Технология сварки труб разными методами: практические советы и рекомендации

Технология сварки труб


Под трубопроводом подразумевается инженерная коммуникация, при которой подача рабочего вещества осуществляется через трубы (вода, газ, нефть и т.д.). Чтобы обеспечить качественную подачу, необходимо не только правильно его проложить, но и время от времени проводить ремонтные и профилактические работы. Здесь как раз не обойтись без стыковки элементов между собой. Рассмотрим, что такое сварка труб, как сваривать трубы электросваркой, какие техники необходимо применить на практике для создания герметичного трубопровода.

Виды трубопроводов и сварка

Трубопроводов существует огромное количество, которые используются для перемещения разных материалов и рабочих жидкостей. Отталкиваясь от их предназначения, есть следующая классификация:

  • технологические;
  • магистральные;
  • промышленные;
  • трубопроводы газоснабжения;
  • водяные;
  • канализационные.

При изготовлении трубопровода применяются различные материалы – керамика, пластик, бетон и различные виды металлов.

Современные сварщики для стыковки труб используют три основных способа:

  1. Механический осуществляется за счет взрывов в результате трения.
  2. Термический, который осуществляется за счет плавления, например газовой сваркой, плазменной или электро-лучевой.
  3. Термомеханический производится за счет магнитоуправляемой дуги посредством стыкового контактного метода.

Существует множество типов сварки, которые разделяются по многим классификациям. Перед тем, как варить трубы, нужно разобраться, каким способом лучше всего это делать. Теоретически, каждый вид подходит для сварки труб малого диаметра и большого. Она может осуществляться плавлением и давлением. К методам плавления относятся электродуговая и газовая сварки, а к методам давления – газопрессовая, холодная, ультразвуковая и контактная. Самыми распространенными способами для соединения коммуникаций является ручная электродуговая и механизированая.

Сварка труб электросваркой плавящимся и неплавящимся электродами

Эффективнее всего проводить сварку технологических трубопроводов электродом вручную или посредством автомата. Это может быть методика работы плавящимся или неплавящимся электродом (аргонно-дуговая сварка). Технология сварки труб реализуется в три основных этапа:

  1. Подготовительный, который делится на две части – подготовка мастера и подготовка материала. К подготовке сварщика стоит отнестись очень ответственно, так как от этого зависит его безопасность. Обязательно нужно подготовить спецодежду и защитную маску для глаз, чтобы предотвратить ожог яркими искрами. Под подготовкой деталей имеется в виду тщательная зачистка труб под сварку от коррозии, краски и загрязнений. Перед ручной дуговой сваркой трубопроводов нужно хорошо металлической щеткой или наждачной бумагой обработать стыки и площадь, прилегающую к ним. Если этого не сделать, то могут быть «пробелы» в самом шве, так как материал «не перехватится» на загрязненную трубу.
  2. Сварочный процесс. Когда все готово, можно начинать. Самое основное в дуговом способе ( вне зависимости вручную она проводится или инвертором) это удержать дугу. Сначала необходимо зажечь электрод и возбудить дугу. Затем полноценно производится шов. Его тип выбирается непосредственно мастером в процессе работы. На способ ведения электрода и на технологию сварки трубопровода в целом влияет множество факторов – расположение труб, материал их изготовления, предпочтения сварщика.
  3. Проверка качества работы. Когда шов готов (не стоит забывать оббивать шлак, который образуется над ним в виде валика), можно запустить коммуникацию на предмет контроля качества соединения.

Технология сварки водопровода, газопровода и других инженерных коммуникаций практически одинаковая. Важно соблюдать последовательность действий и учитывать виды швов в разных положениях, так как от умения их варить и будет зависеть качество коммуникации.

Как состыковать трубы

Для новичка, который хочет в совершенстве овладеть сваркой, необходимо знать все тонкости этого процесса. Для сваривания двух труб существует более 30 способов. Рассмотрим самые распространенные способы сварки труб:

  • в угол;
  • в тавр (перпендикулярно по отношению друг к другу);
  • в стык;
  • внахлест.

Тип стыковки труб выбирается в зависимости от типа металла, вида сварки и характера коммуникации. Например, трубы для системы централизованного отопления чаще всего соединяются встык с помощью электросварки. Для качественного шва, главное – сделать провар по всей толщине изделия.

Большую роль в технике сварки труб ручной дуговой сваркой играют типы шва, которые классифицируются на четыре основных группы:

Каждый из этих способов имеет свою технологию выполнения. Самое удобное и простое для выполнения качественного соединения – нижнее положение. Если есть возможность перемещать и поворачивать элемент, то мастер старается их установить именно в нижнее положение. При этом, во время работы, металл не стекает вниз, как при вертикальном шве, не разбрызгивается по сторонам, как при потолочном положении. Сварка технологических трубопроводов проводится, применяя все эти виды, так как коммуникации имеют множество разветвлений.

По типу продолжительности шва на трубопроводе, они разделяются на сплошные и прерывистые швы.

Особенности сварки труб

Ручная дуговая варка трубопроводов значительно отличается от работы с плоскими деталями. Тоже самое касается и других видов, которые применяются для водо- или газопроводов (аргонная, газовая). Далее представлены самые основные аспекты сварки труб ручной дуговой сваркой:

  1. Режимы настройки аппарата:
  • сварочный ток рассчитывается следующим образом: диаметр электрода нужно умножить на 35. Это и будет оптимальная сила. Например, при работе с проводником в 3 мм, сила тока будет (3х35) 105А. конечно, эта цифра условная, но в среднем так и получается. При сварке труб малого диаметра и толщины не более 4мм, больше 150Атне потребуется;
  • чтобы удержать дугу, необходимо четко соблюдать расстояние между проводником и металлам. Его рассчитывают исходя из диаметра электрода +1. Например, при электроде в 4 мм, расстоянием для дуги будет 5мм.
  1. Сварка труб малого диаметра (до 10 см):
  • изначально стыки собираются вручную и прихватываются точечным методом (достаточно двух точке, располагающихся друг напротив друга);
  • при стыковке деталей толщиной 4 мм и более варят в два слоя – сначала корневым швом, а потом валиком;
  • горизонтальный шов при сварке труб малого диаметра каждый валик укладывается в противоположном направлении. Например, первый – справа налево, второй – слева направо, третий – справа налево и так далее;
  • детали, толщиной от 3 до 8 сантиметров нужно сваривать небольшими участками, для получения более качественного соединения.

  1. Поворотные стыки и сварка труб большого диаметра:
  • скорость поворота изделия должна равняться скорости ведения проводника (она устанавливается, отталкиваясь от толщины изделия (более толстые свариваются немного дольше);
  • самое выгодное положение сварочной ванны – 30 градусов от верхней точки;
  • при сваривании на участках, где есть возможность повернуть изделие на 180 градусов, работа производится в три этапа. Первый — в два приема сваривают две верхние четверти диаметра трубы в направлении навстречу друг другу в один или два слоя. Второй – повернуть изделие и проварить оставшийся стык. Третий – опять поворачивают на 180 градусов и доваривают шов до конца.
  1. Неповоротные стыки варить намного сложнее, поэтому для сварки труб ручной дуговой сваркой существует определенная технология:
  • вертикальные стыки варятся в два этапа. Периметр стыка условно делится вертикальной прямой линией на два участка. Они оба в итоге три положения: потолочное, горизонтальное и нижнее. Потолочным называется участок, занимающий примерно 20 градусов от самой нижней точки детали. Нижним – 20 градусов от верхней точки изделия. Между этими положениями находится горизонтальное положение. Работу необходимо начинать с потолочного положения и вести электрод в нижнему. Каждый участок обрабатывается короткими дугами, которые рассчитываются так: D(эл)/2.
  • горизонтальные стыки скрепляются углом назад. По отношению к оси электрод должен располагаться 80 градусов. Работа производится на средней дуге и для сварки труб малого диаметра и большого.

Соблюдая эти правила при сварке водопроводных труб электросваркой получится ровный и красивый шов, а главное герметичный, прочный и долговечный.

В завершении важно отметить, что дуговая сварка труб широко используется для работы с разными типами проводов. Мы рассмотрели, как правильно варить, находящиеся в разных положениях детали. В этом и заключается особенность обработки данных элементов, так как они соединяются разными типами швов, в разных положениях.

Новичкам, которые уже набили руку к разным видам соединения, не сложно будет адаптироваться к сварке труб ручной дуговой сваркой. И не стоит забывать, что половина успеха зависит от качества зачистки труб под сварку.

Технология сварки трубопроводов отлично показана в следующем видео:

Технология сварки труб: нормативные документы и практические рекомендации

В современном строительстве используются разные виды труб. Естественно, что технология сварки труб выбирается в зависимостиот материала изготовлениясвариваемых изделий.

Прежде чем рассказать о технологии, нужно более детально остановиться на том, какие существуют способы сваривания труб в современных условиях.

Способы сварки труб

Различают три способа сварки трубопроводов, это:

  • Термические;
  • Термомеханические;
  • Механические.

К термическим видам отнесены все способы соединения кромок плавлением. Это дуговая, газовая, лазерная, плазменная сварки труб и другие аналогичные способы. Термомеханические методы включают в себя стыковую контактную сварку и сварку при помощи магнитоуправляемой дуги. К механическому классу относят сварку взрывами и трением.

Кроме того, способы сварки можно классифицировать по следующим параметрам:

  • По условиям формирования шва (принудительное или свободное формирование);
  • По типу носителя энергии (газовая, лазерная, дуговая и пр.)
  • По методу защиты зоны формирования шва (в защитных газах, под флюсом и пр.)
  • По степени автоматизации (ручная, автоматическая, роботизированная и пр.).

При строительстве магистральных трубопроводов в большинстве случаев используется автоматическая дуговая сварка под флюсом. Однако возможности применения этого метода ограничены условием необходимости вращения стыка.

Если возникает необходимость сваривать трубы в неповоротном состоянии, применяется ручная дуговая сварка. Этот метод позволяет производить сварку в самых разных пространственных положениях, в том числе и потолочном, которое считается наиболее сложным.

При использовании сварки в защитных газах, выделяют разновидности в зависимости от типа используемого газа. Это может быть сварка в инертной среде (гелий, аргон), в активной среде (азот, углекислый газ), или в смеси активного и инертного газов.

При применении сварочных электродов принято выделять сварку при помощи плавящихся и неплавящихся (вольфрамовых) расходных материалов.

Перспективным способом является лазерная сварка, при которой в качестве носителя энергии выступает луч лазера. Этот способ сварки отличается высокой скоростью до 300 м/ч. Контактные способы сварки осуществляются за счет разогрева кромок свариваемые деталей.

Например, при дугоконтактной сварке разогрев происходит за счет воздействия дуги, которая вращается магнитным полем с большой скоростью. Это способ применяется для соединения труб небольшого диаметра.

Требования, предъявляемые к качеству сварных швов при строительстве трубопроводов

Основными документами, которые регулируют правила работы при строительстве трубопроводов различного назначения, являются СНиПы, на основе которых были созданы «Сводные правила, регламентирующие порядок выполнения сварных работ и качество сварных швов» СП 105-34-96.

В этих документах зафиксированы требования к квалификационным испытаниям сварщиков, правила подготовки труб к проведению работ, задачи контроля качества выполненных соединений и условия проведения ремонта и исправления дефектов, допущенных при сварке.

Кроме того, существуют технологические инструкции по проведению сварочных работ на трубопроводах (ВБН А.3.1.-36-3-96 и ВСН 006-89) и по методам осуществления контроля качества сварки (ВСН 012-88).

В этих нормативных документах отражены основные положения технологий, используемых при проведении ручной и автоматической сварки при строительстве трубопроводов различного назначения.

Положения приведенных инструкций не затрагивают вопросов сооружения трубопроводов для транспортировки агрессивных и коррозионноактивных продуктов.

В списке документов, регламентирующих такой процесс, как сварка труб – гост, в котором зафиксированы требования к применяемым материалам.

В странах СНГ стальные трубы для сооружения трубопроводов подбираются в соответствии с ГОСТ 8731-8734 группы B.

Сварочные материалы, необходимые для строительства трубопроводов, выбираются в соответствии с требованиями ГОСТ 9466 –9467, а контроль выполненных соединений должен осуществляться по правилам, зафиксированным в ГОСТ 7512 и ГОСТ 14782.

За рубежом в качестве нормативных документов при выполнении сварочных работ на трубопроводах используются международные и национальные стандарты. В числе наиболее распространенных, используемых в США и развитых странах Европы – API 1104, BS 4515 и API 5D.

Контроль качества соединений осуществляется в соответствии с требованиями международного стандарта ISO 8517 или его европейского аналога EN 25817.

Подготовка кромок труб для проведения сварки

Сварка труб с применением газовой сварки

Перед началом проведения работ необходимо удостовериться, что трубы и остальные детали трубопроводов полностью соответствуют требованиям, зафиксированным в нормативных документах. Концы труб и деталей должны иметь форму, которая соответствует выбранному процессу сварки.

Поэтому подготовка труб под сварку, в большинстве случаев, заключается в механической обработке кромок.

Для труб небольшого диаметра рекомендуется использование фаскоснимателей, торцевателей, труборезов. Для обработки кромок трубы диаметром более 520 мм, следует использовать шлифмашинки или орбитальные фрезерные машины.

В некоторых случаях требуется проведение термической подготовки кромок, например, газокислородной или воздушно-плазменной резки.

Совет! Перед началом сборки необходимо тщательно очистить внутренние полости от попавшей туда грязи и влаги и провести зачистку кромок до появления металлического блеска.

При необходимости допускается сваривание труб, имеющих разную толщину стенки, однако у этого допущения имеются ограничения.

  • При использовании труб с толщиной стенки менее 12,5 мм, допустимая разница составляет 2 мм;
  • При использовании труб с толщиной стенки более1 2,5 мм, допустимая разница составляет 3 мм, при условии исключения смещения стыкуемых кромок.

При включении в трубопровод дополнительных элементов, сильно отличающихся по толщине стенке, необходима установка переходников заводского изготовления с промежуточной толщиной.

Особенности газовой сварки

При выполнении газовой сварки трубы соединяют стыковым способом с образованием выпуклого шва. Размер выпуклости шва, как правило, зависит от диаметра трубы, а также от толщины стенок.

При сваривании труб с толщиной стенки до 3 миллиметров, швы выполняют без скоса кромок, оставляя стыковой зазор в размере половины толщины стенки свариваемого изделия.

Если толщина свариваемых труб больше указанного значения, то необходима предварительная операция по выполнению скоса с углом до 45 градусов. Во время работы необходимо следить, чтобы расплавленный металл не попадал внутрь, чтобы не сократить диаметр трубопровода.

Как правило, газовая сварка труб осуществляется поворотным методом, при этом необходимо придерживаться нижнего положения шва.

Однако выполнение данного условия возможно не всегда, поэтому допустимо проведение сварки в потолочном и вертикальном положениях.

Основными инструментами для проведения газовой сварки являются горелка и резак. В конструкции горелки предусмотрено устройство для подведения газов – кислорода и ацетилена.

Эти два газа поступают в камеру смешения, а затем в сопло горелки. При помощи регуляторов сварщик имеет возможность регулировать количество поступления того или иного газа.

Процесс сварки осуществляется за счет нагрева соединяемых кромок до температуры плавления. В этом же пламени, которое разогревает кромки, расплавляется присадочная проволока, металл которой заполняет зазор между свариваемыми элементами.

Технология выполнения ручной дуговой сварки

Как правило, большая часть работ при строительстве трубопроводов, проводится с использованием ручного метода дуговой сварки. Применяя этот способ, можно соединить отдельные детали в секции, выполнять переходы через преграды, производить сварку захлестов, сварку различных деталей и пр.

Технология выполнения сварочных работ этим методом зависит, прежде всего, от материала данного вида труб.

Читайте также:  Трубная резьба: типы и характеристики

В зависимости от того, какой марки применялась при изготовлении труб, а также от условий, в которых будет использоваться трубопровод, выбираются приспособления для сварки труб и вид сварочных материалов.

После этого устанавливается технология сварочных работ, которая зависит от толщины стенки свариваемых деталей и от их диаметра.

Основным правилом, при выполнении сварочных работ методом дуговой сварки, является требование к минимально возможному количеству слоев в шве. Так, если нужно сварить трубы с толщиной стенки не более 6 мм, то необходимо выполнять двухслойный шов. При большей толщине трубы допускается выполнение трехслойных швов.

Наиболее жесткие требования предъявляются к качеству корневого шва. При его выполнении необходимо следить за равномерным проплавлением кромок деталей, в результате которого должен образоваться равномерный по высоте валик.

Наружная поверхность этого шва должна иметь мелкочешуйчатую структуру и отличаться плавностью сопряжения с боковой поверхностью разделки.

Заполняющие слои сварного шва должны надежно проплавлять кромки деталей и сплавляться между собой. После выполнения каждого слоя необходимо проведения тщательной зачистки шва от образованного шлака.

В зависимости от типа используемых электродов, можно выделить три наиболее часто применяемые схемы сварки.

  • Сварка, выполненная с использованием электродов, имеющих основное покрытие;
  • Сварка, выполненная с использованием электродов, относящихся к типу газозащитных;
  • Сваривание корневого шва с использованием электродов газозащитного типа, дополненное выполнением заполняющих и облицовочных слоев с применением электродов, имеющих основное покрытие.

Таким образом, ответ на вопрос, как правильно сваривать трубы, используя ручную дуговую сварку, зависит от выбранной технологии.

Так, при использовании электродов основного типа, как правило, швы выполняются по направлению снизу вверх с применением поперечных колебаний, размах которых зависит от ширины стыка. При выполнении работ на трубах большого диаметра одновременно работают до четырех сварщиков.

Сварка производится от надира по направлению вверх, при этом, в верхней части стыка необходимо обеспечить смещение замка примерно на50 мм от точки, расположенной в нижней части.

Если работает два человека, то работа первого ведется направлению (ориентируясь на циферблат часов) 6-9-12, а второго – 6-3-12. При работе вчетвером первая пара осуществляет сварку по направлению 6-9 и 6-3, а вторая, соответственно, 9-12 и 3-12.

При применении электродов, относящихся к газозащитному типу, коренной шов выполняется по направлению сверху вниз, при этом колебательные движения исключаются. Сварка труб электросваркой производится при постоянном токе, с опорой конца электрода на кромки труб.

Применение автоматической сварки при строительстве трубопроводов

В последнее время при строительстве трубопроводов все чаще применяется автоматическая сварка труб под флюсом.

Осуществление этого процесса сопровождается рядом сложностей:

  • В процессе происходит затекание металла образующегося шва вовнутрь трубы, поэтому необходимо либо применять технологические подкладки, либо проводить сваривание корневого шва ручной сваркой;
  • Возможно растекание расплавленного металла по поверхности детали, особенно если производится заваривание стыков у труб небольшого диаметра.

Невозможность контроля процесса формирования шва в процессе осуществления сварки.

Для того чтобы избежать названных негативных моментов, разработаны особые технологии сваривания поворотных стыков с использованием сварочных автоматов.

Для обеспечения высокого качества сварного соединения используют:

  • Сварку с использованием подкладного кольца;
  • Сварку, допускающую свободное формирование корневого шва с внутренней стороны трубопровода и принудительное формирования наружного шва.
  • Двустороннюю сварку под флюсом;
  • Сварку, проводимую в среде углекислого газа.

На практике, чаще всего, используется метод автоматической сварки с применением подкладного кольца. Перед проведением сварки разрезное кольцо шириной 25-40 мм вставляют одну трубу, добиваясь плотного соединения и производя прихватку ручной сваркой.

Затем на выступ свободной части кольца надевают вторую трубу и прихватывают ее конец, следя, чтобы зазор между деталями не превышал 1 мм.

Так может быть собрано несколько подобных секций, которые потом подаются на установку автоматической сварки. Сварка каждого из стыков осуществляется в два слоя.

После того, как будет заварен первый слой, сварочный автомат передвигается к следующему стыку, а первый тем временем проходит подготовку под сварку вторым слоем, которая заключается в очищении шва от шлаков.

Все большее распространение приобретает и технология сваривания поворотных стыков в среде углекислого газа.

Особенности сварки труб из пластика

Сегодня на рынке имеется большой выбор пластиковых труб, которые отличаются по свойствам и составу. При проведении монтажа трубопроводов из пластиковых труб важно учитывать особенности выбранного материала.

Некоторые виды труб из пластика соединяются механическим способом, для соединения других необходима сварка и специальный инструмент для сварки пластиковых труб.

Принято различать три вида сварки для труб из полимерных материалов:

  • Стыковой способ;
  • Муфтовая или раструбная сварка;
  • Электромуфтовая сварка.

Совет! При монтаже пластикового трубопровода важно убедиться, что свариваемые элементы совместимы между собой по химическим и физическим свойствам. Кроме того, важно, чтобы элементы имели равный диаметр и одинаковую толщину стенки.

Чтобы сварка пластиковых труб была произведена качественно, требуется соблюдение ряда условий.

  • Свариваемые поверхности должны быть чистыми;
  • При проведении сварочных работ на улице в условиях низких температур, ветра или яркого солнца необходима установка защитной палатки для ограждения места проведения сварки;
  • Во время проведения работ и в процессе остывания труб очень важно исключить любое механическое воздействие на область соединения;
  • Свободные концы труб должны быть защищены заглушками, чтобы исключить возможность охлаждения места сварки приточным воздухом;
  • После окончания работ обязательным мероприятием является тестирование качества соединения.

Правила проведения стыковой сварки регламентируются нормативным документом СП 40-102-2000. Этот метод применяется для соединения труб, имеющих диаметр более 50 мм и толщину стенки более 4 мм. После проведения торцевания и подгонки кромок осуществляется нагрев торцов под давлением для образования валика.

Далее осуществляется общий нагрев трубы и сварка труб под давлением с образованием стыкового буртика. Последний этап заключается в остывании трубы.

Совет! Стыковой метод сварки используется для сваривания не напорных трубопроводов из полипропилена и полиэтилена.

Раструбная сварка делится на несколько этапов. Сначала необходимо произвести очистку свариваемых поверхностей. Далее осуществляется нагрев фитинга и трубы, после чего труба вставляется в фитинг. Последний этап – охлаждение с сохранением заданного положения.

Этот метод применяется для сваривания труб из полипропилена и полибутилена. Этим же методом может быть осуществлена сварка труб под углом.

Метод электрофузионной сварки заключается в использовании специальных муфт, которая сделана из материала труб. В процессе нагрева осуществляется расплавление и смешивание пластика трубы и муфты, в результате чего образуется качественное и долговечное соединение.

Подводя итог можно сказать, что технология по свариванию труб зависит от многих факторов, которые обязательно нужно учитывать при проведении сварочных работ.

Технология сварки труб — подготовка и практические советы

Строительство всегда сопряжено с использованием различных труб. Из них изготавливаются трубопроводы для подачи воды, канализационные системы, промышленные трубопроводы для подачи сыпучих и жидких материалов, газопроводы и прочее.

И всегда требуется соединение труб и фасонных частей. Для этого в большинстве случаев применяется сварочные методы.

Виды соединения труб сваркой

В зависимости от материала труб выбирается и способ их сваривания:

  • термическая сварка;
  • термомеханическая;
  • механическая.

Классификация сварочных работ происходит и по таким параметрам, как ручная сварка, автоматическая, полуавтоматическая. Кроме этого, сварка может классифицироваться по условиям образования сварочного шва, по используемой энергии, по способу защиты сварочного шва в процессе сварки.

Термическая сварка включает в себя такие способы сварки, как:

  • электродуговая;
  • электрошлаковая;
  • плазменная;
  • термитная;
  • газовая;
  • индукционная;
  • электронно-лучевая;
  • ионнно-лучевая;
  • световая;
  • литейная и др.

Технология сварки труб утверждается специальными правилами. При этом трубы из разного материала, предназначенные для различного использования, свариваются разными методами и способами.

Термическая сварка предполагает соединение кромок деталей плавлением.

Электродуговая сварка осуществляется электродом, который расплавляясь под действием электрической дуги, соединяет между собой свариваемыми металлические детали. Стальной электрод из стали покрывается специальной обмазкой, которая служит защитой электрической дуги от воздействия воздуха и образует шлаковую пленку, защищающую горячую поверхность сварного шва от воздействия воздуха.

Сварка электродом без обмазки образует некачественный шов, придавая ему хрупкость и низкую механическую прочность.

Автоматическая сварка под флюсом представляют собой процесс, когда в роли электрода выступает металлическая проволока, нагреваемая под слоем сыпучего материала, называемого флюсом. Нужное тепло для расплавления проволоки, флюса и основного металла производится электрической сварочной дугой.

Этот метод чаще всего используется при устройстве крупных трубопроводов. Но есть одна негативная особенность этого метода, заключающаяся в том, что сварку производят, поворачивая трубу, что не всегда возможно. При ситуации, когда требуется сваривать трубу в неповоротном положении, используют ручную дуговую сварку.

Ручная дуговая сварка позволяет варить швы в любом положении деталей, даже, в потолочном, что считается самым сложным делом.

Электронно-лучевая сварка производится в специальных камерах с разреженным воздухом и применением вольфрамовой проволоки.

Газовая сварка труб и присадочных материалов производится с использованием открытого пламени, получаемого от сгорания кислорода и других газов – ацетилена, пропана, водорода и прочих.

Помимо того, что свариваемые детали нагреваются различными способами и разной энергией, они еще могут подвергаться при этом давлению, благодаря чему получают другие виды сварки и швы, отвечающие определенным требованиям.

Помимо всего прочего, термическая сварка применяется при соединении полипропиленовых труб и изделий из других видов пластика – полихлорвинила, полиэтилена хлорированного полиэфира.

Термомеханическая сварка – это контактная и дуговая магнитоуправляемая, где нагрев металла происходит под действием дуги, вращающейся магнитным полем с огромной скоростью.

Такой вид сварки востребован, когда нужно соединить трубы малого диаметра.

Контактная сварка осуществляется при прохождении электрического тока через свариваемые детали, расплавляя места стыковки. Во время расплавления металла необходимо сжимающее усилие, чтобы получить сварное соединение.

Механическая сварка – это сварка трением и взрывом. Технология по свариванию труб заключается в установке одного стержня в неподвижном состоянии, в то время как второй вращается с большой скоростью и прикасается к торцу закрепленного стрежня. При этом оба стержня разогреваются и при определенном внешнем усилии стержни соединяются в одно целое.

В числе световых сварок, кроме солнечной и от других источников света, самой прогрессивной считается лазерная сварка, осуществляемая специальным световым лучом, который расплавляет металл.

Требования, предъявляемые к сварным швам

Качество сварных швов при возведении трубопроводов регламентируется строительными нормами и правилами, есть:

  • «Сводные правила, регламентирующие порядок выполнения сварных работ и качество сварных швов» СП 105-34-96.
  • Технология сварочных работ закреплена в инструкциях ВСН 006-89 и ВБН А.3.1.-36-3-96.
  • Контроль над качеством сварки проводится на основании ВСН 012-88.

В документах оговариваются различные методы и способы сварки, как ручной, так и автоматической при строительстве трубопроводов.

Кроме этого, здесь же описаны:

  • требования, предъявляемые к качеству сварного шва,
  • требования к квалификации сварщика,
  • способы устранения дефектов сварного шва,
  • условия контроля качества.

Но основной документ, согласно которому производится сварка труб – ГОСТ.

Для России при строительстве трубопроводов действуют ГОСТ 8731-8734 группы B и ГОСТ 9466 –9467, где указаны необходимые материалы для производства сварочных работ и виды самих труб.

Способы контроля за производством сварных швов и сварочных работ регламентируются ГОСТ 7512 и ГОСТ 14782.

Подготовка труб под сварку

При строительстве трубопровода, первым делом, следует убедиться, что сами трубы и расходные материалы отвечают нормативным требованиям. Свариваемые кромки деталей должны быть приведены в соответствующее состояние, которое отвечает типу выбранной сварки.

Кромка трубы малого диаметра может иметь различную форму, и для её придания используются такие механизмы, как:

При строительстве трубопроводов большого диаметра для подготовки кромок используются шлифовальные или орбитальные фрезерные машинки. Иногда подготовка кромок осуществляется с помощью воздушно-плазменной или газокислородной резки.

Перед тем, как начинать сварку труб, внутренние части труб должны быть очищены от влаги, мусора и грязи, а кромки зачищены до появления блеска металла.

Допускается сваривание труб, у которых разная толщина стенок, но и здесь есть некоторые ограничения:

  • Например, труба с толщиной стенки меньше 12,5мм может стыковаться с трубой, имеющей толщину стенки больше или меньше на 2 мм.
  • Если труба с толщиной стенки больше 12.5 мм стыкуется с другой трубой, то толщина стенки последней может колебаться в пределах не более 3 мм, и только в том случае, если кромки не смещаются по одной из плоскостей – внутренней или наружной.
  • Если требуется состыковать трубы с разной толщиной стенки, превышающей допустимые размеры, используются приспособления для сварки труб в виде переходников.

Видов сварки великое множество, как и способов. Несомненно, что сварочные работы должен выполнять квалифицированный сварщик, который отвечает за качество сварочных швов.

Сварка пластиковых труб

Сварка пластиковых труб

В последнее время все чаще в индивидуальном жилищном строительстве применяются трубы, изготовленные из различного пластика. Поэтому рассмотрим, как правильно сваривать трубы именно из этого материала.

Производители строительных материалов предлагают большое разнообразие пластиковых труб разной функциональной направленности. И каждый вид требует к себе особого отношения. Какие–то соединяются механическим методом, какие–то сваркой и применения специального инструмента.

Пластиковые трубы соединяются тремя способами:

  • встык;
  • электрической муфтовой сваркой;
  • раструбной или муфтовой сваркой.

Важно помнить при соединении труб из пластика, что стыкуются трубы, изготовленные из одного материала или из разных, но которые совместимы по химическому и физическому составу между собой.

Соединяемые пластиковые трубы должны иметь равные диаметр и толщину стенки.

При проведении сварочных работ по соединению пластиковых труб, должны соблюдаться условия:

  • Места сварки труб должны быть очищены от грязи и влаги.
  • Инструмент для сварки пластиковых труб должен отвечать выбранному методу сваривания и материалу труб.
  • Сварка пластиковых труб должна происходить в защищенном от ветра, яркого солнца или отрицательной температуры месте. Достигается это установкой палатки.
  • Концы труб, не подвергающихся сварке, должны быть закрыты заглушками, чтобы избежать охлаждения свариваемого места воздухом, поступающим из противоположного конца трубы.
  • Обязательное условие – в процессе сварки и после, пока трубы не остынут, обеспечить максимальную неподвижность сварного соединения.
  • По окончании сварки полученное соединение должно быть освидетельствовано на качество сварного шва.

Технология стыковой сварки для труб диаметром более 50мм и толщиной стенки более 4мм регламентируется документом СП 40-102-2000.

Правила, изложенные в этом документе гласят, что в первую очередь следует подготовить кромки свариваемых труб. После этого торцы труб нагреваются до нужной температуры и под давлением образуются сварные швы в виде валика по всему периметру трубы.

Следующий этап заключается в нагревании всей трубы под давлением до того момента, как образуется стыковой буртик. Таким методом соединяются полипропиленовые и полиэтиленовые трубы, не предназначенные для напорного трубопровода.

Для труб, изготовленных из полипропилена и полибутилена, применяется раструбная сварка. После очистки места сварки нагретую трубу вставляют в фитинг, предварительно также разогретый. Сохраняя заданное положение, свариваемые детали остывают до получения необходимой прочности. Таким методом можно получить угловые соединения.

Читайте также:  Какой бывает гофрированная труба: особенности наиболее востребованных разновидностей

Способ электрофузионной сварки предполагает использование муфт с закладными нагревательными деталями. В процессе сварки материал трубы и муфты расплавляется и смешиваясь, образует прочный и качественный сварной шов, при условии, что материалы трубы и муфты будут идентичными.

Технология сварки труб электросваркой. Полезные рекомендации

Бытует мнение, что сварка труб – это довольно простая технологическая операция, с которой способен справиться даже новичок.

Действительно, казалось бы, что тут сложного. Детали довольно большие, соединяемые поверхности хорошо подогнаны друг к другу и обработаны, материал качественный. На первый взгляд, есть все необходимое для формирования эстетичного и прочного шва!

На практике, однако, выходит совершенно иначе. Процесс этот довольно труден, в особенности, если речь идет о формировании полноценного трубопровода, работающего под давлением. К работе с его сегментами привлекают лучших специалистов.

Почему так происходит? Как выполнить сварку с высоким качеством, не обладая значительным опытом? Каких советов и рекомендаций стоит придерживаться?

Основная технология

Наиболее распространенной и востребованной методикой является электродуговая сварка.

Да, у нее есть альтернативы в виде газовой сварки, но ее неоспоримые преимущества заключаются в простоте, минимальном наборе оборудования и результате, соответствующем самым строгим стандартам.

Даже при конструировании магистральных трубопроводов используется именно этот метод. Чтобы добиться высокого качества, необходимо отнестись к работе со всей ответственностью.

Выбор электродов

Соединение сегментов стальных трубопроводов должно вестись при помощи качественных расходных элементов, иначе вряд ли удастся достичь хорошего результата.

Например, если речь идет о выборе электродов, то лучшими считаются следующие модели:

  • АНО-21, АНО-24 и МР-3. Функционируют на переменных токах. Допускается работа даже при мокрой обмазке. Стоимость изделий невысока, что объясняет их востребованность в быту, они идеально подходят для того, чтобы соединить конструктивные элементы ворот, теплиц и других конструкций небольшой массы, не испытывающих высоких нагрузок. Работа с трубопроводами, транспортировка среды в которых ведется под значительным давлением, не допускается.
  • УОНИ. Качество сердечников заслуживает лестных отзывов даже со стороны профессиональных сварщиков, но они имеют минус – работа не может вестись с высокой скоростью. Необходимо постоянно следить за стабильностью дуги, шов наплавляется постепенно, так что у работника должен иметься определенный опыт взаимодействия с классическими электродами АНО и МР.
  • Отлично для металлических труб подходят электроды LB-52U. Это японская разработка. Именно ей отдают предпочтение при реализации крупных проектов. Они формируют ровную и стабильную дугу, получаемый шов сочетает в себе прочность и эстетичность. Минус – довольно высокая стоимость, но подходят они и специалистам, и новичкам.

Посмотрите видео по теме, какие электроды использовать для сварки труб:

Основные методы

Соединение может выполняться одним из следующих способов:

  1. Встык, когда соединяемые трубы размещаются друг напротив друга. Наиболее распространенный вариант, отличающийся относительной простотой реализации. Впрочем, и он характеризуется определенными сложностями. Первый момент – работу лучше вести снизу. Второй момент – необходимо тщательно проваривать металл, чтобы глубина провара соответствовала толщине стенки.
  2. Внахлест. Данный метод ориентирован на соединение элементов, изначально различающихся по диаметру, либо сегментов, один из которых развальцован, то есть его диаметр увеличен намеренно, методом механического воздействия.
  3. Тавровое соединение выполняется под 90-градусным углом.
  4. Угловое соединение предполагает, что угол между соединяемыми отрезками менее 90 градусов.

Полезные рекомендации

Перед тем, как варить трубы электросваркой, стоит запомнить ряд советов, следование которым упростит процесс, а также улучшить качество конечного результата:

  • Если соединение осуществляется стыковым или тавровым методом, то лучше всего показывают себя электроды, диаметр которых варьируется от 2 до 3 миллиметров.
  • Рекомендуемая сила тока – от 80 до 100 ампер, исключение составляет только сварка внахлест, когда ее рекомендуется увеличить до 120 ампер.
  • При заполнении сварочного шва нужно ориентироваться на то, чтобы подъем металла над плоскостью элемента достигал 2-3 миллиметров.
  • Если труба имеет в сечении не привычные овалы или круги, а профили, то есть прямоугольники и квадраты, то используется точечный способ ее соединения.

Суть его состоит в том, что изначально нужно сварить небольшой участок с одной из сторон. Далее – аналогичный участок на противоположной стороне, после – на оставшихся двух плоскостях. Только после этого труба сваривается окончательно.

Данный подход дает возможность исключить вероятность коробления изделия при повышении температуры, его геометрия остается стабильной.

Подготовительные операции

Окончательное качество стыковки зависит не только от профессионализма сварщика и использования “правильных” электродов, но и от того, насколько грамотно выполнена предварительная подготовка.

Заключается она в следующих операциях:

  • Проверка соответствия геометрии соединяемых элементов выбранной технологии. Необходимо помнить, что толщина стенок должна быть идентичной, иначе не удастся полноценно проварить толстостенную трубу, а в случае работы с тонкостенным изделием, наоборот, увеличивается риск сквозного прожога.
  • Не допускается наличие дефектов на свариваемых изделиях, будь то трещины, заломы или деформации. В процессе температурного расширения они могут превратиться в участки полного разрушения конструкции.
  • Не допускаются геометрические отклонения среза. Его угол должен составлять 90 градусов, иначе сварочный шов окажется недостаточно прочным, возникнут проблемы с его формированием, что будет представлять угрозу разрушения всей конструкции.
  • Кромки соединяемых труб необходимо зачистить до появления блестящей металлической поверхности, для чего применяется грубая наждачная бумага или специальная щетка. Минимальная протяженность зачищаемого участка – сантиметр от кромки.
  • Удаляются жировые и другие загрязнения, следы краски и проявления коррозии. Наиболее эффективное средство удаления – химический растворитель.

В этом видео показывается, как подготовить кромки трубы под просвет с помощью болгарки:

Особенности процесса

Технология сварки труб предполагает следование следующим правилам:

  • Шов должен быть беспрерывным, то есть заканчиваться в точке своего начала. Отрывы электрода от поверхности не допускается. Выполнить правило невозможно, если диаметр трубы слишком велик. В такой ситуации используется многослойная сварка. Число слоев нужно соотносить с толщиной стенок.

2 слоя соответствуют толщине менее 6 миллиметров, 3 – от 6 до 12, 4 – более 12. Перед нанесением последующих слоев нужно убедиться, что первый полностью остыл.

  • Перед тем, как сварить две трубы, их нужно зафиксировать. Прихватка упростит работу, исключит поперечные и продольные перемещения, позволит сформировать ровный и прочный шов без лишних усилий.
  • При толщине стенки трубы более 4 миллиметров допускается формирование коренного шва, основная особенность которого – заполнение области между соседними кромками на полную глубину. Альтернатива коренному шву – валковый аналог, который идентифицируется по 3-миллиметровому валику сверху шва.
  • Проверка качества шва. Он простукивается молотком, что позволяет удалить включения шлака. После этого проводится визуальный осмотр, не допускаются трещины, участки с недостаточным проваром, сколы, выемки, прожоги.

Если по трубам будет транспортироваться жидкость или другая среда, находящаяся под давлением, то проводится тестовый запуск, позволяющий определить герметичность.

Полезное видео

Посмотрите видео, где опытный сварщик показывает, как просто и быстро варить трубы начинающим:

Видео для начинающих сварщиков, сварка труб полумесяцем:

Заключение

Итак, сварное соединение труб – дело ответственное, но при должном подходе, внимательном отношении с ним могут справиться и новички. Главное – делать все по инструкции, не отступать от технологии, помнить обо всех мелочах.

Технология сварки труб разными методами: практические советы и рекомендации

В этой статье мы рассмотрим то, какова технология сварки труб большого диаметра с применением современного оборудования. Тема статьи представляет собой немалый интерес, поскольку повсеместно, время от времени проводятся ремонтно-восстановительные или строительные работы с заменой канализационных, водопроводных и отопительных систем.

При работе с магистральными трубопроводами не обойтись без методов сварочного соединения проводимого на больших диаметрах. Опять же, тема, которая будет рассмотрена в статье, интересна, так как наряду с традиционными металлическими трубами, появились полимерные аналоги, соединение которых предполагает применением иных методов.

Тщательное проваривание шва для получения герметичного соединения

Поэтому, перед тем как рассмотреть основные способы сварки труб, рассмотрим основные модификации трубопроводов большого диаметра, которые можно сваривать воедино.

Конструкционные особенности трубопроводов большого диаметра

Стыковка полимерных труб в полевых условиях

Инструкция проведения сварочных работ во многом зависит от диаметра используемых труб. К трубам большого размера относятся изделия с внешним диаметром 530 мм и больше.

Такие изделия применяются в процессе строительства магистральных трубопроводов, предназначенных для транспортировки нефти, газа, воды, теплоносителя централизованной системы отопления и канализационных стоков.

Все трубы большого диаметра, пригодные для соединения посредством сваривания, можно подразделить на две большие категории:

  • Металлические изделия, к которым относятся круглые электросварные прямошовная и спиралешовные стальные трубы;
  • Полимерные изделия, к которым относится широкий спектр изделий из полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ПП) и поливинилхлорида (ПВХ).

Каждая из перечисленных категорий труб соединяется с использованием соответствующих методов и подходящего оборудования.

Методы сборки металлических трубопроводов

На фото — электроды, необходимые для электросварки металла

Независимо от того, что вам предстоит, будь то сварка труб на просвет или применение более технологичных методов, предполагается нагрев металла для образования почти гомогенного и надёжного стыка. Поэтому, в любом случае придется работать со специальным оборудованием, применение которого предусматривает необходимость должного профессионализма и опыта выполнения сварочных работ.

Рассмотрим наиболее популярные методы сварки, которые повсеместно применяются при монтаже металлических трубопроводов различного назначения.

Применение газовой сварки

Использование профессиональной ацетиленовой горелки

Газовая сварка труб — это популярный, испытанный в течение долгого времени, способ соединения металлических деталей с целью получения качественного, прочного и долговечного шва.

Принцип проведения газовой сварки заключается в следующем:

  • кромка свариваемых поперечных срезов разогревается посредством газокислородного пламени;
  • зазор между двух разогретых поверхностей заполняется плавящимся в ходе сварки металлическим прутком.

Важно: Прочностные характеристики шва, полученного при газовой сварке, ниже, чем при электродуговой сварке.
Выбор газового сварного соединения оправдан в том случае, если приходится работать с тонкостенными (до 3,5 мм) трубами.

Схема выполнения поворотных стыков газовой сваркой

При работе с металлопрокатом с использованием газовой горелки применяются следующие материалы:

  • Ацетилен – газ, который отвечает за горение.
  • Кислород – газ, обеспечивающий требуемую температуру горения и стабильность пламени.

Важно: В некоторых случаях ацетилен может заменяться другими горючими газами, например, пропаном или метаном.
Единственным условием, которое необходимо соблюсти, является поддержание более высокой температуры пламени горелки в сравнении с температурой плавления металла.

  • Присадочный материал необходим для заполнения сварного шва. Данный материал подбирается в соответствии с химическими и физическими свойствам обрабатываемых металлов.
  • Флюс используется для предотвращения окисления металла в процессе разогрева. Флюсы в виде пасты или порошка, будучи нанесёнными на разогретые кромки труб, образуют защитную пленку, которая препятствует попаданию кислорода в структуру шва.

Применение флюса необходимо при работе с большинством металлов за исключением углеродистых сталей.

Применение электродуговой сварки

Электродуговая сварка на большом диаметре вручную

Электродуговая сварка труб — это технология, в основе которой применено разогревание металлических поверхностей до рабочей температуры посредством дугового электрического разряда и последующего сплавления с получением прочного надежного шва.

Электродуговая методика известна с давних пор, а потому было разработано множество различных более или менее эффективных способов выполнения такого сварного соединения.

При работе с трубами большого и среднего диаметра наибольшую популярность получило стыковое сваривание, когда оба поперечных стыка сближаются вплотную и центруются, после чего происходит формирование шва.

В соответствии с протяжённостью, выделяются прерывистые и сплошные швы. Качественное проваривание металла сплошным швом требует от специалиста высокой квалификации и внушительного опыта проведения подобных работ.

Механизированная орбитальная технология

Технологическим развитием ручной электродуговой технологии стала орбитальная сварка труб, которая нашла широкое применение при формировании неповоротных стыков на трубопроводах среднего и большого диаметра.

В основе процесса применена дуговая сварка электродами в среде инертных газов. Применение защитного газа, например аргона, позволяет предупредить плавление электрода.

Используя определенные смеси газов можно увеличить скорость и глубину проникновения. Как правило, для получения очень чистого наплавленного валика шва применяется инертная смесь аргона с гелием.

Орбитальная сварка нержавеющих труб или их обычных стальных аналогов предполагает применение двух обязательных компонентов:

  • Источник тока, с которого полается питание и осуществляется контроль подачи тока, вращения электродов, подачи инертного газа и проволоки. Чаще всего, источник тока применяется инверторный, поскольку он прост и эффективен в применении.
  • Орбитальная голова, посредством которой электрод вращается вокруг трубы и происходит целый рабочий цикл.

Благодаря совместной работе этих двух компонентов появляется возможность механизированного применения данного оборудования для получения оптимального качества шва.

Орбитальная сварка труб имеет ряд существенных преимуществ перед процессом выполненным вручную:

  • приемлемая цена готового результата;
  • меньшая трудоемкость процесса и, как следствие, сжатые сроки выполнения поставленной задачи;
  • экономичный расход электродов;
  • возможность работы с разной толщиной стенок при неизменно высоком качестве результата;
  • ровный и герметичный шов по всей окружности, чего непросто добиться, действуя вручную.

Применение лазерной сварки

Электронно-лучевая сварка в действии

Лазерная сварка труб — это высокотехнологичная методика, в основе которой лежит плавка металла с помощью светового луча. Излучение для разогрева металлической поверхности используется монохроматическое с длиной волны, зависящей от природы рабочего тела лазера излучателя.

Эффективность лазерной сварки определяется такими параметрами как:

  • мощность излучения;
  • диаметр и конфигурация пятна фокусировки;
  • темпы передвижения обрабатываемого изделия относительно лазерного луча.

Среди преимуществ технологии отметим следующее:

  • высокая интенсивность точечного прогрева металлической трубы вплоть до достижения температуры плавления.
  • быстрое охлаждение обработанного стыка по мере прекращения воздействия излучения.
  • минимальная ширина шва без ущерба для прочности соединения.

Впрочем, есть и недостатки, среди которых:

  • высокая стоимость оборудования за счет новизны и малого распространения технологии;
  • возможность работы с металлоизделиями с толщиной стенок не больше 1-1,5 мм.

Автоматизированное оборудование для сваривания и резки труб большого диаметра

Стандартный аппарат для проведения лазерной сварки состоит из таких ключевых элементов как активная среда и генератор накачки.

По типу активной среды аппараты подразделяются на следующие категории:

Каждая из перечисленных модификаций может быть применена при сборке высококачественных бытовых трубопроводов, но не более того, так как стенка магистральных систем чаще всего толще 2 мм.

Сварка поворотных, неповоротных и горизонтальных стыков

Порядок выполнения неповоротного стыка

Сварка труб поворотным способом необходима при сборке большинства крупно- и среднеразмерных трубопроводов.

Сварка выполняется в три слоя:

  • на начальном этапе стык условно делится на четыре отрезка;
  • далее провариваются два первых отрезка, после чего делается поворот на 180 градусов;
  • затем свариваются остальные два отрезка;
  • труба поворачивается на девяносто градусов и варится второй слой;
  • на заключительном этапе труба вновь поворачивается на 180 градусов и окончательно сваривается стык.

Сварка неповоротных стыков также выполняется в три слоя. Неповоротные стыки варятся возвратно-поступательным способом. При этом применяется короткая (не больше 2 мм) дуга.

Сварка горизонтальных стыков выполняется электродами с диаметром 4 мм. Так же как и в предыдущем случае электрод при формировании шва движется возвратно-поступательно. В результате образуется валик, высота которого не превышает 1,5 мм.

Читайте также:  Виды канализационных труб и соединений – краткий обзор

Стык варится в три-четыре слоя. При формировании последних валиков, диаметр используемых электродов увеличивается до 5 мм при токе до 300 А.

Совет: Если речь идет не о сборке нового водопровода, а об устранении течи в старой системе, может пригодиться холодная сварка для труб отопления или подачи воды.
По сути, это разновидность эпоксидного клея с растворенными в нем фрагментами металла.
Устранение течи своими руками можно проводить только на сухих, предварительно зачищенных от краски трубах.

Разумеется, применение холодной сварки в данном случае, это только временная мера, после чего должен быть проведён качественный ремонт поврежденной трубы.

Методы сварки полимерных труб

Технология работы с полимерными трубами в корне отличается от сваривания изделий из металла.

При сборке полимерных трубопроводов применяется два наиболее востребованных метода:

  • Технология стыкового соединения предполагает нагрев и последующее плавление торцов труб до рабочей температуры, и сжатие вплоть до образования герметичного шва.
    Процесс сваривания осуществляется с использованием специального оборудования состоящего из станины, центраторов и нагревательного элемента.

Станок для стыкового соединения

Устройства для стыкового соединения полимерных труб многофункциональны и позволяют одновременно корректировать, а после центровать срез соединяемых торцов перед последующим нагревом. Нагретые до рабочей температуры трубы сдвигаются посредством механизированной системы домкратов.

Применение специальных станков позволяет выполнять сварочные работы, как в стационарных, так и в полевых условиях при заведомо высоком качестве стыка.

  • Технология электромуфтового соединения позволяет обойтись без сложного оборудования, так как нагревательный элемент является частью муфты для сварки труб.

Полимерная муфта с вплавленной спиралью одевается на стык соединяемых труб, после чего на спираль подается напряжение и пластик оплавляется, образуя надёжное и герметичное соединение.

Вывод

Итак, мы рассмотрели особенности сварных соединений, используемых при сборке различных трубопроводов большого диаметра как металлических, так и полимерных. Остались вопросы, на которые не удалось получить ответ? В этом случае больше полезной информации можно найти, посмотрев видео в этой статье.

Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен

Технология сварки трубы ручной дуговой и электрической сваркой

При осуществлении строительных или ремонтных работ нередко требуется сооружение конструкций из труб. Соединить их можно при помощи фитингов, но такой способ подходит не всегда. Сварка труб — самый надежный метод скрепления. Работы проводятся ручным способом или полуавтоматом. Самостоятельный монтаж конструкций такого типа нельзя назвать простым, но при соблюдении технологии его можно осуществить.

Виды трубопроводов и сварка

Сварка трубопроводов проводится с учетом их типа:

  • магистральные;
  • водяные;
  • технологические и промышленные;
  • канализационные;
  • конструкции для подачи газа.

Выделяют следующте виды сварки :

  • механический (за счет трения);
  • термический (плавление с применением плазмы, газа или электро-лучевого метода);
  • термомеханический (магнитоуправляемая дуга, получаемая при стыковом контактном способе ).

Использование определенного типа соединения зависит еще и от материала труб:

МатериалТип сварки
МедьЭлектродуговая , газовая или контактная. Более эффективным является первый метод соединения с использованием вольфрамового неплавящегося электрода и присадочной проволоки. В качестве защитного газа рекомендуется аргон или азот
СтальПрименяются полуавтоматы , а также электрическая и газовая сварка
Оцинкованные трубыМожно использовать любой вид соединения, но обязательным компонентом считается флюс, защищающий изделие от выгорания покрытия
Профильные конструкцииСварка выполняется газовым или дуговым способом. Тут важен опыт сварщика

Выбор оборудования и электродов

Сварку металлических труб и конструкций из ПНД осуществляют разными приспособлениями. Нужно учесть мощность аппарата, диаметр изделий, которые будут соединяться, а также объем выполняемых работ. Электроды имеют неплавящуюся и плавящуюся сердцевину.

От типа внешней оболочки зависит сфера применения изделия:

  1. Целлюлозная (С). Такие элементы требуются при соединении труб крупного сечения для газотранспортных или водопроводных магистралей.
  2. Рутилово-кислотная (RA). Электроды применяются для систем отопления и водопроводов из металла.
  3. Рутиловая (RR). При их использовании можно получить аккуратные сварочные швы. Применяется оно для угловых соединений, при наваривании дополнительных слоев.
  4. Рутилово-целюллозная (RС). Востребованы при исполнении вертикального шва.
  5. Основная (В). Такие приспособления универсальны, так как их можно применять при сварке труб при отрицательных температурах воздуха, а также для соединения тонкостенных труб.

От правильности подбора электродов зависит механическая прочность соединения и срок службы трубопровода.

Дополнительные аксессуары

Так как варить трубы электросваркой нужно правильно, важно не только выбрать аппарат и электродные стержни, но и тщательно подготовиться к работе. Мастер должен надеть защитную одежду, которая полностью скроет тело от попадания раскаленных частиц металла. Вещи изготавливаются из материала, который невозможно прожечь искрами.

Для защиты рук применяются замшевые перчатки. Возможно использование других материалов, которые не прожигаются. Главное защитное приспособление — маска для лица. Она оснащена очками или стеклом, предотвращающим негативное влияние сварки на глаза и зрение.

Основные правила подготовки труб для сварки

По технологии сварки трубопроводов обрабатываемый материал нужно подготовить к работе. Процедура предусматривает такие действия:

  • подбор типа сварки в соответствии с геометрией элементов, а также толщины их стенок;
  • осмотр труб на предмет сколов, трещин или деформаций (под воздействием высокой температуры эти участки могут полностью разрушиться);
  • разделка кромок под углом 90 градусов без каких-либо отклонений;
  • зачистка и обезжиривание кромок труб до появления блестящей поверхности металла (используется жесткая щетка и химические средства).

Если толщина кромки больше 3 мм, ее скашивают, чтобы горячий металл полностью заполнил стык .

Сварка труб электросваркой плавящимися и неплавящимися электродами

Сварку труб ручной дуговой сваркой осуществляют при помощи плавящихся или неплавящихся электродов. Технология предусматривает несколько этапов:

  1. Подготовка материала и самого специалиста.
  2. Процесс соединения. При дуговой сварке важно удерживать дугу. Сначала зажигается электрод и получается дуга, после чего изготавливается шов . Его выбор зависит от материала трубопровода, расположения элементов.
  3. Контроль качества соединения.

Технология монтажа трубопроводов разных видов практически одинакова. Нюансы заключаются в разновидностях швов, умениях сварщика.

Как состыковать трубы

Правильная стыковка элементов — залог долговечности соединения. Самые распространенные способы такие:

  • перпендикулярно друг к другу (в тавр);
  • в угол ,
  • внахлест;
  • встык .

Важным параметром в технике монтажа трубопровода является тип сварного шва. Он бывает горизонтальным, вертикальным, нижним и потолочным. По типу продолжительности он сплошной или прерывистый.

Технология сварочного процесса

Что бы заварить трубы , используются такие способы соединения: электродуговой (ручной, полуавтоматический и с применением флюса) или газовый (с использованием ацетилена).

Газовая сварка

Так как сварить трубы электросваркой получается не всегда, то в таких случаях используется газовая горелка. Такой метод применим в полевых условиях. При этом качество и наполненность швов получается выше. Снижается риск появления внутреннего напряжения в металле, так как он меньше поддается температурному воздействию.

Для осуществления работ требуется газогенератор или ацетилен. Во втором случае температура в рабочей зоне выше. Подавать присадочную проволоку нужно так, чтобы она располагалась на раскаленном металле. Если требуется сварка оцинкованного материала, то тут берется флюс, а концентрация кислорода в газе увеличивается. При этом обрабатывать швы противокоррозионными средствами после работы не обязательно.

Ручная дуговая сварка

При сварке труб ручной дуговой сваркой число проходок зависит от толщины их стенок. Значение имеет и состав электродов. Если диаметр изделий большой, то нанесением следующего слоя сбивается окалина, а соединение проковывается. Во время накладывания первого шва нельзя спешить. После этого металл проверяется на наличие трещин. Если на шве есть неровные участки, они вырубаются. Работа в этих местах проводится заново со смещением (1,5-3 см). Финишный слой выполняется электродами с толсто обмазкой.

Особенности

Если оединение полипропиленовых труб можно быстро выполнить самостоятельно, используя специальное оборудование, то применение сварочного аппарата требует определенных навыков и профильного обучения .

Сварка труб с водой

Сварку стальных труб под давлением осуществлять непросто, но электросварка позволит справиться с работой быстро. Если необходимо устранить свищ вследствие механического повреждения или неправильного монтажа, для его устранения нужно принять такое положение, в котором четко видно все границы отверстия. Чтобы вода не текла по электроду, держать его нужно так, чтобы он находился перпендикулярно обрабатываемой поверхности. Сваривание ведется по направлению сверху-вниз.

На верхний край свища накладывается немного металла, который вбивается молотком после прекращения горения дуги. Таким способом нужно двигаться вниз. После того как пар перестанет просачиваться, осуществляется наращивание толщины стенок. Тут работа выполняется в обратном направлении. Готовый шов можно простучать молотком, что уплотнит металл.

Если нужно заварить цельный стык на горизонтальной трубе, которая находится близко к полу, то в верхней ее части вырезается овальное или прямоугольное отверстие. Однако, такая процедура приемлема, если давление в трубопроводе снижено, а уровень воды сброшен. Внутрь конструкции закладывается тряпка, впитывающая жидкость. Сварочные работы ведутся изнутри через “окно”. При заваривании низа края шва нужно поднять на стенки трубы. Боковые швы формируются с наружной стороны. Отверстие закрывается в последнюю очередь.

Автоматическая сварка

Так как правильно варить трубы ручной сваркой при большом объеме работ трудно, в этом случае используется автоматизация. Сварочная проволока при этом смотана в бухты и постепенно подается в рабочую зону. В автоматическом режиме сюда подаются защитные газы.

Правильное сваривание корня шва

Чтобы правильно сваривать корень шва под просвет , нужно прихватить трубы в нескольких точках. Шаг между ними — 90 градусов. После наваривания первой точки положение заготовок еще можно скорректировать. Для изготовления корня шва лучше зафиксировать изделие в полупотолочном положении.

В нижней части стыка наносится отметка, от которой при осуществлении сварке нужно отступить 1-3 см. Дугу нужно зажигать не на самой трубе, а на внешнем краю. Формирование обратного валика произойдет только в том случае, если дуга будет гореть внутри конструкции. При движении электрода нельзя отклоняться в поперечной плоскости. Оплавляться должны обе кромки. При необходимости в этом месте осуществляется дополнительный проход.

Если наблюдается провисание корневого шва, то электрод движется с недостаточной скоростью или слишком высокий сварочный ток. После формирования корня его нужно зачистить до металлического блеска.

Специфика сварки горизонтальных стыков

Так как ровно сварить две трубы непросто, для выполнения такой работы требуется определенный опыт. Для соединения горизонтальных стыков больше подходит методика накладывания отдельных валиков малого сечения. Первый располагается в вершине шва. При этом используются электроды диаметром 4 мм. На внутренней стороне стыка должен образоваться тонкий валик, высота которого 1-1,5 мм.

После его формирования обработанная поверхность зачищается. Второй валик накладывается в том же направлении, но так, чтобы он перекрывал первый. Для формирования третьего требуется увеличенный сварной ток и электрод диаметром 5 мм. Накладывать его нужно в противоположном направлении.

Сформировать его нужно так, чтобы он на 70% перекрыл ширину второго валика. Последний валик изготавливается в том же направлении, но электрод нужно разместить так, чтобы он попадал в углубление между предыдущим слоем и верхней кромкой.

Специфика сварки поворотных стыков

Если требуется выполнение большого количества швов в нижнем положении, то можно использовать поворотный метод соединения. Для первого шва в тонкостенных изделиях больше подойдет электрод толщиной 2-4 мм. Для остальных двух нужны электроды большего диаметра.

Изначально стык условно делится на 4 части. Первые работы проводятся в первом и втором секторе (сверху). После этого конструкция поворачивается, и проварка стыка осуществляется в остальных двух секторах. Таким же способом формируется второй шов.

Стыковое и угловое соединение

Для стыковой сварки характерна возможность соединения элементов под любым углом. Швы можно делать продольными и поперечными. Второй вид более подходит для трубопроводов, так как допускает соединить их по всей окружности диаметра. Использовать можно одинарный или двойной шов. Второй вариант используется при необходимости увеличения прочности соединения (для больших конструкций).

Этот метод предполагает применение подкладных колец, но в этом случае может уменьшиться диаметр трубопровода. Угловое соединение получается в том случае, когда к основной конструкции нужно подсоединить другой элемент. При этом может выполняться скос кромки или же работа проводится без него.

Ручная сварка при низких температурах

По правилам ГОСТ сварку при низких температурах нужно осуществлять с предварительным прогревом металла. Дело в том, что металл становится более хрупким и на нем могут появляться горячие трещины. Если температура воздуха не ниже -30 градусов, то прогрев стыка осуществляется до 150-200 градусов. Обработка производится на 10-15 см в каждую сторону ото шва.

При более низких температурах заниматься сваркой не рекомендуется. Если же выхода нет, то область прогрева — 20-25 см с обеих сторон ото шва. Соединение листов толщиной 2 см и более осуществляется горкой или каскадом, двусторонней сваркой. Электроды при этом имеют рутиловую оболочку. Сварочный ток увеличивается на 10-15%. В первую очередь формируются те швы, склонные к усадке.

Сварка неповоротного горизонтального стыка

Эта методика считается самой сложной. Если диаметр труб большой, то стык нужно соединять обратноступенчатым способом участками. Их длина 20-25 см. Второй и остальные слои накладываются вкруговую. Работа производится в любом направлении: слева -направо или справа-налево. Последний шов накладывается в противоположном от предыдущих направлении при использовании повышенного сварочного тока.

Сварка неповоротного вертикального стыка

В этом случае наклон электрода по отношению к шовному периметру меняется постоянно.

Технология работы предполагает такие действия:

  1. Сначала формируется корневой валик.
  2. Далее, изготавливаются 3 валика, заполняющие разделку. При наличии толстостенных труб заполнение осуществляется неравномерно, так как нижнее положение немного отстает. Для его выравнивания требуется прокладка дополнительных слоев.
  3. Формирование лицевого слоя. Предусматривает 1 или 2 прохода в зависимости от ширины разделки.

Сила тока определяется величиной зазора между элементами трубы, толщиной металла, толщиной притупления.

Проверка качества

Независимо от того, каким способом будут вариться трубы, после завершения работ обязательно проводится проверка их качества. Инструкция предусматривает первичный осмотр обработанных деталей. Предварительно швы очищаются от шлака. После этого они простукиваются молотком. На качественном шве не должно быть сколов, трещин, пор, просветов .

Дополнительно замеряется толщина шва и оценивается его равномерность. Для этого применяются специальные приборы. Водопровод или газотранспортная система проверяется водой, пущенной по трубам под давлением. В промышленных условиях проверка иногда проводится при помощи рентгеновской просветки .

Правила техники безопасности при работе со сварочным аппаратом

Работа со сварочным аппаратом не является безопасной, поэтому при его использовании необходимо соблюдать правила предосторожности:

  1. Жилы, по которым поступает ток, должны быть надежно изолированы.
  2. Корпус агрегата заземляется.
  3. Рабочая одежда и перчатки должны быть полностью сухими.
  4. На ноги лучше надеть резиновые сапоги или стать на коврик из этого материала.
  5. Маска с очками или щитком защитит лицо от искр, а глаза от повреждения яркими вспышками.

Для того чтобы работа была удачной, нужны не только теоретические знания, но и практические навыки. Практиковаться лучше на небольших изделиях, которые не будут использоваться в серьезных трубопроводах.

Ссылка на основную публикацию