Движение электрода при сварке труб

Обновлено: 04.05.2024

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

Подготовка труб к ручной дуговой сварке

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

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

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

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

Необходимое оборудование, материалы и средства защиты

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

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

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

Методы ручной дуговой сварки труб

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

Сварка с поворотом стыка

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

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

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

Сварка без поворота стыка

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

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

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

Как происходит процесс сварки

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

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

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

Техники горизонтальной сварки, обучаемся по порядку каждой

Для получения надежного горизонтального (и любого другого) шва электрод перемещают сразу в трех плоскостях: поступательно по направлению его оси, прямолинейно вдоль сварного валика и колебательно поперек шва. Вначале это кажется невозможным, но регулярные попытки и упорство принесут вскоре желаемый результат.

Понадобится

ручной сварочный аппарат;
свариваемый металл;
электроды соответствующего диаметра;
молоток для отбивки шлака;
сварочную экипировку (маску, рукавицы и пр.).

Процесс сварки

Колебательные движения поперек оси сварного шва обеспечивают нужную ширину, надежную проварку корня шва и кромок, замедление охлаждения ванны жидкого металла и удаление шлака из зоны горения. Учитывая толщину металла и диаметр электрода, выбираем силу сварочного тока 91 А.

Полумесяцем вперед

При этом движении конец электрода перемещается по дуге окружности выпуклостью, направленной вперед. С его помощью стыкуются швы со скошенными кромками внизу и угловые швы, катет которых не более 6 мм.

Если эти движения выполнены правильно, то весь шлак оказывается наверху валика и для его удаления даже не нужен молоток. Шов получается нужной ширины и постоянным по длине.

Спираль

Здесь конец электрода совершает круги или овалы, очерчивая края сварочной ванны. При этом происходит равномерный прогрев по ширине шва. Часто применяется при сварке в плоскости нижнего горизонта.
Это движение относят к простым и доступным для исполнения. Оно обеспечивает постоянный и легкий контроль за расплавленным металлом. При его правильном исполнении шлак также образуется сверху шва и легко удаляется по всей длине сразу.

Ниточный шов

Когда конец электрода не совершает колебаний поперек шва, а движется прямолинейно в продольном, относительно валика направлении, то образуется узкий или ниточный шов шириной 1,2±0,4 диаметра электрода. Их применяют при сварке тонкого металла и при наложении первого слоя в многослойном шве. Этот вид – самый простой в исполнении.

Зигзаг

Чтобы создать сварной шов заданной ширины, конец электрода двигают по зигзагообразной линии симметрично оси валика. Но в процессе нельзя забывать о длине дуги, чтобы получилась ровная дорожка без шлаковых включений.
Этот способ применяется при сварке металла толщиной до 6 мм. Наиболее качественные швы получаются при сварке встык и нижнем положении. Также он позволяет надежно сваривать стыки без скоса кромок.

Обратный полумесяц

При этом способе левый и правый край сварного шва прогревается лучше, т. к. концом электрода совершаются дуги, выпуклостью направленные назад. Его применяют, когда используются толсто-покрытые электроды, чтобы лучше расплавлялся металл и шлак.
Этот способ движения электрода применяют при сварке в нижнем положении и когда свариваются вертикальные и потолочные швы, у которых выпуклая наружная поверхность.

Смотрите видео

Движение электрода при сварке: способы ведения электрода, выбор оптимального угла наклона электрода

Чтобы получить сварочный шов высокого качества, рекомендуется проводить работу короткой дугой.

Если подносить электрод под углом 90 градусов к месту соединения, тогда, расплавляясь, он хорошо растекается и равномерно заполняет всю сварочную ванну.

Необходимо соблюдать оптимальный угол наклона электрода. Если варить с очень острым углом, то не удастся прогреть основной металл. В этом случае шов получится малой ширины, но высокий. Края будут непроваренными, что снизит прочность полученной конструкции.

Чтобы достичь высокой прочности соединения, необходимо проводить всю сварку с одной скоростью и поддерживать одинаковый угол наклона. Тогда присадочный материал равномерно заполнит все необходимые пустоты, что обеспечит высокое качество шва.

Однако бывают случаи, когда изменение наклона необходимо. Примером может быть сварка труб.

В процессе сварки не нужно сильно напрягаться, не стоит сильно сжимать ручку держателя, движения должны быть свободными.

В финале работы для предотвращения образования кратера нужно приподнять конец электрода.

