Соединение металлических конструкций, в том числе труб, часто выполняется вручную. Сделать это своими силами могут почти все, кто владеет навыками сварки. Надо только внимательно разобраться с особенностями конкретной работы.
Ручная дуговая сварка труб подразумевает сильный прогрев на участке, куда прикладывают электроды. Ведь через него проходит мощный разряд (дуга).
Она плавит металл и заставляет его капли течь вниз, к месту, где соединяются элементы трубопровода. Поверхностные слои их неизбежно плавятся, но при этом капли, пришедшие сверху, теряют тепло и застывают.
Они делают шов герметичным и обеспечивают стыковку деталей.
Важно: металлургический шлак, присутствующий в электроде, находится в верхней части расплава, пока тот не затвердеет.
Несомненными достоинствами электродуговой технологии выступают:
- простота (эта работа по силам любым квалифицированным сварщикам);
- надежная герметизация формируемых швов;
- механическая прочность связки металла.
Сварка труб больших диаметров, таких как на магистралях газопровода, производится с применением электродов, покрытых пленкой из целлюлозы.
Если понадобилось соединить угловые швы и сделать так называемые прихватки, применяют элементы с внешним слоем из рутила. Наиболее сложные манипуляции проводятся электродами, сочетающими два указанных типа элементов.
В дополнение к таким деталям и сварочным аппаратам потребуется брать выпрямляющие трансформаторы. Впрочем, опытные профессионалы советуют применять инверторы.
Среди сварочных аппаратов предпочтительны системы, позволяющие обрабатывать металл в различных режимах. Но среди них обязательно должен быть тот, что поможет варить определенную марку стали в трубах заданной толщины.
Качество получаемого стыка в первую очередь определяется именно электродами и настройкой техники. Возможности сварочных систем примерно одинаковы, и доля откровенно некачественных среди них мала.
Предварительно, как и при других методах соединения, придется устранить любую грязь и масляные пятна.
Составные части будущего или ремонтируемого трубопровода ставят стык к стыку и максимально выравнивают.
Настроив сварочный режим и закрепив требуемые электроды, ставят на трубы контакты, при помощи которых обеспечивается заземление. Повысить надежность будущих контактов могут прихватки.
Так называют мелкие швы, обеспечивающие точное размещение присоединяемых деталей. Когда они сформированы, как раз и начинается серьезная работа.
Кроме норм, которые устанавливает ГОСТ, требуется учитывать и многолетнюю практику сварщиков. Из нее следует, что запуск аппарата должен происходить сразу при легком касании электродом металла. Нужно ни на секунду не упускать из виду, какова длина дуги. Именно от нее зависит величина газовой сферы, мешающей воздуху попадать в обрабатываемую область.
Важно: хотя работы должны проводиться споро, нельзя совершать резких движений электродом.
Любой неосторожный маневр может нарушить равномерность распределения плавящегося металла.
Чтобы повлиять на толщину наплавляемого металлического слоя, нужно осторожно двигать всем корпусом то в одну сторону, то в другую. Это зависит от того, куда именно должно вестись наплавление.
Работая с трубами большой величины, делают швы внутри и снаружи. Особенно это важно при значительной толщине металла.
Работа с разворотом стыка начинается с формирования прихваток, после чего делается два генеральных шва. Теперь можно повернуть трубу на 90 градусов и сделать последние швы, добившись герметичности связки металла. Чтобы исключить прожоги, первый ход делают электродом диаметром 4 мм.
Оптимальные марки:
Электрическая дуга в таком режиме должна иметь силу тока в 130 А (погрешность — максимум 10 единиц). На втором и третьем слоях берут уже электроды габаритом 5 или 6 мм, ток усиливают до 200 и даже до 250 А.
Иначе ведется сварка неповоротных стыков. Необходимость в ней возникает на трубопроводе, который не получается передвигать.
Исходный слой варят снизу вверх, последующие — на усмотрение сварщиков — выполняются иногда и в противоположном направлении.
Самые трудные для доступа места провариваются через техническую врезку. Когда соединение частей, вплотную прилегающих к подушкам из бетона или к стенам из кирпича, закончено, подготовленное отверстие нужно вновь заварить.
Особенно сложно выполнять сварку зимой, поскольку обрабатываемая область быстро остывает. При этом уход из нее горячих газов усложняется, что может сделать трубу хрупкой; только искусные профессионалы смогут минимизировать такой риск. Не менее важно избегать возникновения горячих трещин и непроизвольной закалки металла.
В этом случае в отличие от металлургической обработки она ухудшает результат.
Рекомендуется:
- еще плотнее, чем в теплый сезон, стыковать соединяемые детали;
- согревать металл до легкого красного тона;
- повышать силу тока до 20% против штатных рекомендаций.
Подобные меры помогут создать вполне вязкий шов с нормальной пластичностью. Выровнять свариваемые трубы помогают мелкие деревянные бруски определенной толщины. В любом случае дуговая сварка трубных стыков производится непрерывно, и скорость передвижения электрода менять нельзя. Нежелательно забывать и о собственной безопасности, о ношении защитных масок и плотных костюмов.
Поворотные стыки можно варить так:
- условно разбить их на 4 сегмента;
- сварить два, сделать поворот стыка на 180 градусов;
- соединить прочие отрезки;
- после поворота на 90 градусов формировать вторую линию;
- перевернуть трубу на 180 градусов, после чего доварить недостающую пару частей.
Поворотные стыки малого диаметра — до 200 мм — обычно сваривают монолитным швом. При этом вращается сама труба, а деление на отрезки не применяется.
К сведению: 2 и 3 линии идут в противоположные стороны, а соприкасающиеся слои делают с набегом 0,1-0,15 см. Свою специфику имеет и работа со сталью увеличенной крепости.
Только специально подобранный тепловой режим поможет избежать возникновения внутри мартенсита трещин от закалки.
Очень важны и характеристики сварочных материалов. От них зависит, будет ли наплавленный слой стали довольно крепким, не окажется ли он ослаблен по сравнению с основной частью.
Варят упрочненную сталь как с термической обработкой стыков, так и без нее. Используют электроды, имеющие сопротивление на разрыв от 600 МПа и выше.
Все перечисленные манипуляции, заметим, проводятся в обычной атмосфере.
Аргонодуговая сварка труб, наряду со сваркой под защитой гелия, нужна при получении тонкой трубной продукции с прямыми швами. Технология отработана для конструкций диаметром 1,5-42,6 см при толщине стенок 0,02-0,5 см.
Аргонодуговая сварка может соединять трубы, сделанные из стали со значительным количеством легирующих добавок. Но за 60 секунд сварщик соединит всего 50-150 см шва, что гораздо меньше, чем в других технологиях.
Допускается применение тех же систем, что и при сварке радиочастотным методом или электрическим сопротивлением.
Но генератор или трансформатор заменяют внутри на особую аппаратуру. При работе используют не подверженные плавлению электроды.
Края заготовок не только плавятся, но и сжимаются под действием опорных валков. Если используется внутренний поддув, удается сократить размер нежелательных элементов.
Поскольку стенки не толще 0,3 см, а сварочное давление велико, присадочный материал использовать необязательно.
Аргон как изолирующий газ хорош не только из-за устойчиво горящей дуги, но и благодаря уменьшению провисания металла. В этом смысле он лучше гелия подходит для работы с нержавеющими сортами стали, с титаном.
Когда нужно варить трубы диаметром до 10 см, требуется электрод из вольфрама внешним сечением 0,4 см. Для работы используют постоянное электричество под напряжением от 12 до 15 В и с силой до 200 А.
Варьируя эти показатели, можно выбрать оптимальный режим для соединения труб конкретного размера.
О том, какая используется технология соединения труб дуговой сваркой, смотрите в следующем видео.
Сварка труб ручной дуговой сваркой
Для трубопроводных магистралей, а также в иных магистральных сетях, где применяются трубы, используется сварка трубных конструкций дуговой сваркой, которая позволяет сконструировать исключительно прочный, надёжный и долговечный сварочный шов. Этот метод позволяет создать соединение двух отрезков трубы, которые полностью герметичны и используются для транспортировки различных газов, жидкостей по магистральной ветке.
Процесс сварки труб ручной дуговой сваркой
Сопутствующие элементы и сварочные аксессуары
Чтобы сварочный процесс прошёл идеально, потребуется предусмотреть защитную форму одежды для мастера или иного исполнителя, который знает, как варить дуговой сваркой трубы. Все тело должно быть защищено от случайного попадания искры или иного раскалённого инородного предмета.
В качестве предметов спецзащиты используют плотный тканевый материал из брезента, используемый для комбинезона рабочего.
Руки, которые чаще всего соприкасаются с раскалёнными предметами, должны быть защищены перчатками из замши или другого плотного материала, который не имеет свойства к прожиганию от раскалённого предмета.
Главным атрибутом для защиты лица и глаз, выступают маска с защитным стеклом или очками. Очки и маска должны быть оснащены специальным стеклом, которое предотвращает негативное влияние на область глаз и зрение в момент осуществления сварки.
Методики проведения сварочных операций
Если вы хотите, чтобы сварка труб ручной дуговой сваркой прошла без происшествий, и результат работы был идеальным, необходимо тщательно изучить не только технологию, но и целевое предназначение трубопроводной системы.
Не каждый тип сварочной технологии допускается применять для конкретного типа магистральной сети.
У исполнителя должна быть технология сварки труб и трубопроводов ручной дуговой сварки на основе технологической карты, а также обоснование и разрешение на проведение операционных действий.
Качественная и надёжная сварка по требованиям ГОСТ, требует использование универсальных электродов, которые образуют специальную рабочую электродугу, идущая от сварочного технологического аппарата к поверхности обрабатываемого металла.
В результате, учитывая специфику взаимодействия электрода и сварочного аппарата, сварка труб ручной дуговой сваркой тонких труб требует принудительного плавления электрода и непосредственной части металлической основы в одновременном режиме исполнения, итогом которого становится образование прочного сварного шва и соединения.
Технология сварки трубы ручной дуговой сваркой
«Важно!Многие специалисты называют место, где формируется дуга, а также место, где происходит плавление электрода с поверхностью металла, специальной сварной ванной. В данном случае, общая площадь сварной ванны, будет зависеть от рабочего положения электрода, а также от фиксированного режима работы сварки и требования скоростей по обработке поверхности металлических изделий.»
Кроме этого, на качество процесса не последнее место оказывает роль параметров используемых фасок для деталей изделий из металла.
Сварка полиэтиленовых труб
Отметим важную деталь, что фаска сварки трубных конструкций дуговой сваркой (подготавливается исключительно на последнем этапе); сама фаска, это специальная конструкционная часть в виде скошенной борозды, расположенной по краю заготовки. Есть специальные технические регламенты для фаски, которые должны быть следующими:
- Ширина – не более 8-15мм.
- Длина – в диапазоне от 10 до 30мм.
- Глубина – не более чем 6мм.
Все отрезы на концевых соединений можно приваривать при помощи одного из нижеперечисленных способов:
- Термический метод. Здесь главным фактором является процесс плавления основной поверхности металла.
- Термомеханическая контактная сварка труб. Для этого метода характерны условия применения так называемой магнитоуправляемой дуги, а также использование сварочной технологии по контактной стыковке.
- Механическая методика. В данном ситуации сварка труб малого диаметра ручной дуговой сваркой осуществляется при помощи взрыва или на основании метода трения.
«Обратите внимание, что выбор метода используют для каждой магистральной сети самостоятельно, и только в соответствии с технологической картой.»
Как подготавливают металл?
Подготовительный этап предусматривает основное правило сварки труб ручной дуговой сваркой по ГОСТ, где обязательно должно быть выполнено основное требование – проверка металлических отрезов и прочих соединений подготовительного характера, только с учетом требований ГОСТ. В данном случае, используется только допустимое отклонение по техническому регламенту. Проверяются сертификаты и прочие документы соответствия каждой группы металла, обеспечивающий высокое качество проведения сварки стыковых швов труб.
- Перед проведением технологической производственной операции, все отрезы труб должны быть идеально ровными, иметь только гладкую часть. Каждый срез должен быть только ровным, не иметь каких-либо зазубрин, не должно быть никаких сколов. Если имеются такие изъяны, прибегаем к механической обработке поверхности при помощи абразивного инструмента или другого оборудования и инструментария. Абсолютная гладкость должна быть во главе качественной работы проведения контактно стыковой сварки труб.
- Все имеющие стыки на металлической поверхности фаски необходимо тщательно очистить от грязи, копоти, ржавчины и прочих ненужных элементов. Обработка производится только с использованием специальных средств, которые имеют химическую природу.
Обратите внимание, для того, чтобы сварочный шов получился идеальным и гладким, потребуется выполнение одного из условий. Угол скоса фасок для его полного раскрытия должен быть не более 60-70 градусов.
Общая величина параметра притупления каждой фаски должна быть в размере от 2 до 2,5 мм.
Если нужно добиться необходимого уровня толщины фаски, используйте дополнительные инструменты и оборудование – фаскосниматели, а также технологические торцеватели.
Правильно выбираем электроды
Не последнее место по качеству проведения надёжных сварочных операций при помощи дуговой сварки является качественный выбор технологических электродов.
Для водопроводной магистрали, где герметичность должна быть исключительной, выбирают специальные электроды, которые позволяют добиться необходимого качества соединения для швов трубопроводной системы.
Сами группы электродов можно разделить на 2 условные группы:
- Электроды неплавящейся группы. Здесь используют в качестве материала вольфрам, электротехнический уголь, а также графитовую основу.
- Электроды, для которых характерна плавящаяся природа. Эта группа предусматривает применение специальной сварочной проволоки, которая имеет различный диаметр исполнения.
2-х мм электрод для дуговой сварки трубы
Далее, обратите внимание, что электроды имеют различную группу покрытия, которые имеют определённые технические характеристики:
- Маркировка С, покрытие на основе целлюлозы. Используются для создания шва, которые будут иметь вертикальную или кольцевую форму, при этом диаметр рабочей трубы должен быть от 360 мм и более.
- Маркировка RA (или рутилово-кислотный электрод). Применяются для снятия образующегося шлака на поверхности контактного соединения шва.
- Маркировка R и RR. Отличительной особенностью таких электродов является то, что их можно без труда повторно поджечь. Очень легко и без проблем удаляется образовавшийся шлак. Эти электроды используют для образования внешней стороны требуемого шва, или для образования углового типа шва.
- Маркировка RC. Этот тип электродов используется для проведения дуговой сварки с наличием рутилово-целлюлозной технологической основы. Данный вариант электродов также используется для сложных этапов сварочных работ, например: полностью дуговая, сверху-вниз, а также вниз-вверх. Отличные способы для формирования прихваток в местах стыковки соединений сразу двух отрезков трубы.
- Маркировка В. Этот вариант используют для толстостенных материалов трубы, по окончание сварки отсутсвует появление трещин и прочих технологических дефектов.
Процесс сварки
Для того чтобы добиться необходимого эффекта соединения отрезков трубопроводов, имеющие большой диаметр, используют так называемые прихватки технологического вида. То есть, вам потребуется в местах будущей сварки заранее подготовить точки стыковки труб.
Для труб имеющие диаметр до 300 мм, достаточно использовать сварные прихватки в 4 местах по всех окружности, желательно друг напротив друга. Для труб с диаметром свыше 300 мм, прихватки делают с использованием условного шага в 25-30 см.
Помните, что каждая прихватка должна иметь свой размер: в длину – не более 50 мм, в высоту- 3-4 мм.
Для водопроводной трубы лучше всего сварку осуществлять в «поворотном» режиме. Если толщина трубы более 12 мм, то необходимо сделать всего 3 сварных соединения по стыковке.
Для первого, а также самого глубокого шва используют электроды, которые имеют сечение 2-4 мм. Для высоты шва придерживайтесь высоты в 3-4 мм. Для формирования верхнего шва, используйте другие электроды, которые имеют сечение 3-4 мм и более.
Используя эту технологию, вы не нарушаете целостность и герметичность соединений швов.
Сварка труб, трубопроводов ручной дуговой сваркой: технология
Сварка различных труб ручной дуговой сваркой заключается в образовании в точке приложения электрода к поверхности трубы высокотемпературной электрической дуги.
Под её действием металл электрода расплавляется до жидкого состояния и каплями стекает вниз в точку соединения двух элементов трубопровода, металлическая поверхность которых также расплавляется до полужидкого состояния.
Попавшие на стык металлические капли, застывая, соединяют между собой детали и герметизирует шов. Шлак, содержащийся в электроде, всплывает наверх сварочного расплава до момента застывания последнего.
Популярность дугового сваривания определяется именно своей технологической простотой, а также высокой прочностью и герметичностью получаемых швов.
Подготовка к сварочным работам
Качественная ручная сварка труб определяется, помимо самого сварочного аппарата, ещё и правильным выбором электродов:
- Для труб большого диаметра следует выбрать электроды с целлюлозной плёнкой;
- Для сваривания угловых швов и т.н. «прихваток» необходимо взять электроды с рутиловым покрытием;
- Для сложной варки применяются комбинированные (целлюлозно-рутиловые) электроды.
Для дугового сваривания труб в бытовых условиях потребуются, помимо собственно сварочного аппарата, ещё и трансформаторы-выпрямители, а лучше взять их более продвинутую версию – инверторы. Эти устройства потребуются для преобразования переменного тока в постоянный.
При выборе сварочных аппаратов отдайте предпочтение модели с несколькими режимами работы, адаптированными под особенности применения «целлюлозных» и «рутиловых» электродов, а также способных работать с конкретной маркой стали и толщиной трубопровода.
Особенности дуговой сварки
При проведении дуговой варки труб следует учитывать несколько важных нюансов:
- Включать аппарат следует в тот момент, когда электрод только-только прикоснулся к поверхности трубы.
- При сварке труб необходимо постоянно отслеживать длину электрической дуги, поскольку она определяет размер газовой оболочки, препятствующей попаданию воздуха в зону сварку.
- Двигать электрод в зоне сварочных работ следует плавно. Это позволит равномерно распределить по шву расплавленный металл с электрода.
- Толщину направления друг на друга металла трубных элементов определяют лёгкие скользящие движения сварщика из стороны в сторону.
- При варке толстостенных труб большого диаметра необходимо выполнять внутренние и внешние сварные швы.
Порядок подготовительных работ
Сварка труб ручной сваркой потребует от вас ряда подготовительных действий:
- Зачистить зону сварочных работ от грязи и масел.
- Для качественного сваривания элементы трубопровода необходимо установить «встык» и выровнять друг относительно друга.
- Выставить оптимальный режим сварки и установить на сварочный аппарат электроды, отвечающие технологическим требованиям.
- Перед началом сварочных работ установите на трубах заземляющие контакты.
- Чтобы надёжнее закрепить элементы трубопровода друг с другом, сделайте по окружности несколько прихваток – небольших сварных швов, фиксирующих точное положение свариваемых элементов.
Различные техники выполнения дуговой сварки
Сварку трубопроводов можно выполнять несколькими технологическими способами:
Сварка с поворотом стыка
Сначала делаются три прихватки на 4, 8 и 12 часов. Затем выполняются два основных шва примерно с 1 до 5 часов и с 11 до 7 часов. После этого труба поворачивается на 90 градусов и наносятся завершающие швы, которые полностью герметизируют соединение двух швов.
Сварка без поворота стыка
Данная технология применяется при работе со стационарными трубопроводами, которые невозможно двигать. Первый слой выполняется снизу-вверх, а вторые и третьи можно выполнять как сверху-вниз, так и снизу-вверх.
Сварку труднодоступных мест, например, части трубопровода, прижатой к бетонной подушке или к кирпичной стене, необходимо производить через врезку – технологическое отверстие сверху трубы. Когда сварочные работы завершены, технологическое отверстие также заваривается.
Сварка труб в зимних условиях
При отрицательных температурах происходит быстрое охлаждение сварочной зоны, а удаление раскалённых газов из расплавленного металла, наоборот, затрудняется. Из-за этого трубная сталь становится хрупкой, от чего резко возрастает опасность возникновения термического разрушения стали, появления горячих трещин, отходящих от сварного шва, а также закалочных структур.
Чтобы избежать этих дефектов, необходимо, во-первых, максимально плотно соединить друг с другом элементы трубопровода, во-вторых, необходимо раскалить поверхность металла до светло-красного оттенка, наконец, в-третьих, силу тока необходимо увеличить на 10-20%. Это позволит добиться вязкого и пластичного сварного шва, который надежно герметизирует зазор между трубами даже при сильном морозе.
Сварка труб ручной дуговой сваркой: подготовка изделий и необходимое оборудование, технология процесса
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.
Технология сварки труб ручной дуговой сваркой
Системы жизнеобеспечения это в основном трубы, по которым люди получают воду и газ прямо в дом. При прокладывании трасс применяется в большинстве случаев сварка труб ручной дуговой сваркой. Она обеспечивает герметичность и прочность соединения. Выполняются сварочные швы на деталях большого сечения в несколько слоев с применением специальных электродов и режимов.
ТОП-3 методики
Распространенная при прокладке различных трубопроводов метода состыковки зависит от размеров и подвижности деталей. Различают 3 методики ручной электродуговой сварки труб большого диаметра:
Качество и состав соединяемого материала определяют режимы работы и значение тока:
- переменный;
- постоянный обратной полярности;
- постоянный прямой полярности.
Переменный ток применяют при сварке алюминия. Импульсная подача не позволяет дуге и металлу сильно разогреться и образовать прожоги.
Обратная полярность, когда на деталь подключают минус, дает больший нагрев и мощность. Металл трубы на стыке и электрод прогреваются сильнее.
Описание
Технология сварки трубопроводов ручная дуговая сварка обеспечивает наилучшее, прочное соединение. Для защиты шва от окисления используют флюс – обмазку электрода или среду газа.
При прохождении тока через стальной лист и электрод на его конце возникает электрическая дуга. Она начинает согревать кромки соединяемых труб и расплавлять их. Создается сварочная ванна из расплавленных металлов соединяемых деталей и электрода.
Рабочий направляет электродом жидкую ванну, смешивая металлы и создавая шов. Окислы и газы поднимаются на поверхность, образуя пленку. Шлак защищает горячий шов от контакта с воздухом и резкого охлаждения.
Инструкция
Зачистить кромки перед началом обработки, значит избежать внутренних дефектов. Следует проверить их угол разделки, выставить и зафиксировать в 3 – 4 местах, в зависимости от диаметра.
Прихватки делаются той же маркой электродов, что будет производиться сварка корневого шва.
Следует соблюдать технику безопасности: одеть спецодежду, проверить исправность оборудования. Включив сварочный аппарат, настроить рабочие режимы.
Как правильно?
Ответственные герметичные швы варятся за 3 прохода. Корневой, первый шов выполняется электродом диаметром 3 мм. Последующие 4 и 5 мм. Для хорошего формирования корня лучше всего подходят электроды с целлюлозным покрытием.
Следующие слои накладываются подходящими по марке трубы. При сварке второго слоя частично должен проплавляться и первый. Тогда не останется непроваров и шлаковых включений внутри шва.
[stextbox id=’warning’]При сварке высоколегированных труб на шов накладывается 3 слоя, один за другим. Температура между ними не должна превышать 150⁰C.[/stextbox]С поворотом стыка
При повороте стыка, труба варится вертикаль снизу вверх. Диаметр трубы условно делится на 4 сектора. Точки располагаются по циферблату часов на 2, 5, 7, 11. Нижний и верхний участки немного короче боковых.
- Варятся поочередно боковые вертикали корневого, первого шва.
- Трубы поворачиваются на 90⁰, и сваривается сначала участок, который был нижним, затем другой. При этом шов накладывается не встык, а внахлест по 40 – 50 мм.
- Аналогичным образом накладывается 2 и 3 слой, но начало сварки начинается со смещением на 10 – 15⁰.
При сварке снизу вверх следует менять угол наклона электрода, чтобы ванна прогревалась одинаково.
Без поворота стыка
Если конструкция закреплена прочно и повернуть трубу нельзя, применяется сварка безповоротным методом. Шов накладывается снизу.
- Отмечается нижняя точка на трубе.
- Сварка начинается дальше разметки.
- С потолка постепенно переходит на вертикаль и до верхней части трубы.
- Начинать варить вторую сторону нужно от намеченной нижней точки. Получается небольшое наложение.
При ремонтных работах часто приходится варить стыки в труднодоступных местах. Когда труба вплотную к стене и ее никак нельзя отодвинуть.
В этом случае делается качественный провар части шва с внутренней стороны.
- Вырезается небольшое окошко.
- Через образованное отверстие изнутри заваривается труба напротив стены.
- Устанавливается вырезанный элемент на место, прихватывается и заваривается вместе с оставшимся открытым швом.
Таким способом ремонтируют трубопроводы диаметром более 60 мм с толщиной стенки до 3 мм, когда достаточно положить один шов.
При низких температурах
Холодный металл при низких температурах не успевает прогреться и образуется резко выраженная переходная зона. В ней нарушены молекулярные связи, повышенная хрупкость. Если ударить по детали, то она лопнет не по шву, а рядом, по основному металлу.
Чтобы избежать разрушения шва, следует подогреть свариваемые детали. Оптимальным вариантом является поместить их в печь и нагреть до 200 – 300⁰. При протяжке трубопроводов такой способ не подходит. Стыки труб нагревают газовой горелкой, равномерно перемещая ее по кругу несколько раз.
Дуговой сваркой
При сварке труб они зажимаются в специальное приспособление и в нем проворачиваются. Возможны варианты, когда приходится проворачивать вручную.
Шов накладывается по кругу на себя или от себя. Ванна располагается чуть ниже верхней точки в сторону движения. Детали постепенно перемещается, пока не дойдет до начала шва и не перейдет эту точку на несколько миллиметров.
Следующий слой начинается со смещением примерно 10⁰.
Покрытыми электродами
Чтобы качественно сваривать трубы, они должны быть разделаны и иметь зазор 1 – 2 мм между оставшимися ровными кромками. В зависимости от толщины стенки, не зачищенный торец оставляется шириной до 3 мм.
Проплавление обратной стороны шва регулируется наклоном электрода. Максимальная температура и объем ванны достигаются при наклоне назад. Если электрод направлять вперед, прогрев значительно меньше.
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.
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.
[stextbox id=’info’]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.[/stextbox]Технология для трубопроводов из сталей повышенной прочности
Соединение высоколегированных сталей с ванадием и вольфрамом электродуговой сваркой требует тугоплавких электродов. Для корневого шва подойдут с целлюлозным покрытием марки ВСЦ-4а. остальные слои специалисты рекомендуют варить УОНИ-13/55 с основным покрытием.
Перед соединением металлический стык следует хорошо прогреть. Теплопроводность высокопрочных металлов низкая и при сварке образуется переходная зона из крупнозернистого металла.
Работа с газопроводами и трубами для транспортировки агрессивных жидкостей
Для формирования корневого шва применяются керамические прокладки. Они крепятся с обратной стороны и формируют расплавленный металл, не давая ему вытечь. Керамические прокладки предотвращают появление пористости, подрезов и наплывов.
[stextbox id=’info’]Сварщик 6 разряда, бригадир бригады сварщиков оборудования для пищевой и химической промышленности Бородай Н. С.: «При сварке ответственных труб и емкостей из нержавеющей стали с внутренней стороны не допускается образование валиков. При прокладке корневого шва следует обеспечить, поддув аргона на место сваривания.Если невозможно местно использовать аргон, его закачивают в емкость или трубу, обеспечив поддув на протяжении всей сварки корневого шва с интенсивностью 3 – 4 л/мин. При доступе внутрь свариваемой конструкции, на обратную сторону шва наносится флюс паста, разбавленная спиртом до консистенции зубной пасты.
Она поможет сформировать ровный шов и не допустит образование аграта – ежиков».[/stextbox]
Требования к сварному шву по ГОСТ
Основные требования к качеству шва и методы контроля изложены в ГОСТ 23118-99. В нем указаны требования к сплошности шва, отсутствию в нем подрезов, волчков и других дефектов.
ГОСТ 5264-80 регламентирует форму шва, его чешуйчатость, выпуклость и ширину. На каких соединениях, какой катет должен быть. Он рекомендует оборудование и инструмент для проведения определенных работ с учетом материала.
Чтобы пройти обучение, и начать быстро и правильно соединять детали, техник должен сначала изучить теорию. Затем на смену приходит практика.
Тонкий лист несколько раз подряд следует соединить с другим, меняя режимы и скорость движения дуги. После получения деталей с идеальным выпуклым стыком, можно переходить к легированным металлам и цветным сталям.
И только когда будут покорены вертикаль и потолок. Приступать к сварке труб.
Загрузка...
