Сварка патрубков к трубам

Обновлено: 14.05.2024

Изобретение относится к сварочной технике, а более конкретно к способам сварки труб равного диаметра при перпендикулярном расположении их осей. Сущность изобретения: две электродные проволоки устанавливают под углом в верхней точке стыкуемых цилиндрических поверхностей. Вылеты электродных проволок располагают в вертикальной плоскости и параллельно оси трубы. После установки сварочных проволок зажигают дуги, наводят сварочную ванну, вращают трубу и перемещают дуги по оси трубы в разные стороны, выполняют четверть оборота трубы и сваривают половину стыка, перемещают дуги на сближение, выполняют половину оборота трубы, гасят одну дугу и останавливают вращение трубы, после перекрытия швов гасят вторую дугу и останавливают перемещение электродных проволок вдоль оси трубы. 4 ил.

Изобретение относится к сварочной технике, а более конкретно к способам сварки труб равного диаметра при перпендикулярном расположении их осей.

Известен способ автоматической сварки поворотных криволинейных поверхностей, которым осуществляется стабилизация длины дуги и скорости сварки при горизонтальном положении сварочной ванны.

Недостатком данного способа является то, что при сварке патрубка с трубой одной дугой при выполнении углового шва после сварки половины стыка кроме вращения трубы и перемещения сварочной горелки необходимо изменить положение горелки для сварки угловым швом другой половины стыка.

Известен способ вварки патрубка в сосуд, заключающийся во вращении сосуда и перемещении каретки со сварочной головкой вдоль оси сосуда с постоянным горизонтальным положением сварочной ванны.

Недостатком способа является невозможность сварки патрубка с сосудом двумя головками одновременно и сложность устройства для его осуществления.

В основу изобретения положена задача осуществления сварки патрубка с трубой одновременно двумя дугами при горизонтальном положении сварочной ванны.

Поставленная задача решается тем, что в отличие от известного способа вварки патрубка в сосуд, при осуществлении которого электродную проволоку располагают над стыком, зажигают дугу и сварку ведут в нижнем положении при одновременном вращении трубы с патрубком вокруг продольной оси трубы и перемещении дуги вдоль продольной оси трубы, две сварочные горелки до зажигания дуг располагают под углом, плоскость расположения вылетов электродов устанавливают вертикально и перпендикулярно оси трубы, а точку пересечения электродов устанавливают в начале выполнения шва. В верхней точке стыкуемых цилиндрических поверхностей зажигают дуги и после наведения сварочной ванны начинают вращать трубу и перемещать сварочные горелки вдоль оси трубы в разные стороны. В момент выполнения трубой четверти оборота и сварки половины шва направление перемещения горелок изменяется на противоположное. В момент совершения трубой половины оборота ее вращение прекращается и гасится одна дуга. Далее после перекрытия шва второй дугой ее также гасят и останавливают перемещение горелок.

На фиг. 1-4 изображена последовательность сварки трубы с патрубком.

Трубу 1 и патрубок 2 располагают горизонтально под прямым углом. Точку пересечения электродных проволок, расположенных под углом, устанавливают в верхней точке стыкуемых свариваемых поверхностей. Плоскость расположения электродных проволок устанавливают вертикально и параллельно оси трубы 1. Зажигают дуги и после наведения сварочной ванны начинают вращать трубу 1 по стрелке, а дуги перемещают вдоль оси трубы в разные стороны с постоянным нижним положением сварочных ванн. Кристаллизирующиеся швы фиксируют патрубок 2 с трубой 1 в зоне сварки. После сварки половины шва и четверти оборота трубы направление перемещения дуг изменяется на противоположное (фиг. 3). В момент выполнения трубой 1 половины оборота одна дуга гаснет (фиг. 4) и останавливается вращение трубы. После перекрытия шва прекращается перемещение дуг и гаснет другая дуга. При равенстве диаметров трубы и патрубка линейная скорость трубы в месте сварки превышает скорость перемещения дуг по горизонтали на величину /2, что обеспечивает постоянное положение сварочных проволок в зоне сварочного стыка и нижнее положение сварочных ванн.

Изобретение наилучшим образом может быть использовано при сварке патрубка с трубой.

СПОСОБ СВАРКИ ПАТРУБКА С ТРУБОЙ, при котором электродную проволоку располагают над стыком, зажигают дугу и сварку ведут в нижнем положении при одновременном вращении трубы с патрубком вокруг продольной оси трубы и перемещении электродной проволоки вдоль этой оси, отличающийся тем, что для сварки берут дополнительную электродную проволоку, обе проволоки располагают в верхней точке стыка под углом и навстречу одна другой, сварку выполняют одновременно двумя проволоками, при этом проволоки сначала перемещают вдоль оси трубы в противоположные стороны, после поворота трубы на 90 o меняют направление их перемещения на противоположное, после поворота трубы еще на 90 o одну из дуг гасят и прекращают перемещение проволоки этой дуги и вращение трубы, выполняют перекрытие шва второй дугой, гасят вторую дугу и прекращают перемещение второй проволоки.

Сварка трубопроводов

Сварка трубопроводов выполняется различными методами в зависимости от типа и условий функционирования конкретной трубы. Так или иначе, результат должен отвечать требованиям, изложенным в нормативных актах, регламентирующих данную сферу.

Одним из важных этапов сварных работ на трубопроводе является контроль качества соединений. В нашей статье мы расскажем, как осуществляется сварка труб, какие используются материалы и технологии, а также разберем состав работ для оценки пригодности сварных швов.

Нормативные документы для сварки трубопроводов

Основными документами, регламентирующими правила сооружения всех типов трубопроводов, являются СНиПы, на основании которых был утвержден СП 105-34-96 «Производство сварочных работ и контроль качества сварных соединений».

Этот документ отражает условия выполнения ремонтных работ и правила исправления дефектов, которые происходят во время сварных работ, цель проведения контроля швов, порядок проведения подготовки труб к запуску в эксплуатацию и требования к необходимому уровню квалификации сварщиков.

Помимо этого, разработаны технологические инструкции по выполнению сварочных работ на трубопроводах (ВБН А.3.1.-36-3-96 и ВСН 006-89) и по способам контроля их качества (ВСН 012-88).

Эти нормативные документы отражают основные положения технологий, применяемых при ручной и автоматической сварках при возведении любых типов трубопроводов.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Такие нормативные акты не относятся к сооружениям трубопроводов для транспортировки коррозионно-активных и агрессивных материалов.

Технической документацией, отражающей технологию сваривания труб, является ГОСТ, в котором подробно расписаны все необходимые требования к используемым материалам.

Страны СНГ при выборе стальных труб для сварки трубопроводов пользуются ГОСТ 8731-8734 группы B.

Сварочные материалы, используемые при строительстве трубопроводов, подбираются согласно требованиям, отраженным в ГОСТ 9466 –9467, а правила контроля качества сварочных соединений обозначены в ГОСТ 7512 и ГОСТ 14782.

В зарубежных странах при сварке таких магистралей в качестве нормативных документов используются международные и национальные стандарты. В развитых европейских странах и США часто применяется нормативная документация API 5D, BS 4515 и API 1104.

Контроль качества сварки трубопроводов должен проводиться согласно предписаниям, отраженным в международном стандарте ISO 8517 или его европейском аналоге EN 25817.

3 основных метода сварки трубопроводов

Метод электросварки трубопроводов

Несмотря на то, что относительно недавно соединение трубопроводов преимущественно производилось при помощи газовых горелок, сегодня для таких работ повсеместно используется электросварка. По-другому ее могут называть контактной или дуговой. По параметрам прилагаемых усилий она входит в дуговую группу термомеханических работ. Такой метод завоевал популярность из-за простоты проведения работ и его низкой стоимости.

Для выполнения сварки трубопроводов необходим трансформатор или инвертор. Такое оборудование предназначается для подачи заряда на электрод. Последний используется для обработки краев свариваемого элемента, при его соприкосновении с материалом возникает дуговой электрический заряд большой силы. Такая реакция сопровождается высокой температурой, благодаря которой и возможен процесс соединения труб.

Электросварка трубопроводов обходится дешевле по сравнению с газовым методом, но на выполнение шва требуются большие временные затраты. Этот метод обладает следующими преимуществами:

Метод холодной сварки при соединении трубопроводов

Такая технология регламентирована определенной технической документацией и является способом получения герметичных неразъемных соединений. При таком способе отсутствует нагревание свариваемых частей, а само стыковое соединение образуется при помощи деформации. При холодной сварке трубопроводов используются силы давления на детали, благодаря чему разрушается оксидная прослойка и происходит соединение заготовок на атомарном уровне, то есть возникает диффузия атомов.

Холодная сварки трубопроводов используется для:

соединения деталей, изготовленных из одинакового металла;
производства металлопроката, состоящего из нескольких слоев, представленных различными металлами;
для армирования алюминиевых проводов с использованием меди.

Способ холодной сварки трубопроводов сегодня широко распространен в промышленности. Такая популярность обусловлена следующими его достоинствами:

Отсутствие нагрева полностью исключает деформацию металлических деталей.
Метод позволяет производить довольно аккуратное соединение, отличающееся повышенной герметичностью и прочностью. Помимо того, исключается необходимость в дополнительной обработке.
Технология является безотходной (нет металлических брызг, остатков электродов и т. д.).
Работа выполняется без использования электроэнергии.
Метод является экологичным, так как нет выделения токсичных веществ и вредного для глаз сварщика излучения.
Использование сварки взрывом позволяет соединять существенные площади материалов.

Метод газовой сварки трубопроводов.

Метод соединения труб с помощью газовой горелки используется очень давно, тем не менее он и по сей день считается одним из самых надежных при монтаже различных коммуникационных систем. Для проведения таких работ необходимо наличие специальных газовых горелок, способных разогреть кромочные поверхности трубы до высокой температуры.

В процессе нагревания кромки труб и соединительная проволока быстро доходят до температуры плавления, в результате чего металл начинает наплавляться друг на друга, что приводит к образованию неразъемного прочного соединения, имеющего высокую устойчивость к различным механическим воздействиям.

Перечислим главные преимущества метода газовой сварки трубопроводов, которые имеют разную направленность:

высокая эффективность;
получение качественного и аккуратного сварного соединения;
относительная простота проведения процесса.

Есть и некоторые недостатки:

к работе с газовыми горелками должны быть допущены только обученные сварщики-специалисты, обладающие определенными навыками;
газосварка является достаточно затратным методом, так как подразумевает использование дорогостоящих ресурсов.

Выбор электродов для сварки трубопроводов

Диаметра электрода для сварки стальных трубопроводов с помощью электродугового метода зависит от толщины обрабатываемого проката. Перечислим, какие особенности обмазки и стержня электрода необходимо учитывать:

Электроды марки АНО-24, АНО-21 и МР-3 используются для изготовления сварных швов, не предназначенных для работ под большим давлением (сточные трубопроводы, дренажные системы) и высокой скоростью потока. Для работы можно использовать переменный ток.
Универсальные электроды марки УОНИ рекомендуют начинающим сварщикам. Они образуют прочное соединение с хорошей проваркой металла. При массовых работах с использованием электродуговой сварки трубопроводов они не эффективны, так как не обладают высокой скоростью изготовления сварного соединения, к тому же надо постоянно контролировать состояние дуги.
Электроды японского производства марки LB-52U применяют для соединения магистральных и технологических трубопроводных линий, предназначенных для эксплуатации при высоком давлении. Они обладают свойством ровного горения даже в моменты некоторого «провисания» в напряжении сети.
Для ручной дуговой сварки газовых трубопроводов высокого давления довольно часто используют электроды швейцарской фирмы ESAB, которые позволяют выполнять сварной шов хорошего качества. Электроды ОК 46 считаются универсальными, а марка ОЗС 12 применяется для обработки низкоуглеродистых сталей. При использовании ОК 74.70 и ОК 53.70 можно применять ток любой полярности, так как слой обмазки включает в себя защитный флюс, препятствующий реакции окисления расплавленной сварочной ванны.
Отечественная марка ЛЭЗ ЛБгп используется для сварки тонкостенного трубного проката и нанесения финишного слоя на стыковых соединениях толстостенных труб.
Э-09Х1МФ, УОНИИ-13/45 и Э42А предназначены для сварки тепловых трубопроводов из легированных сталей, толстый пласт обмазки типа Д формирует шлаковый слой, который защищает расплавленный металл от окисления.

Правильный выбор электродов во многом обеспечивает безаварийную эксплуатацию трубопроводных магистралей. Марка стали проката и стержня должны соответствовать друг другу, так как верно выбранное электродное покрытие влияет на степень защиты сварочной ванны.

Варианты соединений трубопроводов при сварке

Существуют следующие основные способы сварки трубопроводов:

Соединение «встык» предполагает, что торцы двух деталей перед сваркой размещаются друг напротив друга, к примеру, торцы обеих труб.
Тавровое стыковое соединение или сварка «в тавр» – способ, который наиболее часто применяется при врезке в трубу. Представляет собой соединение двух перпендикулярных относительно друг друга труб, по форме напоминающих букву «Т».
Метод сварки «внахлест» используется при необходимости усиленной герметичности сборки из двух труб, или в тех случаях, когда существуют небольшая разность в диаметрах или наличие неровных поверхностей. При такой технологии необходимо край одной из труб развальцевать (увеличить изнутри ее диаметр при помощи специального инструмента) и надеть ее край на конец сопрягаемой поверхности.
Сварка «угловая» представляет собой соединение двух труб под определенным углом. Наиболее часто применяются углы стандартного ряда: 45°, 60° или 90°.

Кроме этого, сварные соединения могут иметь отличие между собой по углу и месту расположения сварки. К примеру, горизонтальные швы будут при соединении труб, находящихся в вертикальном относительно пола положении, а вертикальные – когда обе трубы расположены горизонтально.

Так как при электросварке трубы могут располагаться как на полу, так и под потолком, то и швы будут отличаться друг от друга. При потолочном виде сварки трубопроводов положение электрода находится снизу заготовки, которая расположена выше головы сварщика, а напольный вариант предполагает сварку детали, требующих наклона к ней.

Требования и способы контроля качества сварки трубопроводов

Чтобы гарантированно обеспечить надежное сварное соединение, необходимо систематически контролировать качество шва. Это важная часть технологического процесса, подразумевающая определение отклонений, которые могут быть причиной разгерметизации системы трубопроводов при ее дальнейшей эксплуатации.

Процесс состоит из технологических операций, включающих в себя механические испытания части трубопровода со сварным соединением и систематический операционный контроль. Помимо этого, по всей толщине металла проверяется стык на «сплошность», так как сварное соединение должно представлять собой сплав без утончений, но при этом допускаются некоторые наплывы.

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.

Рекомендуем статьи по металлообработке

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.

Вертикальная сварка труб

Иногда сварка становится очень трудной задачей, например, если ее необходимо произвести на вертикально расположенных трубах. Главным отличием от работы с горизонтальными предметами является необходимость постоянно изменять наклон электрода, вращать его вдоль шва. Более подробно о том, почему вертикальная сварка труб требует особых навыков от мастера, вы узнаете из этой статьи.

Наиболее распространенные техники вертикальной сварки труб

Сегодня для соединения двух металлических труб используется метод электрической сварки. Основным элементом в этом процессе являются электроды, то есть стальные стержни с нанесенным на них специальным покрытием.

Чтобы во время вертикальной сварки труб электродом металл не стекал вниз, скос кромок выполняют только возле верхнего элемента. Главная задача в этот момент – не позволить жидкому металлу оторваться от зоны сварки. Поэтому необходима стабильно горящая электрическая дуга, причем располагают ее так, чтобы между концом электрода и сварочной ванной было минимальное расстояние.

Обычно, чтобы заварить вертикальный стык, электрод передвигают от нижней точки к верхней. Таким образом проще контролировать процесс, а электрическая дуга уверенно держит ванну с расплавом, что препятствует растеканию металла. Отметим, что благодаря вертикальной сварке труб проходом снизу вверх, получается шов наилучшего качества.

Прежде чем приступать к работе, необходимо подготовить границы стыка, обработать их согласно всем техническим требованиям. Сам сварочный аппарат настраивают под условия работы, выставляя ток, подбирая электрод.

Далее по границе вертикальных элементов делаются несколько точечных «прихваток», для этого используется соединение коротким швом, чья длина находится в пределах 1-2 см. Это позволяет избежать смещения свариваемых вертикальных элементов во время нагрева под действием температурной деформации.

При вертикальной сварке труб электрод должен находиться под углом 45–90° к плоскости будущего шва.

Вот ряд правил, устанавливаемых для таких работ:

Дуга зажигается за счет контакта электрода с металлом.
«Прихватки» делают в 3-4 точках по линии стыка элементов, идут от середины к краям.
Сваривать начинают у нижней точки линии стыка.
Электрод движется по направлению вверх, сварочная ванна постоянно находится в рабочей зоне.
При продвижении электрода придерживаются умеренной скорости. Быстроту оценивают по образованию оптимального количества расплава сварной ванны.

Одновременно с вертикальным ходом электрода допускаются поперечные зигзагообразные движения «полумесяцем», «елочкой» либо иным способом. Однако этот прием стоит использовать только для труб, чья толщина стенки превышает 4 мм.

При вертикальной сварке труб шов прокладывают одним проходом, не делая остановок и перерывов. Это правило вызывает больше всего сложностей у неопытных сварщиков, однако вскоре они набивают руку.

Этот прием часто применяют опытные сварщики. Однако чтобы пользоваться им, нужно знать один нюанс: поджигая электрическую дугу, электрод располагают под углом 90° относительно плоскости свариваемого элемента. После того как металл в точке образования дуги начал плавиться, угол меняют на 15–20° и при этом немного опускают держатель.

Если речь идет о соединении вертикальных толстостенных труб, проводка электрода также выполняется поперечными зигзагами. Для этого может использоваться «пилообразный», «прямоугольный» или «волнообразный» принцип распределения расплава.

Нужно понимать, что сварка вертикальных труб ручной дуговой сваркой по направлению сверху вниз всегда подразумевает немало трудностей в работе. Но специалисты утверждают, что таким образом удается добиться наилучшего качества шва.

Обязательное правило: возбуждают электрическую дугу на нижней кромке. Когда металл начнет плавиться, дугу переводят на верхнюю кромку. При помощи продольных валиков свариваются и горизонтальные швы. Для этого первый валик выполняется 4-миллиметровым электродом, после чего используется 5-миллиметровый.

Для работы с вертикальными трубами лучше всего подходит газовая сварка, поскольку при ней металл нагревается не так быстро. Иными словами, у него нет возможности стекать ниже места шва. Немаловажно и то, что такой метод практически исключает образование окалины, в противном случае она может попасть в шов или оказаться внутри вертикальной трубы.

Техника выполнения вертикальной сварки трубы

Первым шагом перед вертикальной сваркой труб является их очистка от грязи и следов коррозии. Для этого используется механическая обработка. Для резки заготовки можно взять электроинструмент либо применить термический способ. Далее заготовки соединяют между собой, накладывая прихватки, то есть легкие сварочные швы. Сразу скажем, что характеристики прихваток зависят от параметров самих труб.

Все металлические части сварочного устройства, каркас трансформатора, стол обязательно заземляются. Провода и кабели сварочного аппарата должны иметь изоляционное покрытие.

Для металла толщиной в 12 мм используется соединение трехслойным швом. Максимальная высота каждой прослойки составляет 4 мм, а ширина валика не может превышать 2-З диаметра сварочного электрода. Если приходится работать с вертикальными трубами, чьи стенки толще 8 мм, первый слой выполняется в виде ступенчатого шва, после чего накладывается сплошной шов.

Для качественного формирования обратного валика без выборки и подварки во время сварки используют электрод диаметром 3 мм. Выбор сварочного тока зависит от толщины металла, расстояния между кромками, толщины притупления, при этом сила тока лежит в минимальном или среднем диапазонах.

Оптимальный наклон электрода к вертикальной плоскости нижней вертикальной трубы составляет 80–90°. Наклон электрода по отношению к направлению работы подбирается в соответствии с проплавлением обратной стороны корня шва. Сварка «углом назад» обеспечивает максимальное проплавление, тогда как минимальное достигается при подходе «углом вперед».

Важно, чтобы длина дуги была короткой при недостаточном проплавлении либо средней, если удалось добиться нормального проплавления.

Скорость работы зависит от объема сварочной ванны. Нужно понимать, что чем больше полнота корневого валика, тем дольше металлу шва приходится оставаться жидким, а значит, получаются дефекты больших размеров. В идеале скорость должна быть такой, чтобы обе кромки хорошо сплавлялись, а валик оставался «нормальным». Если позволяет толщина металла и заложены выборка и подварка обратной стороны корня шва, лучше использовать электрод диаметром 4 мм.

Второй корневой валик выполняют во всю ширину, при этом обязательно проплавляют первый корневой валик и захватывают края обеих вертикальных труб. Диаметр электрода подбирают в соответствии с шириной первого валика, для чего используют метод промера торцом электрода.

Во время работы торец электрода с обмазкой должен касаться поверхности первого корневого валика. Силу тока устанавливают в среднем диапазоне, а варят со скоростью, необходимой для получения «нормального» валика.

В процессе вертикальной сварки труб придерживаются такого же наклона электрода по отношению к вертикальной плоскости, что и при работе с корневым валиком. Работают методом «углом назад».

Разделку начинают заполнять от нижней кромки, то есть от площадки. Такой подход позволяет использовать наиболее производительные методы сварки.

При проработке третьего валика лучше всего использовать повышенные режимы, а сварочный ток – в среднем или максимальном диапазоне. Электрод держать под углом 70–80° относительно поверхности кромки нижней трубы. Допускается использовать два метода сварки: «под прямым углом» или «углом назад» – выбор зависит от расположения шлака.

Этот валик должен получиться с усилением, если говорить проще, то с «горбинкой» – оптимальную скорость подбирают исходя из этого параметра. Работа ведется как при сварке в нижнем положении, в результате чего получается полочка – она необходима, чтобы сваривать следующий валик на повышенных режимах.

Центр дуги передвигают по нижнему краю второго корневого валика. Прежде чем приступать к третьему валику, сварщику нужно решить, какую полноту он будет иметь. В противном случае ширина незаполненной разделки (между верхней кромкой разделки и выполненным швом) может получиться слишком большой для четвертого валика либо недостаточной для двух валиков. Очень важно, чтобы ширина от края третьего валика до верхней кромки была минимальной, а именно совпадала с диаметром электрода с покрытием либо немного превышала его.

Завершать работу над любым валиком нужно, проплавив начало и зайдя на шов на 20–30 мм. Если работу выполняет один сварщик, необходимо, чтобы каждый валик был закончен по всему периметру без дополнительного перерыва. «Замок», то есть начало нового слоя, смещается относительно предыдущего минимум на 50 мм.

Если приходится осуществлять сварку в несколько проходов и слоев неповоротных стыков на толстостенных вертикальных трубах, лучше всего вести ее по спирали. Дело в том, что такой прием позволяет снизить долю дефектов, поскольку сокращается количество «замков». При приближении к началу валика работу приостанавливают, не доходя примерно 20 мм до начала. Это нужно, чтобы тщательно зачистить, в том числе подрубить, сточить начало валика, если оно получилось слишком высоким.

Далее подходят к началу и делают задержку дуги, подплавляя металл. После чего заходят на валик и продолжают выполнение нового валика – и так до завершения очередного слоя. Таким образом удается делать меньше «замков», при этом получается производительная и качественная сварка по шлаку.

Чтобы варить по шлаку, сварщик должен обладать мастерством высокого уровня. Еще одно важное условие – нужно работать электродами с основным покрытием, поскольку электроды с рутиловым покрытием не позволяют добиться необходимого качества. Дело в том, что во втором случае образуется много более жидкотекучего шлака, что вызывает зашлаковку некоторых участков. При обычной технологии и при сварке по шлаку перед переходом к завершающему валику каждого слоя производят тщательную зачистку разделки от шлака, брызг и нагара.

Для сварки лицевого слоя стоит выбирать электроды того же диаметра, что использовались при заполнении разделки, однако при этом они не могут быть толще 4 мм. Сила тока должна быть среднего диапазона. Выполняется обычная горизонтальная наплавка узкими валиками, ее ширина составляет 1,5 диаметра электрода с покрытием. Самый верхний валик должен быть узким и плотным, поэтому его выполняют на более высокой скорости – таким образом получается плавный переход от шва к основе.

Если над соединением вертикальных труб работают несколько сварщиков, участок делят на столько равных отрезков, сколько специалистов будет задействовано. При этом наиболее подходящим подходом к сварке, при которой не образуются «замки», считается сварка вперехват.

Все сварщики выполняют сварку одного валика, при его завершении производят смещение на 20–30 мм относительно окончания предыдущего валика. Продолжая окончание валика соседнего сварщика, каждый работник переплавляет свое начало готового валика и выполняет заход по спирали на следующий валик. Для нового слоя делают смещение до 50 мм.

Несмотря на все сказанное, нужно понимать, что в вертикальной сварке труб для профессионалов нет особенных правил, тогда как любителям и новичкам такая работа, скорее всего, будет не под силу. Не стоит также забывать, что многое зависит от расположения вертикальной трубы.

Сегодня редко приходится сваривать прямые вертикальные трубы, поскольку в последнее время все чаще используются трубы из пластика, которые имею иной принцип соединения. Однако вертикальная сварка металлических труб остается актуальной задачей на промышленных объектах. Тогда приглашают лучших специалистов, способных сделать все действительно качественно.

Они могут применять газовую или электрическую сварку, используемые в этом случае электроды продаются в строительных гипермаркетах и специализированных магазинах. Если сварка выполнена добросовестно, она и по сей день остается самым надежным способом соединения стальных вертикальных труб.

Приспособления для сварки трубы вертикальными швами

Мало просто уметь варить, если вы хотите получить действительно прочный сварной шов. Иногда очень многое зависит от того, как части трубы расположены в пространстве. Чтобы добиться оптимального положения, используют приспособления, которые фиксируют детали под необходимым сварщику углом.

Нередко приходится применять отдельные приспособления, позволяющие скрепить между собой соединяемые элементы. Это просто необходимо во время работы с тяжелыми вертикальными изделиями сложной формы. Чтобы быстрее произвести монтаж и выемку объемного изделия, делают поворотные фиксаторы.

Для работы с компактными заготовками фиксаторы можно сделать своими руками – они отлично будут держать элементы под углом 90°. Для этого возьмите металлический уголок, два отрезка полосы, две струбцины. Также вам понадобится угольник, чтобы выставить угол.

Отметим, что уголки могут быть любой длины. К каждому из них нужно приварить полосу, чтобы в результате получился равнобедренный прямоугольный треугольник, где катеты и будут сделаны из уголков.

Важно, чтобы уголки не доходили до вершины треугольника на несколько сантиметров, тогда вам удобно будет варить стержни или профильные трубы в месте стыка. При необходимости можно к уголкам приварить и струбцины, чтобы фиксировать свариваемые изделия.

Но конструкцию может повести во время сварки. Чтобы избежать этого, прихватите ее в четырех местах и лишь после этого полностью сваривайте. Если закрепить это приспособление на столе, оно прослужит вам несколько лет.

Магнитные фиксаторы могут облегчить работу в домашних условиях. Все они делятся на электромагнитные и те, что работают на основе постоянных магнитов. Первый вариант чаще используют в условиях производства, тогда как для бытовых нужд и мелких производств лучше выбирать вторые. Дело в том, что они имеют небольшие размеры, могут устанавливаться в любых местах, иногда позволяют менять угол фиксации.

Самую простую конструкцию имеют магнитные угольники, поэтому и встречаются чаще всего. Такой угольник нужно просто приложить к одной стороне свариваемой детали, а вдоль другой разместить вторую деталь. В результате этих простых действий вы получите надежное закрепление под прямым углом.

Далее в нескольких местах прихватите детали и сварите заготовку. Подчеркнем, что прихватка является обязательным условием, так как без нее магнитные угольники не выдержат температурных деформаций.

При соединении вертикальных трубопроводов может возникнуть вопрос: как перпендикулярно сварить между собой две трубы.

Задача упрощается, когда выбраны вертикальные профильные трубы с прямоугольным или квадратным сечением. Тогда делают вырез под сечение врезаемого изделия в месте соединения. Далее устанавливают угловую струбцину и зажимают винтом. Либо можно использовать иное приспособление для перпендикулярного соединения деталей. После этого, как всегда, нужно прихватить элементы в нескольких местах и проварить все вкруговую.

Этот же принцип работает во время сварки вертикальных круглых труб с тем лишь отличием, что в торце привариваемой трубы делают вырез с радиусом, совпадающим с радиусом основной трубы. Таким образом удается получить хороший стык, а значит, и прочный шов.

Читайте также: