Стыковая сварка труб из металла

Обновлено: 18.05.2024

Виды Сварки

Монтаж различных магистралей не обходится без такого технологического процесса как стыковая сварка стальных труб. Применение резьбовых соединений в большинстве случаев не может обеспечить значительной надежности стыка, да и сама по себе технология более трудоемкая. Применять резьбовые (муфтовые) соединения целесообразно при необходимости обеспечения многократного разъединения стыка.

Какая сварка применяется для соединения стальных труб

Технология сварки стальных труб предполагает применение различных способов сварки:

Газовая (ацетиленовая) сварка.
Электродуговая сварка в обычной среде.
Сварка в среде защитных газов.
Полуавтоматическая и автоматическая сварка.

В бытовых условиях, когда выполняется монтаж систем водопровода, отопления, изготовление других конструкций из труб, применяют два первых типа сварки.

Газовая стыковая сварка

Сварка стальных труб отопления чаще всего выполняется именно этим способом, хотя существует немало умельцев, которые способны выполнять эти операции и электросваркой (особенно с появлением на рынке инверторной аппаратуры).

Технологический процесс сварки разделен на следующие этапы:

Подготовка стыкуемых деталей. Трубы режутся обыкновенной болгаркой, при этом следует следить за тем, что рез был строго перпендикулярным продольной оси заготовки. После этого снимается фаска по кромке трубы (можно выполнять сварку и с прямыми кромками, но при наличии фаски стык будет больше заполнен, а это увеличит надежность соединения). Заготовка должна быть зачищена от следов коррозии, остатков краски, кроме того необходимо ее обезжирить. Эти меры повысят качество стыка.
Следующий этап — выбор сварочной проволоки. Ее состав должен соответствовать материалу трубы. Опытный сварщик без труда определит наиболее подходящую для конкретных заготовок проволоку.
Время сварки стальных труб ацетиленом невысоко, это обусловлено тем, что проварка стыка (заполнение шва) осуществляется в один заход. При этом шов должен быть завершен не встык, а внахлест.
Иногда при сварке невозможно горелкой совершить замкнутый круг по стыку (при монтаже у стен, в углах). В этих случаях может применяться сварка изнутри. На доступной стороне прожигается технологическое отверстие, часть стыка (достать которую невозможно) проваривается изнутри, а завершают сварку обычным способом.

Стоит отметить то, что газовую сварку стоит применять в тех случаях, когда толщина стенки трубы не превышает 4 мм. В противном случае возможен значительный перегрев области шва, а это приведет к снижению его надежности.

Электродуговая сварка труб

Следует сразу сказать о том, что стоимость сварки стальных труб по данной технологии может быть выше, чем при соединении ацетиленом. Но при большом диаметре или толщине стенки заготовки он приносит более качественный результат. Правда работу должен выполнять только высококвалифицированный специалист (если речь идет о стальных отопительных или водопроводных линиях).

Технология имеет следующие особенности:

Подготовка труб аналогична работам с газовой сваркой, но следует в обязательном порядке выполнять разделку кромок (угол зависит от многих факторов, в среднем составляет около 60 градусов).
Электроды должны соответствовать материалу труб, при этом не только состав основной проволоки, но и покрытия. Для заготовок различного диаметра применяют электроды диаметром от 2 до 5 мм, но это во многом зависит от того, какой аппарат для сварки стальных труб применяется. Гораздо проще работать инверторными сварочными агрегатами.
Трубы укладывают и центруют, после чего их соединяют так называемыми прихватками. Их количество зависит от диаметра заготовки, при этом высота прихватки не должна превышать двух третей шва.
Сварка выполняется в несколько проходов, шов заполняется послойно, при этом желательно с каждым слоем увеличивать диаметр применяемого электрода. Для удобства трубу постоянно проворачивают.
При невозможности вращать трубу вдоль оси, сварку начинают с нижней точки, электрод при этом движется вверх.

При соединении заготовок большого диаметра первые слои накладываются по отдельным секторам, только третий (завершающий) проход выполняется с полным поворотом трубы.

Полуавтоматическая сварка

Самым эффективным считается именно такой метод. Конечно, цена сварки стальных труб таким способом, да и еще и в среде защитных газов, будет существенно выше, зато будет гарантировано максимальное качество. По большому счету, работа с полуавтоматом не отличается от обычной электродуговой сварки, главное подобрать правильный состав и диаметр присадочной проволоки.

Для соединения труб со стенкой до 5 мм вполне достаточно 1-1,2 мм:

Подготовка и разделка кромок.
Стыковка и центровка.
Налаживание прихваток.
Послойная сварка.

В качестве защитного газа чаще всего применяется аргон, хотя допускается использование и других смесей. Сварка в такой среде минимизирует влияние химических элементов, входящих в состав атмосферного воздуха.

На сегодняшний день именно различные виды сварки помогают получить наиболее надежное (неразъемное) соединение стальных труб.

Но не стоит браться за самостоятельное выполнение работ, если отсутствует определенная практика, лучше довериться профессионалам.

Типы сварки труб

Для соединения частей трубопроводов используют разные способы, но самым распространенным из них остается сварка. Такой вариант используется как в бытовых условиях, так и в промышленном производстве, позволяя стыковать между собой элементы труб, изготовленные из различных материалов. Благодаря используемым технологиям соединять части трубопроводов можно в любых положениях, что существенно упрощает работу. Среди достоинств такой обработки можно отметить прочность и герметичность полученных соединений. В нашей статье поговорим про различные типы сварки труб.

Этапы и нормативы сварки труб

Работа сварщиков осуществляется в соответствии с требованиями нормативных документов – ГОСТов и СНИПов.

В 1980 г. Госкомитет СССР по стандартам утвердил ГОСТ 16037-80, вступивший в действие в июле 1981 г. и до настоящего времени не утративший силу. Этот стандарт пришел на смену ранее действующему ГОСТу 16037-70. Изменения в документ были внесены единственный раз – в декабре 1990 г.

Требования ГОСТа распространяются на сварные соединения стальных трубопроводов. Руководствоваться его положениями необходимо в следующих случаях:

при выборе типа соединения заготовок;
для определения конструктивных элементов и размеров сварных соединений при работе с трубами и арматурой.

Стандарт обязателен к применению, то есть все сварщики в процессе работы обязаны руководствоваться его требованиями. Исключение составляет обработка заготовок, изготовленных из полосового и листового металла.

Монтаж трубопроводов выполняется чаще всего при помощи ручного типа сварки, при ее выполнении необходимо руководствоваться номами ГОСТ 16037-80.

Стандарт предъявляет требования не только к типам сварки труб (стыковым, нахлесточным и угловым), но и определяет подготовительные действия в зависимости от вида работы.

Выполнение соединения элементов требует проведения подготовки, которая состоит из:

Прежде чем приступать к монтажу заготовок, выполняют обработку кромок и околошовной зоны, обрабатываемая область составляет около 20–30 мм. С нее необходимо удалить механические загрязнения, следы ржавчины и масложировые пятна.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Качество стыков оказывает существенное влияние на безопасность работы готового трубопровода. Неукоснительное следование нормам Госстандарта при проектировании, формировании технологического процесса и непосредственно при обработке является гарантом необходимого уровня качества шовных соединений.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Наилучший эффект достигается при ручной или автоматической обработке трубопроводов. Работа выполняется при помощи плавящегося или неплавящегося электрода (аргонно-дуговая сварка).

Технология сварных работ состоит из трех основных этапов, как то:

Предварительная обработка заготовок включает в себя тщательную очистку детали от следов ржавчины, краски и грязи. Перед ручной дуговой сваркой необходима обработка стыков и рядом расположенной зоны. Для этого лучше всего воспользоваться металлической щеткой или наждачной бумагой. В противном случае велика вероятность появления необработанных участков в самом шве.

Обработку элементов водопровода, газопровода и прочих инженерных коммуникаций выполняют практически аналогично. Необходимо действовать последовательно, исходить из типов швов в разных положениях, поскольку умение их формировать влияет на качество готового изделия.

Применение того или иного типа сварки труб зависит от материала их изготовления, а также от последующего использования. Но практически во всех случаях работа выполняется при помощи переменного электрического тока. Такой выбор обусловлен экономической целесообразностью, поскольку при применении иных видов электроэнергии финансовые затраты возрастают. Сварные соединения представляют собой некоторое количество элементов, соединенных друг с другом сварными швами.

В основном пользуются следующими типами соединений:

стыковыми;
угловыми;
внахлест.

Если толщина стенок соединяемых заготовок превышает 3 мм, их кромки требуется разделать. Угол раскрытия стыка должен быть в пределах 60°–70°. Фаски с торцов детали должны быть удалены. Для этого может использоваться механический либо иной способ.

Стыковой тип сварки труб является наиболее распространенным, так как во время обработки стыки практически не деформируются. Помимо этого, такие соединения отличаются самым незначительным внутренним напряжением. Для них характерна высокая прочность и при статических, и при динамических нагрузках. Готовые сечения бывают:

одинарными (для труб диаметром менее 500 мм);
двойными (для труб диаметром более 600 мм).

Угловой тип сварки труб – разновидность стыкового соединения. Его используют обычно при соединении труб с другими элементами или между собой под определенным углом. Сварные работы выполняются:

Этот тип обработки отличается меньшей прочностью по сравнению со стыковым, однако данная характеристика соединения достаточно высока.

Еще один тип сварки труб – внахлест – не применяется при приварке заготовок из металла из-за невысокой надежности соединения. Он подходит для работы с отдельными элементами или пластиковыми трубами.

Технология сварки толстостенных труб.

При толщине заготовки более 20 мм используют технологию работы с толстостенными трубами, которая предполагает обработку слоев большой толщины. Благодаря таком типу сварки труб, прочность шва увеличивается на 10–15 %. В обработке чаще всего задействовано два мастера. Первый занят формированием обычного шва, а второй — толстого слоя.

Этот тип работ выполняется следующим образом:

Обработку начинают выполнять в потолочном положении, постепенно увеличивая толщину шва (шовное соединение при работе с толстостенными заготовками должно быть как можно более ровным).
Затем обработка проводится в полувертикальном положении.
При помощи электрода создается горизонтальная площадка.
Далее работы проводятся в нижнем положении, благодаря чему можно пользоваться электродами, толщина которых достигает 5 мм.

Сварка труб на просвет.

Далеко не каждый мастер знает о правильном выполнении такого типа сварки труб, не говоря уже о молодых социалистах – выпускниках профессиональных училищ.

Первоочередное значение при этом типе обработки имеет прихват трубы, который не позволит допустить деформацию корня. Количество точек прихвата зависит от размера заготовки. Прихват должен быть выполнен так, чтобы в месте стыка детали не сходились.

Затем необходима зачистка стыков. При обнаружении в процессе сварки на просвет дефектов, к примеру, трещин, их требуется удалить. По окончании зачистки начинают заполнять шов. Этот этап считается наиболее простым, тем не менее, в ряде случаев для заполнения стыка может потребоваться около 30 % корня.

В процессе работы рекомендуют оставить углубление около 1,5 мм для последующей облицовки. В таком случае облицовочный материал заполнит углубление, сформировав эстетичный шов. При этом типе сварки труб существенное значение имеют два момента – заполнение шва под определенным рабочим углом и использование короткой дуги.

Сварка труб из различных материалов

На выбор типа сварки медных труб влияет вид их последующего использования, герметичность соединения и др. Работы выполняются электродуговым, контактным или газовым методом.

Эффективнее всего выполнять обработку при помощи электродугового способа, в процессе которой применяется неплавящийся вольфрамовый электрод и присадочная проволока с раскислителями в составе.

Такой тип сварных работ предполагает обработку с использованием защитного газа азота, поскольку таким образом процесс удешевляется.

Работа с тонкостенными медными трубами требует применения аргона.

Оцинкованные трубы требуют применения особого типа обработки, не разрушающего цинкового покрытия. Место соединения обрабатывается флюсом, предохраняющим его от выгорания покрытия. Под воздействием тепла цинк под слоем флюса приобретает вязко-жидкую консистенцию, после чего плавится, однако не выгорает и не испаряется. Таким образом обеспечивается коррозионная защита.

Работа с оцинкованными заготовками требует хорошей вентиляции, иначе возможно как получить заболевание легочной системы, так и задохнуться.

Профильные трубы обычно соединяют встык. Для этого используется дуговой или газовый тип обработки. Первый способ позволяет получить наиболее качественный шов, к тому же он проще в применении. Тем не менее, для обработки профильных заготовок сварщику требуется хотя бы минимальный опыт.

Существенное значение имеет правильный выбор электрода, влияющего на мощность дуги (более толстый электрод дает более мощную дугу). Однако слишком толстый элемент в состоянии прожечь заготовку, а излишне тонкий чреват непрочным соединением. Толщина профильных труб варьируется от 1,5 до 5 мм, поэтому для работы с ними подходят «двойка» и «тройка».

Также важна скорость, с которой электрод будет перемещаться по детали. Если двигать его слишком медленно, то можно прожечь заготовку, слишком быстро – готовый шов будет иметь низкое качество. Оптимальная скорость движения выбирается опытным путем.

Для соединения газовых труб требуется значительный опыт и высокий профессионализм, поскольку для этого типа обработки необходимы быстрота и качество работы.

Прежде чем приступить к сварке, необходимо удалить с кромок заготовок загрязнения. Для деталей толщиной более 4 мм нужно выполнить скос кромок, чтобы облегчить прогревание металла в рабочей зоне.

Используется два типа сварки газовых труб:

Соединение слева направо. Оно выполняется при толщине заготовки свыше 5 мм. Дугу направляют на уже обработанную зону, перемещая присадку вместе с горелкой. В таком случае снижается расход газа и увеличивается производительность на 25 %.
Соединение справа налево. В таком случае горелка перемещается по необработанным зонам, присадочная проволока подается впереди нее. Этот тип сварки наиболее эффективен при работе с тонкостенными газовыми трубами.

Сварка трубопроводов.

В процессе монтажа и изготовления технологических линий используют электродуговую сварку трубопроводов с применением постоянного или переменного тока.

Экономичнее и, соответственно, выгоднее является обработка с использованием переменного тока, поскольку расход электроэнергии в таком случае меньше. Кроме того, оборудование для выполнения этого типа сварки труб более доступно.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Правильная сварка труб

Правильная сварка труб – это настоящее искусство, которое позволяет создать долговечный водопровод. Зачастую в домашнем хозяйстве применяются недорогие и легкие пластиковые трубы или удобные в монтаже профиля. Однако эти варианты не всегда целесообразны.

Чтобы водопровод служил долго, важно правильно организовать весь процесс работы: начиная от выбора электрода и заканчивая технологией сварки.

Виды водопроводов и правильная сварка труб

Для перемещения различных материалов и жидкостей используются разнообразные трубопроводы. В зависимости от предназначения они могут быть:

технологическими;
магистральными;
промышленными;
трубопроводами газоснабжения;
водяными;
канализационными.

Трубопроводы изготавливают из керамики, пластика, бетона и металлов.

Правильная сварка труб осуществляется одним из следующих способов:

Механическим, при котором результат достигается за счет трения.
Термическим, в процессе которого материалы плавятся (газовая, плазменная, электродуговая сварка).
Термомеханическим, который выполняется стыковым контактным способом с помощью магнитоуправляемой дуги.

Типы сварки можно классифицировать по различным основаниям. Прежде чем приступить к обработке труб, следует выбрать наиболее подходящий способ. Теоретически любой из них подойдет для работы с трубами разного диаметра. Сваривать трубопроводы можно за счет давления (газопрессовая, холодная, ультразвуковая и контактная сварка) или плавления (электродуговая и газовая). Чаще всего для правильной сварки стыков труб используют ручной или механизированный электродуговой метод.

Как подобрать электроды для правильной сварки труб

До того, как приступить к сварке труб отопления или любых других, необходимо запастись электродами. Их качество напрямую влияет на надежность полученного соединения, герметичность конструкции, а также на сам процесс сварки.

Электроды представляют собой тонкий стальной стержень со специальным покрытием, обеспечивающий устойчивую дугу во время работы и формирующий сварной шов, который предотвращает окисление металла.

Электроды квалифицируются по типу сердцевины и внешнего покрытия.

В зависимости от типа сердцевины электроды делятся на:

расходники с неплавящейся серединкой из графита, электротехнического угля или вольфрама;
с плавящейся серединкой – проволокой, толщина которой варьируется в зависимости от типа выполняемых работ.

По типу внешнего покрытия электроды делятся на следующие группы:

С целлюлозным покрытием (марка С). Предназначены для правильной сварки труб большого диаметра, с их помощью монтируют газо- и водомагистрали.
С рутилово-кислотным покрытием (RA). Используются для работы с металлическими трубами отопления или водоотведения. Получаемый сварочный шов покрыт небольшим слоем шлака, удаляемым при постукивании.
С рутиловым покрытием (RR). Позволяют получать аккуратные сварочные швы со шлаком, легко удаляемым с поверхности. Эти электроды применяют для угловых стыков, а также при наваривании второго или третьего слоев металла.
С рутилово-целлюлозным покрытием (RC). Могут использоваться для правильной сварки труб в любых плоскостях, например, при создании длинного вертикального шва.
С основным покрытием (B). Это универсальные расходники, подходящие для работы с толстостенными трубами, деталями, предназначенными для использования при минусовых температурах. Позволяют получить качественный пластичный шов, не подверженный растрескиванию или деформации.

До начала сварочных работ стоит получить консультацию специалистов-сварщиков относительно предпочитаемых ими марок электродов. При этом рекомендаций может быть достаточно много, а различаться расходники могут в зависимости от магазина или города.

Между стоимостью и качеством расходников существует прямая связь. С дешевыми электродами затруднительно выполнить правильную сварку труб и получить качественный сварной шов. Следовательно, на этих расходных материалах экономить не нужно.

Способы правильной сварки труб

Существуют различные методы правильной сварки полипропиленовых труб и изделий из других материалов электродуговым способом:

встык – при этом элементы трубопровода располагаются друг напротив друга;
в тавр – в этом случае отрезки трубы располагаются перпендикулярно друг другу (в форме буквы «Т»);
внахлест – такой способ подразумевает развальцовку одной из труб, позволяющую надеть ее на другую;
угловым способом, при котором элементы располагают под углом 45° или 90° относительно друг друга.

В процессе правильной сварки труб получают следующие разновидности швов:

горизонтальные (при вертикальном расположении элементов трубопровода);
вертикальные (если трубы расположены вертикально);
потолочные (с размещением электрода над головой сварщика, в нижней части заготовки);
нижние (для этого приходится наклоняться).

При необходимости соединения стальных труб используется стыковой метод. Кроме того, место стыка должно быть обязательно проварено по толщине стенки заготовки. Лучше всего для этого подойдет нижний поворотный шов.

Для получения качественного сварного соединения в процессе работ следует придерживаться следующих рекомендаций:

Электрод во время сварных работ должен располагаться под углом в 45° или немного меньше. Это позволит уменьшить количество расплавленного металла, попадающего внутрь свариваемого элемента трубопровода.
Для сварки в тавр или встык потребуются 2-3-миллиметровые электроды. Качественное сварное соединение получится при силе тока, варьирующейся от 80 до 110 ампер.
Чтобы получить надежное соединение внахлест, потребуется повысить силу тока до 120 ампер, расходные материалы (электроды) подойдут также 2-3-миллиметровые.
Сварочный шов должен на 3 мм возвышаться под поверхностью свариваемой заготовки, после этого можно говорить о завершении работы.

Правильная сварка профильных труб выполняется точечно, то есть сначала сваривают две точки, расположенные на противоположных сторонах профиля, затем – две другие точки, продолжая работу до прогрева всей трубы целиком. Далее формируют сварочный шов по всему периметру заготовки.

Предварительные работы для правильной сварки труб

До того, как приступить к правильной сварке пластиковых и металлических труб круглого сечения, необходимо предварительно обработать стыки и уточнить ряд нюансов. В первую очередь, диагностируют соответствие трубы определенным техническим характеристикам, которые предъявляются к монтируемой системе, в частности, к водопроводу.

Необходимо:

соблюдать геометрические размеры;
иметь сертификат качества, особенно если предстоит монтаж трубопровода для подачи питьевой воды;
чтобы труба была идеально круглой формы, так как дефекты, приплюснутое или овальное сечение заготовки не допустимы;
контролировать толщину стенок на всей протяженности трубы – она должна быть одинаковой;
химического состава детали должен соответствовать требованиям ГОСТа – эта информация содержится в технической документации или выясняется в процессе лабораторных исследований.

После этого можно начинать подготовку труб к стыковке и сварке.

В процессе подготовки необходимо выполнить следующие действия:

проверить ровность среза на торце трубы, он должен составлять 90°;
тщательно очистить свариваемый торец заготовки и 10-миллиметровую область вокруг него, пока не появится металлический блеск;
удалить остатки масел, ржавчины, лакокрасочного покрытия с поверхности трубы, обезжирить торцы элемента.

Кроме того, следует проследить за тем, чтобы торец имел правильную конфигурацию. Угол раскрытия кромки должен быть равным 65°, показатель притупления – 2 мм. Получить нужные параметры можно за счет дополнительной обработки.

Для этого используют фаскосниматели, торцеватели или шлифовальную машинку. Профессионалы, которые умеют правильно варить трубы большого диаметра, отдают предпочтением фрезерным станкам или газовым и плазменным резакам.

Правильная сварка труб: пошаговый алгоритм

При электросварке прочное соединение заготовок осуществляется за счет термического процесса. При этом качество шва будет выше, чем при газовой сварке.

Если трубы располагаются в доступном месте и их можно вращать, то необходимо соединить два элемента трубопровода встык одной или тремя точками электросварки, после чего продолжить сваривать заготовки:

безотрывно (если есть возможность вращения деталей);
с отрывом, начиная снизу, если труба расположена неудобно и нет возможности ее вращать.

Сварочные работы выполняются в два подхода. Первоначально делается первый шов («корень»), закрывающий 2-3 мм стыка заготовок, после чего удаляются появившиеся наплывы и окалины. Затем формируется второй шов, который также зачищается.

Алгоритм правильной сварки труб выглядит следующим образом:

Прежде чем приступить непосредственно к работе, необходимо занять устойчивое положение, позаботиться о хорошем освещении пространства.
Зажечь дугу, при необходимости увеличив силу тока.
Поместить электрод в начало сварочного шва, сформировать сварочную ванну, удерживая постоянно зазор дуги.
Достаточно большая сила тока приведет к тому, что частицы расправленного металла будут следовать за теплом.

Движения должны быть выверенными и осторожными, так как слишком большая сила тока приведет к тому, что металл слишком сильно расплавится, начнет пузыриться и не получится сформировать сварочный шов.

Качеству сварки следует уделять внимание в процессе обработки заготовок, следя за равномерностью заполнения сварочной ванны.

Со временем можно научиться выполнять правильную сварку труб и формировать качественные швы, однако проще будет тем, кто раньше наблюдал за работами со стороны или был помощником сварщика.

Техника безопасности при сварке труб

В процессе электротехнических работ, в том числе при сварке труб, необходимо обязательно соблюдать требования техники безопасности. Их нарушение грозит различными травмами, например, термическим ожогом кожи или сетчатки глаз из-за вспышки дуги, ударом электрическим током и т. д.

Чтобы избежать неприятностей, стоит до начала работы обратить внимание на следующее:

электрические провода и детали сварочного аппарата должны быть изолированными;
корпус сварочного оборудования и дополнительные приборы должны быть заземлены;
надевать можно только абсолютно сухую спецодежду и рукавицы;
для дополнительной изоляции необходимо использовать галоши или резиновый коврик (для небольшого помещения);
обязательно обезопасить глаза и лицо, надев защитный щиток.

Следуя изложенной в статье информации, можно самостоятельно научиться правильной сварке труб на электрическом оборудовании. Однако добиться успеха без практических навыков невозможно. Используя наши рекомендации, можно начинать практиковаться в сварочных работах и со временем получить достойные результаты сварки металлических трубопроводов.

Стыковая сварка

Стыковая сварка – узкоспециализированная технология металлообработки, применяемая для получения монолитных конструкций, где сварной шов практически невиден. Благодаря пластичной деформации под давлением и высокой температурой не происходит расплавления металла, что очень важно в данном процессе.

Для стыковой сварки используется автоматизированное оборудование, но работу можно осуществлять и с помощью ручных аппаратов. Главное – разбираться в технологии, методах и способах стыковой сварки, о которых мы и рассказываем в нашем материале.

Сферы применения стыковой сварки

Стыковая сварка является высокотехнологичным способом соединения деталей. В основном, это автоматизированный процесс. Примерно в 10 % случаев применения контактной сварки используется метод стыковой сварки оплавлением, который, согласно ГОСТ 2601, считается электротермодеформационным процессом. Однако при работе таким способом сварки детали можно соединить при помощи глубокой пластической деформации, не расплавляя металл, в отличие от точечного и шовного методов контактной сварки.

Этому методу сварки уже более 100 лет. Индивидуальный случай такого способа соединения деталей – стыковая конденсаторная сварка.

Стыковой метод сварки применяется во многих сферах. Это обусловлено целым рядом преимуществ этого способа соединения элементов. В общем, технология много где используется, например:

В строительстве. С помощью такого метода сварки создают монолитные конструкции, выдерживающие большие нагрузки. К примеру, стыковая сварка позволяет получить балки с поперечным сечением из двутавра, швеллера или иных элементов сортамента. Таким же образом сваривают и арматуру.
В металлургии. В этой сфере сварка используется для соединения проволочного и листового прокатов.
В железнодорожной промышленности. Стыковая сварка позволяет изготавливать рельсы без стыков для обеспечения высокой скорости перемещения транспорта. Ключевое достоинство данного метода заключается в том, что на соединение отдельных секций уходит относительно немного времени.
В производстве автомобилей. В этой сфере стыковая сварка используется потому, что благодаря ей можно изготавливать корпусные изделия любых форм.
В производстве и прокладке труб. С помощью сварки соединяют стальные и пластиковые трубы. Но для этого необходим специальный инструмент, позволяющий добиться максимальной ровности и качества шва.

Еще стыковая сварка используется в ходе создания режущей части из легированной стали. Применение этого метода позволяет избежать образования заусенцев на режущей кромке детали. Также стыковая сварка обеспечивает качество и надежность получаемого в итоге инструмента, который выдерживает даже внушительные нагрузки.

Еще эта технология применяется в производстве трубопроводов для газа и нефтепродуктов. Наибольший диаметр труб, с которыми работают при использовании стыковой сварки, достигает 1 420 мм. А занимает сам процесс 5 минут или меньше.

Преимущества и недостатки стыковой сварки

Сначала рассмотрим достоинства этого метода. Итак, при стыковой сварке:

меньше используется электродный металл;
легко контролировать процесс сварки, на выходе – надежные и качественные элементы;
сама техника сварки проще той, что используется при сварке угловым швом;
полученные при стыковой сварке детали отличаются плоской поверхностью;
возможно соединение деталей разной толщины;
даже детали из металла большой толщины можно приварить односторонним швом.

Говоря о недостатках, стоит упомянуть, что:

в сравнении с нахлесточным методом сварки, стыковая не обеспечивает дополнительной жесткости;
после сварки на полученном элементе может значительно деформироваться поверхность, что часто происходит при работе с тонким металлом.

Технология стыковой сварки

Суть технологии контактной стыковой сварки заключается в нагреве поверхностей из металла до температуры плавления. Это происходит потому, что от одного элемента к другому проходит мощный электрический ток, и за счет этого образуется тепло.

А сами элементы прижимаются друг к другу, и их нагретые металлические поверхности сплавляются. В результате создается ядро сварной точки, имеющее форму чечевицы. Диаметр ядра – от 4 до 12 мм.

Существуют некоторые особенности точечной контактной сварки с помощью инвертора:

Процесс сваривания длится не более двух секунд.
Используется ток высокой мощности – более 1 000 А.
Напряжение низкое: не более 10 В, чаще всего – 2-3 В.
В месте сжатия соединения образуется значительное усилие – от 20 до 200 кг.
Зона расплавления поверхностей остается небольшой.

Элементы, выполненные из низкоуглеродистой стали, можно сваривать и без расплавления ядра. Впрочем, полученное изделие получается ненадежным, и такой способ сварки используется достаточно редко.

Общая классификация определяет технологию стыковой сварки в класс термомеханических процессов.

Процесс сварки делится на несколько стадий:

Сначала элементы размещают нужным образом, устанавливают между электродами и крепко прижимают друг к другу.
Затем элементы нагревают электрическим током, в результате чего они становятся пластичными. Их поверхности несколько деформируются, и благодаря этому их можно плотно соединить друг с другом, что и происходит.

Для успешного и правильного выполнения стыковой сварки необходимо соблюдать следующие требования:

Торцы металлической поверхности должны быть подготовлены к сварке: детали необходимо очистить, удалив окисления и загрязнения, что особенно актуально, когда сварочная поверхность составляет 200 мм2. Затем поверхности элементов необходимо максимально ровно совместить друг с другом.
Свариваемые элементы закрепляются в сварочной машине, настраивается их соосность.
Пропускается высокочастотный электрический ток, плавящий поверхности деталей.
Соединяемые элементы сжимаются, в результате чего происходит их атомное соединение.
В месте сварки образуется кристаллическая решетка.
Контактная стыковая сварка позволяет соединять в один элемент детали разного предназначения, формы и толщины. А итоговое изделие получается качественным и надежным.

Методы стыковой сварки

Стыковая сварка может осуществляться разными методами. Перечислим основные.

Сварка сопротивлением

Часто применяющийся метод сварки. Отличается множеством особенностей.

Элементы при сварке прижимаются к электродам специальными трубками. Благодаря этому ток через детали проходит очень быстро.
Также в процессе такой сварки используются губки, что позволяет исключить скольжение элементов между электродами. После фиксации деталей на электроды подается напряжение.
Затем туда подают ток, нагревающий металлическую поверхность деталей в месте сваривания.
В конце применяется осадка, при которой происходит местная деформация деталей для их соединения. Также для достижения наибольшего нагрева поверхностей элементов подается сильный ток.

Электрическое сопротивление позволяет работать с элементами небольшого сечения. Максимальная толщина элементов, которые позволяют сваривать электроды, равна 40 мм. В результате соединение получается прочным и качественным.

Оплавлением

Этот метод также применяется довольно часто. Поверхности деталей нагреваются при помощи специального оборудования. В результате детали соединяются надежным и прочным швом. Рассмотрим основные особенности данного метода контактной сварки.

В процессе сварки заготовки подводятся на небольшой скорости, за счет чего они крепко фиксируются в положении рядом друг с другом.
Напряжение не меняется в течение всего процесса.
Благодаря равномерному движению деталей можно избежать даже самых мелких неровностей, от чего шов становится максимально крепким.
Плавка металла дает возможность увеличить площадь контактной поверхности соединяемых заготовок, что также делает шов более крепким и прочным.

Самая главная отличительная особенность сварки оплавлением заключается в том, что данный метод не требует подготовки поверхностей используемых элементов.

Оборудование и расходные материалы для стыковой сварки

При сварке используется определенное оборудование. Специальные приборы и машины дают возможность максимально автоматизировать и ускорить процесс сварки. Иногда нужно всего лишь зафиксировать детали и нажать на кнопку – встроенная программа сама проконтролирует процесс сварки.

Среди преимуществ сварочных аппаратов можно выделить:

высокую производительность;
автоматизацию процесса;
отсутствие ошибок.

На рынке таких машин можно найти аппараты от разных производителей. Выбирая устройство, обратите внимание на модели от популярных и хорошо зарекомендовавших себя изготовителей.

Впрочем, стыковую сварку можно выполнить и вручную. Необходимо тщательно продумать, какую проволоку использовать. Она понадобится для фиксации соединяемых элементов. Для того чтобы определить, какая именно проволока лучше всего подойдет в конкретной ситуации, специалист должен различать разные ее типы.

Рассмотрим самые распространенные.

Медная. Ее используют, когда речь заходит о сцеплении низкоуглеродистых сталей. Отличается невысокой стоимостью.
Алюминиевая. Применяется для соединения силуминов или дуралюминов. Преимущества проволоки – улучшенная прочность.
Стальная. Выполняется из нержавейки и обеспечивает надежное сцепление стальных изделий, легированных хромом или никелем.

Купить проволоку можно в любом магазине, специализирующемся на продаже сварочного оборудования.

Способы стыковой сварки

Перед началом сварочного процесса необходимо осуществить технологическую подготовку, когда поверхности деталей высушиваются и очищаются от загрязнений и ржавчины.

Элементы, которые подлежат сварке, размещают на ровной поверхности с зазором в 2-3 мм. Затем необходимо зажечь электрод, что можно сделать, ударив или «чиркнув», как спичкой. Затем выполняются два шва, называющихся прихватками. Это делается для того, чтобы избежать деформации соединения.

Электрод можно вести по направлению направо, налево, от себя или на себя. Направление движения определяется на основе толщины металла и рекомендованного положения. Однако угол всегда соблюдается фиксированный – 45°.

После того как шов наложен, поверхность очищается. Чтобы не прожечь детали в местах, которые не используются для соединения, применяются прокладки. Также они позволяют варить с большим током, чтобы не проваривать шов с другой стороны.

Сварка в нижнем положении

Поверхности элементов зачищаются, выполняется разделка кромок (если используется толстый металл), сами детали располагаются с зазором в 1–3 мм. Начинается процесс сварки, прокладываются прихватки (потом они зачищаются). Потом соединение варится с другой стороны швов-прихваток.

Валик не должен быть толще 9 мм и выше 1,5 мм. Соединение сваривается слева направо круговыми движениями против часовой стрелки. С обратной стороны – то же самое, только еще можно увеличить силу тока. После завершения сварки поверхность очищается.

Во время сварки электродом необходимо совершить 2-3 движения.

Чтобы сварочная дуга горела стабильно, по мере плавления электрода его опускают вниз.
Электрод двигают с плавной скоростью, под углом от 15° до 30°. В другой же плоскости электрод держат под углом 90° или перпендикулярно соединяемой поверхности.
В случае необходимости получения сварного шва увеличенной ширины применяют различные колебательные движения.

Сварка в вертикальном положении

Процесс такой сварки имеет несколько особенностей:

Сварочный ток выставляется относительно низкий (ниже, чем при сварке в нижнем положении на 10–15 %). Для этого снижается тепловая мощность дуги.
Сварка, как правило, ведется снизу вверх с отрывом дуги, чтобы жидкий металл не вытекал из сварочной ванны.
В одной плоскости электрод держат под прямым углом к поверхности соединения, в другой – под небольшим наклоном.
Сварку можно также осуществлять движением снизу вверх или сверху вниз, не обрывая сварочной дуги. Для этого необходимы определенные электроды со специальным покрытием.
Если сварка осуществляется с разделкой кромок, то такой тип соединения производят в несколько подходов. После каждого шов зачищается.

У малоопытных сварщиков электрод при зажигании дуги часто залипает, особенно, когда ток выставлен низкий. Чтобы выйти из этой ситуации, можно расположить рядом с соединяемыми элементами пластину, разогреть на ней кончик электрода и тем самым разжечь дугу. Коснувшись такой дугой места соединения, можно вновь зажечь дугу без залипания. Также это позволит качественно проварить все участки соединения даже в самом начале сварки.

В конце необходимо проконтролировать качество, проверив соединение на предмет дефектов, а также зачистить поверхность соединенных элементов, удалив с нее шлак, копоть и прочие загрязнения.

Итак, стыковая сварка является эффективным способом соединения элементов из самых разных металлов. Ее могут осуществлять не только квалифицированные специалисты, что явно является преимуществом и позволяет предприятию сэкономить ресурсы. Впрочем, несмотря на производительность и скорость такой сварки, после завершения процесса стоит все равно проверить полученное соединение на прочность и надежность, даже если использовался автоматизированный аппарат.

Читайте также: