один или несколько проходов. Особое внимание следует обратить на поступательное движение электрода, задержку на кромках и шаг манипулирования.

Сварка труб диаметром менее 150 мм и толщиной стенок менее 6 мм , а также в сложных монтажных условиях при отдаленности источника питания от места сварки в основном выполняется при одной величине сварочного тока. Рекомендуется сварочный ток подбирать по потолочному положению, величина которого достаточна и для нижнего положения. Во избежание чрезмерного проплавления на подъеме с потолочного положения и в вертикальном положении сварку необходимо вести прерывистым способом. Дугу прерывать на одной из кромок. В зависимости от толщины стенки, зазора и притупления кромок рекомендуется выполнять прерывистую сварку «мазками» следующими способами.

1. Перегрев кромок не допускает длительной задержки электрода (рис. 50, а

). Зажигание рекомендуется производить постоянно на одной из кромок, обрыв дуги (после соединения кромок металлом шва) – на другой кромке. Время между обрывом и новым зажиганием дуги должно быть таким, чтобы в месте начала зажигания дуги металл шва не успел полностью закристаллизоваться, а шлак – остыть. После обрыва дуги, описав как бы полукруг в обратном направлении, снова произвести зажигание чуть выше места предыдущего зажигания. Если проследить за торцом электрода, то получается манипулирование по спирали. Слева направо дуга горит, обрыв вправо и на себя, переход справа налево, дуга не горит, затем слева направо, одновременно приближая электрод к месту зажигания, и, пока шлак еще красный, происходит легкое возбуждение дуги и т. д.

2. Когда толщина металла позволяет, сделать два колебательных движения и более, затем прервать дугу и возобновить снова (рис. 50, б

Методы сварки тонких труб:

– одиночными движениями;
б
– колебательными движениями; точка обозначает зажигание дуги, стрелка – обрыв дуги.

Не рекомендуется производить зажигание на месте, где только что был обрыв дуги, а также, не обрывая до конца дугу, уходить электродом вперед по разделке и затем возвращаться на валик. Такие методы приводят к большому перегреву и прожогу, к неровности валика по бокам, частому залипанию электрода во время нового зажигания.

Сварка неповоротного стыка (при расположениитрубы под 45°). Особенность сварки заключается в расположении шва в пространстве.

Читайте также:  Труба стальная оцинкованная в полиэтиленовой трубе оболочке

При сварке корня шва (рис. 51, а

) первым выполняется узкий валик электродом ∅ 3 мм с потолочного положения. Сварочный ток – в диапазоне 80–95 А на все положения. Труба делится вертикальной осью на два участка, каждый участок – на три положения: I – потолочно-горизонтальное, II – вертикально-горизонтальное и III – нижнее. Замки выполняют так же, как описано выше. Наклон электрода при сварке потолочно-горизонтального положения следует выдерживать под 90° к обеим поверхностям трубы. Сварку начинать углом назад, дуга короткая. После прохода самой нижней части шва переходить на сварку углом вперед. При сварке вертикально-горизонтального положения (II) сварочную ванну поддерживать так, как при сварке вертикальных швов, только с постоянным смещением по горизонтали первого участка влево, второго участка вправо. Сварку производить углом вперед, как показано на рис. 49. Сварку положения III заканчивать, как нижнее положение, с наклоном электрода 90° относительно поверхности трубы.

Рекомендуются два варианта.

1. Второй валик (второй слой) выполняют в один проход электродом ∅ 3 мм на повышенном сварочном токе, проплавляя и соединяя нижнюю кромку (корневой валик) и верхнюю кромку. Скорость сварки меньше, чем при сварке корневого валика. Манипулирование электродом – поперечное, минимальное.

2. Второй слой выполняют электродом ∅ 3 мм следующим образом. Потолочную и нижнюю зоны выполняют в несколько проходов в зависимости от ширины разделки. Вертикальную зону выполняют в один проход. Первый валик (2) потолочного положения выполняют на нижнюю часть разделки, которая является как бы полочкой шириной 1–1,5 диаметра электрода с покрытием, как наплавка в потолочном или горизонтальном положении до положения, когда необходимо переходить на вертикальную сварку. Второй валик (3) начинают, отступив на 5–10 мм от начала первого валика, который является площадкой для второго. Техника сварки та же, что и для первого валика. Выйдя на горизонтальный уровень второго валика, начинают сварку по всей ширине разделки, проплавив кратер первого валика. В этом месте нежелательно делать остановку или замену электрода. Техника сварки – как для вертикальных швов, только с каждым шагом манипулирование электродом, помимо подъема, производят, смещая электрод по горизонтали, стараясь сохранить ширину слоя, набранную в потолочном положении двумя валиками. Таким способом сварку производят до нижнего положения, когда становится трудно управлять жидкой ванной по всей ширине. В этом случае необходимо перейти на сварку в несколько проходов – так же, как и в потолочном положении. Первый валик заканчивают за горизонтальной линией как можно дальше, но не допуская подтека и нависания на предыдущий шов другого участка. Последующий валик заканчивают чуть раньше (на 5–10 мм), чем первый. Каждый предыдущий валик является площадкой для последующего, это способствует нормальному управлению сварочным процессом.

В той же последовательности выполняют вторую половину стыкового соединения (второго участка), при необходимости предварительно зачистив, подрубив начало и окончание каждого прохода. Последующие слои (рис. 51, б

) выполняют так же, не забывая оставлять в каждом слое незаполненную разделку на ширину электрода с покрытием между предпоследним валиком и верхней кромкой разделки в потолочной и нижней зоне. При сварке больших толщин вертикально-горизонтальная зона при большой ширине разделки выполняется тоже в несколько проходов.

Сварка неповоротного стыка при 45° расположении трубы:

– сварка корневого валика;
б
– заполнение шва;
в
– выполнение лицевого слоя

Рекомендуемый метод позволяет качественно и производительно (в связи с применением повышенной величины сварочного тока) выполнять стыковое соединение трубы, расположенной под углом 45°.

Лицевой слой выполняется с той же техникой сварки, что и заполнение разделки (рис. 51, в

). Последний валик (7) выполняют электродом ∅ 3 мм, не допуская подреза в верхней части шва. Валики (1), (3), (4) и (6) являются как бы дополнительными для сохранения ширины шва в потолочном и нижнем положениях.

Технология сварки

После зажигания дуги сразу начинается процесс плавления металлов – электродного и основного. В зависимости от длины дуги определяется производительность работы и качество шва, поэтому очень важно выбрать правильную длину дуги. Подавать электроды в дугу необходимо со скоростью плавления электрода. Чем больше опыта у специалиста, тем лучше он справляется с удержанием длины дуги.

Дуга размером от 0,5 до 1,1 диаметра электрода является нормальной. Для того, чтобы точнее рассчитать точную длину дуги, нужно узнать, какой марки и типа электроды применяются. Также немалое значение имеет положение и значение места сваривание. Если дуга длиннее нормальных размером, то устойчивость горения понижается, потери на угар увеличиваются, глубина проплавления становится неравномерной, а шов неровным.

Для того, чтобы качественно выполнить шов, стоит обратить внимание на угол наклона электрода. Для работы в положении снизу угол наклона электрода обычно составляет от 10 до 30 градусов назад. Зачастую дуга направлена в ту сторону, куда направлены электроды. Правильный наклон, помимо надежного шва, дает еще и меньшую скорость остывания вещества.

Чтобы получить валик из металла необходимого размера, нужно производить колебательные действия электрода в перпендикулярном направлении. С использованием колебательных движений швы с размером валика от 1,5 до 4 диаметров электрода. Такие швы используются чаще всего.

Получение надежно проваренного корня достигается при помощи движения треугольников. Это движение производится с выполнением угловым швов с катетами шва свыше 6 миллиметров и стыковых кромок со скосом.

Швы можно разделить по способу их заполнения на многослойные, однослойные, многопроходные, однопроходные.

Многослойный шов является таким, если количество слоев соответствует числу проходов дугой. Подобные швы зачастую применяют на проблемных участках и местах стыков.

Многопроходные швы используются в тавровых соединения и в углах.

Для увеличения показателя прочности используются выполнения шва секциями, каскадом или блоками. Все данные швы производятся по технологии обратноступенчатой сварки.

Выбор электродов для дуговой сварки труб

  • Для газопроводов.

Для соединения труб, которые будут использоваться для транспортировки магистрального газа, а также трубопроводов НКТ, желательно применять электроды ОК-46, ЛБ-52 либо УОНИ-13/55. В составе этих марок могут содержаться марганец, фосфор, кремний и сера, что вполне подходит для указанных целей. Среди этих электродов наиболее универсальны ОК-46, поскольку их поверхность покрыта рутиловым слоем. Этот вариант особенно удобен в случае дуговой сварки больших зазоров.

Но отдельно стоит остановиться на другой марке – LB 52U с основным покрытием. В составе таких электродов присутствует относительно малая доля водорода, что обеспечивает высокое качество шва. Дуга быстро разжигается и стабильно держится, полноценно проваривая соединяемые металлические части.

В случае дуговой сварки ответственных элементов труб (к примеру, поворотных), выполненных из углеродистой или низколегированной стали, специалисты советуют использовать специальные электроды МТГ-01К. Последние обеспечивают стабильную дугу с быстрым удалением шлака и образованием малого количества брызг.

  • Для труб отопления.

Для данного случая наиболее подходящими считаются электроды Э42А и УОНИ 13/45 диаметром 3 мм. Они оснащены толстым покрытием, позволяющим работать с углеродистой сталью. Трубы отопления допускается варить также электродами марок Э-09Х1МФ и ЦЛ-20. Эти стержни дают прочный шов на трубопроводах из термоустойчивой стали. Как и в случае с Э42А и УОНИ 13/45, покрытие данных электродов достаточно толстое. Марку ЦЛ-9 с основным покрытием рекомендуют использовать при дуговой сварке труб из легированной, углеродистой стали, а также нержавейки. Благодаря малому содержанию водорода эти электроды дают превосходное качество шва.

При дуговой сварке отопительных трубопроводов, рассчитанных на повышенное давление непрерывно подаваемой воды, а также труб НКТ следует применять электроды марки МР-3. Данные стержни имеют диаметр 3–5 мм, выполнены из специальной проволоки и покрыты рутиловым слоем. Чтобы обеспечить максимальную герметичность шва, варить нужно короткой дугой, наклоняя электрод в сторону наплавления.

Важное значение имеет предварительная настройка тока. Напряжение должно быть не слишком малым, чтобы проварить металл, и не чересчур высоким, дабы избежать деформирования соединяемых частей. В связи с этим следует учитывать как толщину металлической стенки, так и размеры электрода.

  • Для водопровода.

В данном случае выбор марки электрода зависит от металла. Для медных трубопроводов используют МН-5, МНЖ5, для труб из нержавейки – НЖ-13, для чугунных – МНЧ-2. Если дуговая сварка выполняется в домашних условиях с использованием инвертора, причем варятся трубы из черного металла, допускается применение электродов марки МР-3с. Такие стержни способны соединять стенки толщиной 2,8 мм у трубопровода диаметром 32 мм, для чего достаточно малого тока.

Электродами марки МНЧ-2 варятся вертикальные швы, а ЦЧ-4 используются как при холодной, так и при горячей сварке, но при условии нижнего расположения стержня. Независимо от марки, каждый электрод должен обладать защитным покрытием (обмазкой), защищающим сварочную зону от окисления. Для соединения труб по возможности выбирайте стержни с толстым покрытием.

Специфика сваривания поворотных стыков

При строительстве трубопроводных конструкций необходимо знать о том, что технологии сварки горизонтальных, поворотных и неповоротных стыков различаются между собой.

Сварка поворотных стыков осуществляется в три слоя. Изначально необходимо разделить стык на четыре условных части. Первые два свариваются, затем труба поворачивается на 180 градусов, затем трубу нужно повернуть еще на 90 градусов и заварить второй слой. Завершается этот процесс еще одним поворотом на 180 градусов, оставшиеся два отрезка повторно свариваются.

Во время сварки поворотных газовых труб из металла с диаметром не выше 200 миллиметров стык не делится на условные части, а сваривается с использованием сплошного шва при вращении труб во время сваривания. Второй и третий слой при сварке труб для газа осуществляются в противоположном направлении. Каждый новый слой должен перекрывать следующий примерно на 15 миллиметров.

Горизонтальное расположение

Сварка горизонтальных стыков труб — непростая операция, поэтому рекомендуется выполнять ее опытным мастерам. Особую трудность представляет собой необходимость постоянной регулировки угла наклона электрода.

Сварка труб в горизонтальном положении осуществляется в следующей последовательности:

  1. Потолочная. Расположена внизу.
  2. Вертикальная. Расположена вертикально.
  3. Нижняя. Расположена наверху.

Каждый из этапов выполняется непрерывно. Начинать следует с потолочной части, отойдя вправо от вертикальной оси на небольшое расстояние, а затем двигаться по часовой стрелке наверх.

При выполнении потолочного шва силу тока увеличивают.

Электроды для горизонтальной сварки используют диаметром четыре миллиметра. Электроды перемещают возвратно-поступательным способом, что позволяет создавать ниточный валик высотой не более полутора миллиметров. После создания первого валика необходимо зачистить его поверхность.

Вторым валиком закрывают нижний. При сваривании последнего валика силу тока повышают с 160 до 300 ампер, а электроды выбирают с диаметром пять миллиметров.

Технология сварки неповоротных труб

Для неповоротных стыков тоже применяют технологию сварки в три слоя. При сварке неповоротных труб с толщиной 12 миллиметров каждый слой должен быть не выше 4 миллиметров в выше, а валик должен быть равен тремя диаметрам электрода в ширину. Каждый неповоротный стык сваривается поступательно-возвратным методом. Дуга не должна быть длинной (не больше 2 миллиметров). Каждый новый слой перекрывает предыдущий примерно на 25 миллиметров.

Вертикальное расположение

При сварке вертикальных стыков начинать процесс следует с потолочного положения. Технология сварки находится в зависимости от диаметра свариваемых труб.

При мере перемещения по окружности свариваемых труб, расположенных вертикально, необходимо осуществлять изменение угла наклона электрода.

Источник