Способы ведения электрода

По ломаной зигзагообразной линии. Таким способом можно соединять заготовки без наличия скоса кромок. Используется при сварке изделий, толщина которых не превышает 6 мм. Высококачественные швы выходят, если проводить работу встык и в нижнем положении.
Круговые или эллипсоидные движения. Данный способ используется для соединения конструкций из легированных сталей, при этом шов должен находиться в вертикальном положении. Такой метод гарантирует хороший прогрев свариваемых деталей.
Движения треугольником. Чаще всего используется при соединении труб с неповоротным стыком. Свариваемые детали должны быть толщиной более 6 мм. Данный метод позволяет тщательно проварить корень шва и гарантирует необходимый прогрев средней части шва.

Угол наклона электрода

Работу можно проводить, держа электрод под разными углами. На подбор угла наклона оказывает воздействие множество факторов: толщина соединяемых деталей, вид металл, положение конструкции в пространстве. Выделяют три основных метода ведения электрода.

Углом вперёд

При данном методе электрод располагается под углом от 30 до 60 градусов. Удаётся прикрыть сварочную ванну от попадания вредных газов, но при этом образуется значительное количество шлака. Если он попадает впереди шва, то его можно вытеснить расплавленным металлом.

Наклон уменьшают в случае, если формируется большое скопление шлака впереди сварочной ванны. В редких случаях можно доводить до перпендикулярного положения. К этому прибегают при чрезмерном скоплении шлака. В противном случае, он не успеет застыть и заполнит всю ванну, погасив при этом сварочную дугу.

Применяется данный способ, если необходимо обеспечить разогрев небольшой глубины основного материала для образования вертикального шва на швеллере, для проварки корневого шва толстых металлических заготовок.

Углом назад

Главным отличием от предыдущего метода является то, что электрод наклоняется в другую сторону. При таком способе шлак сразу выталкивается из сварочной ванны назад. Он должен следовать за электродом, накрывая собой расплавленный металл, чтобы тот равномерно остывал.

Данный метод используется для провара корневого шва толстых металлических изделий при сваривании угловых соединений труб.

Под прямым углом (90 градусов)

Сваривать соединения таким способом очень трудно, процесс требует определённых навыков от сварщика.

Применяется данный метод для работы в труднодоступных местах, где нет возможности установить другой угол наклона. При таком способе удаётся достичь средней глубины провара металла.

Какой бы угол наклона ни был выбран, необходимо соблюдать баланс положения шлака в сварочной ванне. Он не должен сильно отставать от электрода, но и не должен скапливаться впереди в большом количестве.

Расстояние между электродом и свариваемой деталью

Важным параметром является то, на каком расстоянии находится электрод, так как это отразится на качестве полученного шва, его размерах и форме, а также шероховатости.

Электрическая дуга может быть:

очень короткая;
короткая;
средняя;
длинная.

Идеальная длина сварочной дуги 2-3 мм.

Работать электродом на очень малом расстоянии рекомендуется для сваривания корневых швов толстых заготовок. При этом нет необходимости проводить поперечные колебательные движения. Устанавливается средняя или максимальная сила тока.

Дуга является короткой, если расстояние до свариваемого участка составляет половину от диаметра используемого электрода. При работе на такой дистанции увеличивается глубина проплавления заготовок, а ширина шва уменьшается. Короткую дугу активно применяют для вертикальной сварки.

Длина средней дуги равняется толщине используемого электрода. В этом случае возрастает напряжение, и существенно расширяется шов.

Длинная дуга составляет 150% от диаметра выбранного электрода. Проводить работу на таком расстоянии нежелательно, так как шов получается значительно шире, сокращается глубина проплавления, возникает разбрызгивание раскалённого металла.

Самостоятельная сварка труб электросваркой

Наиболее распространенный метод монтажа инженерных сетей — сварка труб электросваркой.
Сварка труб электросваркой своими руками – процесс достаточно простой. Надо только тщательно соблюдать этапы и технику выполнения этой работы.

Стальные детали

Ручная электродуговая сварка труб начинается с проверки на соответствие трубы нормативным требованиям.

Что проверять:

Наличие сертификата соответствия.
Маркировку.
Эквивалент углерода. Эта величина говорит о свариваемости стали. В зависимости от содержания углерода выбирается технология сварки труб.
Длину детали.
Диаметр детали и толщину стенки.
Толщину стенки.
Овальность концов детали.
Кривизну детали.
Наличие повреждений и дефектов на поверхности металла.

2.Подготовка стыков к свариванию

Подготовка стыков выполняется механической обработкой или термической резкой. Если использовалась термическая резка, то полученную кромку необходимо обработать абразивным инструментом, либо резцом.

Если вы планируете варить трубу из низколегированной или углеродистой стали без использования подкладного кольца, фаску выполняйте только механическим путем. Точно также разделывается кромка на трубах из легированных и высоколегированных сталей (в том числе, из нержавеющей стали).

Подготовленная кромка не должна иметь острых углов, заусенцев, вырывов и резких переходов. Все эти « излишества» тщательно зачищаются напильником или абразивным кругом.

Для контроля качества обработки кромок сварщики пользуются шаблонами проверки:

3. Выбор технологии сваривания труб.

Электросварка труб в основном выполняется двумя способами:

ручная дуговая сварка покрытым электродом;
ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом.

Первый способ применяется для углеродистых сталей, второй – для легированных (нержавеющих в том числе).

4.Как варить трубы электросваркой покрытым электродом.

1.Режимы:

Род и полярность тока зависит от толщины стенки трубы, марки стали и марки покрытого электрода.
Сварочный ток определяется толщиной электрода. Чтобы его рассчитать, надо диаметр электрода умножить на (30-40). Полученное число будет равняться сварочному току в амперах.
Напряжение на дуге определяется ее дугой. Оптимальная длина дуги находится в диапазоне от половины диаметра электрода до полного диаметра электрода плюс 1.
Скорость сварки сварщик выбирает в зависимости от геометрических размеров шва.

Сейчас в сети Интернет можно найти таблицы зависимостей всех перечисленных величин. Кроме того, там можно найти множество обучающих материалов, в которых подробно освещена электросварка труб: видео, инструкции, рекомендации.

2.Сборка стыков труб малого диаметра (до 100 мм) при толщине стенки от 2 до 10 мм из низкоуглеродистых сталей:

Cтыки собирают в приспособлениях и прихватывают в одной или двух точках. Если точек прихвата две, то они располагаются симметрично.
Стыки, скрепленные одной прихваткой, обваривают сразу, начиная со стороны, противоположной прихватке;
Если толщина стенки меньше 3 мм, прихватку выполняют электродом диаметром не более 2,5 мм;
Стыки изделия с толщиной стенки более 4 мм сваривают не менее, чем в два слоя – корневым швом и облицовочным валиком.
При сварке деталей диаметром от 30 до 83 мм вертикальный стык сваривается участками по ¾ периметра;
Каждый последующий валик горизонтального стыка укладывается в противоположном направлении;
«замковые» участки последующих валиков смещают относительно предыдущих швов.

3.Поворотные стыки:

При сварке стыков во вращателях скорость вращения изделия должна равняться скорости сварки.
Положение сварочной ванны, наиболее удобное для формирования шва, находится не в самой верхней точке стыка, а в точке, отстоящей от вертикали на 30-35 градусов в сторону, противоположную вращению.
Если применение вращателей нецелесообразно или их нет, свариваемые стыки надо поворачивать на углы 60-110 градусов. Благодаря этому, шов формируется в самом удобном, нижнем положении.
трубы с поворотом на 180 градусов сваривают в три приема:

сначала в два приема сваривают две верхние четверти диаметра трубы в направлении навстречу друг другу одни или двумя слоями;
затем переворачивают трубу на 180 градусов и сваривают оставшуюся часть стыка на всю толщину;
затем трубу еще раз поворачивают на 180 градусов и проваривают оставшуюся разделку.

4. Сварка неповоротных стыков:

Вертикальные неповоротные стыки варятся в два приема. Периметр стыка условно делится вертикальной осевой линией на два участка. Каждый из них имеет три положения: потолочное, горизонтальное и нижнее. Потолочным называется участок, занимающий примерно 20 градусов от самой нижней точки детали.

Нижним положением – участок, занимающий тоже примерно 20 градусов от верхней точки детали. Между этими положениями располагается горизонтальное положение. Сварка начинается с потолочного положения и заканчивается нижним (т. е. ведется с крайней нижней точки детали к крайней верхней).

Каждый участок варится короткой дугой, равной половине диаметра электрода. Перекрытие швов (замок) зависит от диаметра детали и может составлять от 20 до 40 мм. Начинать сварку надо «углом назад», а заканчивать «углом вперед».

Горизонтальные неповоротные стыки варятся «углом назад». Наклон электрода относительно вертикальной оси должен составлять 80-90 градусов. Варить надо средней дугой.

5.Сварка труб электросваркой в защитных газах: аргонодуговая сварка.

Режимы:

Сварочный ток зависит при сварке за один проход от толщины стенки детали, а при многопроходной – от высоты валика. На каждый мм диаметра электрода назначается 30-35 А.
Напряжение на дуге держат минимальным, что соответствует сварке короткой дугой.
Скорость сварки регулируется так, чтобы гарантировалось проплавление кромок и формирование размеров шва.
Расход аргона зависит от марки стали, режима сварочного тока и находится в диапазоне от 8 до 14 л/мин.
Варить сплошной шов надо сразу после установки прихваток, которые при выполнении первого слоя следует переплавлять.
Подача аргона прекращается только через 5-8 секунд после обрыва дуги.

6.Контроль качества сварного шва.

Самый распространенный метод контроля сварки – внешний осмотр. В процессе осмотра выявляют наличие трещин, прожогов, подрезов, непроваров и пр.
Перед началом осмотра сварные швы должны быть очищены от шлака. Осмотру подвергаются все швы без исключения.
Для проверки геометрических параметров швов используются шаблоны, щупы, стандартные измерительные инструменты.
Герметичность швов проверяется водой (гидравлическое испытание) или газом (пневматическое испытание).

Плазменная сварки имеет множество преимуществ. Каких — читайте в этой статье.

7.Техника безопасности.

При выполнении сварки возможны травмы такого рода, поражение электрическим током, ожоги расплавленным металлом, ожоги глаз лучистым излучением. Чтобы этого не произошло, необходимо:

надежно изолировать все токоведущие части;
заземлить корпуса источников питания, вспомогательное оборудование. Сечение заземляющих проводов должно быть равным или более 25 кв. мм.
спецодежда и рукавицы должны быть сухими;
в тесных помещениях следует использовать резиновые коврики и галоши;
не приступать к работе без защитного щитка, размеры которого полностью закрывают голову и лицо сварщика.

8. Сварка труб электросваркой: цена.

Стоимость сварки труб зависит от диаметра и материала детали. Так, например, один см стыка трубы Ду15 стоит 25 рублей, а Ду50 – 22 рубля.

Способы движения электрода при сварке

Существует множество движений электрода при сварке. Каждое движение вносит свой вклад образования качественного сварочного шва. Разработано много видов электродов и все марки горят и плавятся по-разному. Для одних нужны быстрые движения, для других медленно и без колебательных движений.

Для сварки обычной рядовой стали, применяют различные способы движения электрода. Часто это зависит от положения в пространстве, поворотный это стык или нет. Учитывается толщина свариваемого материала. Какой вид соединения, тавровый стыковой, нахлесточный, угловой. Удобное положение рукояти при сварке.

Движением электрода углом вперед. Угол атаки направлен вдоль свариваемого шва, кончик электрода смотрит вперед. В этом случае основной металл меньше греется. Дуга электрическая плавит кромки, сам электрод перемешивается с основным металлом.
Движение электрода углом назад. Таким способом сваривают толстый материал. Сварочная дуга заходит на основной материал и плавит в основании с кромками.

Сварка в нижнем положении цветного металла меди и алюминия проводят в нижнем положении. Электрод находится в вертикальном положении относительно плоскости. Ведут вдоль шва без колебательных движений на короткой дуге.

Что касается сталей легированных и углеродистых в нижнем положении угол наклона может меняться. Как относительно движения вперед и назад так от одного края кромки к другой. Примечание по использованию электродов. Они могут работать как на короткой дуге так и на относительном удлинении ее. Движением электрода обводят контур кромок. Описывают круговые движения, знак бесконечности, елочку, обратно поступательные движения. На фото изображено как надо вести электрод.

При выполнении горизонтального шва электрод чиркаю о кромку, ведут углом назад. Электрод держат слегка вниз. Таким образом, расплавленную ванну дугой электрода толкают наверх и смачивают верхний край кромки для сцепления. Если шов имеет много проходов, то следующий валик накладывается на предыдущий.

Вертикальный шов проходят электродом Сверху вниз углом назад. Снизу вверх как углом вперед, так и углом назад. В данной ситуации шлак стекает со сварочной ванны вниз и не остается там. Выполнять можно как точечным касанием. В этом случае металл успевает остыть. Так и не прерывно. Если имеются кромки, то обводим и повторяем контур при оплавлении. Стараться нужно выдерживать дугу на одинаковом расстоянии. Иначе будут подрезы и не проваренные места.

С потолочным швом больно не разгуляешься. Строго вертикально вниз электрод, кончиком вверх. Без лишних колебательных движений из стороны в сторону. На короткой дуге и малом токе. Расплавленный металл удерживается за счет силы потолочного натяжения и не как иначе. На рисунке все описано.

Есть красивый шов. Простая методика движения электрода при сварке трубы. Выполняется углом назад в полу нижнем состоянии. Так электродом легче управлять. Осуществляется прикосновениями коротко временными. Образуются тонкие валики, ложатся друг на друга лепестками и формируют шов. Если честно то катет шва толстый. Свариваемость металла хорошая. На фото наблюдаете движение электрода при сварке трубы.

Читайте также: