Сварка под давлением это

Обновлено: 18.05.2024

Сварка труб под давлением и врезка в водопровод

Сварка труб под давлением представляет собой большую сложность даже для опытных сварщиков, не говоря уже о новичках. Постоянно идущая вода из трубы мешает нормально гореть сварочной дуге, вследствие чего очень трудно получить требуемую температуру плавления металла.

Какими электродами варить водопроводные трубы

По праву лучшими электродами для сварки водопроводных труб под давлением уже долгое время считаются:

Электроды УОНИ 13/15 — универсальные высококачественные электроды для ММА сварки, которые дают возможность отремонтировать протекающие трубы. Сварочный шов, сформированный электродами УОНИ 13/15, имеет высокое сочетание пластичности, прочности и вязкости, что в свою очередь, позволяет заварить свищи и другие разрушения на водопроводных трубах.

Электроды МГМ-50К — сравнительно новый вид электродов, которые оптимизированы для сварки трубопроводов под давлением. Особенность сварки электродами МГМ-50К заключается в том, что вокруг дуги образуется газовый пузырь, способный оттеснить пар и даже жидкость, находящуюся под не слишком большим давлением. Все это упрощает сварочные работы, связанные с ремонтом водопроводных труб, а также даёт возможность в срок осуществить ремонтные работы.

Сварка труб под давлением

Придерживаясь нижеприведённых советов, вы существенно сможете облегчить работы связанные с ремонтом водопроводных труб под давлением:

Во время сварки трубы, когда из неё идёт вода, силу тока на сварочном аппарате следует увеличить. В таком случае электрод не будет все время прилипать к трубе из-за того, что металл слишком быстро остывает.
Перед сваркой труб под давлением, электроды следует прокалить . В таком случае можно добиться более качественной и стабильной дуги, которая, в свою очередь, будет быстрее испарять просачивающуюся воду со свища.
Выбор постоянного или переменного тока для сварки водопроводных труб, зависит не только от напора водяного слоя, но и от толщины металла, который требуется заварить.

Так, например, сварка на переменном токе, даёт возможность формировать более мощную дугу. Поэтому варить «переменкой» можно даже трубы под высоким давлением.

При этом качество сварочного шва оставляет желать лучшего. В свою очередь, сварка на постоянном токе, позволяет глубоко проплавить металл и добиться большей прочности сварочного соединения.

Как заварить свищ в трубе с водой под давлением

Рассмотрим на конкретном примере, как можно заварить свищ (небольшое отверстие) в трубе под давлением:

Выберите такую позицию, с которой можно было бы легко разглядеть повреждение на трубе;
Старайтесь держать электрод перпендикулярно дефекту, дабы уменьшить объем воды, попадающей на электрод;
Ведите работу сверху вниз, до тех пор, пока свищ не будет заварен.

Чтобы заварить свищ в водопроводной трубе под давлением, сначала нужно наплавить некоторое количество металла в верхней части повреждения. Затем, ударив несколько раз по нему молотком, постарайтесь уплотнить дефект и остановить, тем самым, обильное образование пара.

После этого, нужно продолжить устранение свища, таким образом, до тех пор, пока отверстие в трубе не будет полностью перекрыто. Цикл, снова и снова, продолжается сверху вниз, не без участия молотка. После того, как вода перестанет бежать из трубы, следует усилить дефектное место, уменьшив при этом значение сварочного тока.

Врезка в водопровод под давлением

И хотя на сегодняшний день существуют специальные седелки для врезки в водопровод под давлением, многие, до сих пор, используют сварку для этих целей. Как врезаться в водопроводную трубу под давлением?

В первую очередь, нужно подготовить металлический патрубок требуемого диаметра, на одном конце которого была бы нарезана резьба. На резьбу обязательно накручивается шаровой кран, с предварительным уплотнением (сантехническим льном или фум-лентой).

Выбрав место врезки, и очистив трубу от грязи и ржавчины, можно приступать к выполнению сварочных работ:

Приложите патрубок с краном к трубе для врезки, после чего обварите его по кругу. Работа эта непростая, ведь нужно не прожечь металл трубопровода, сохранив при этом его целостность;
Через открытый кран на патрубке, просверлите отверстие в трубопроводе, используя для этих целей дрель и длинное сверло по металлу;
После того, как из трубы пойдёт вода, быстро перекройте кран.

Таким образом, можно не только заварить свищ в водопроводной трубе под давлением, но и врезаться в действующий трубопровод.

Как заварить протекающую трубу электросваркой

Сварка труб является самым надежным из всех способов соединения. Сварка позволяет добиться не только герметичного, но и максимально надежного соединения, которое будет хорошо противостоять, как давлению, так и механическим нагрузкам.

К сожалению, черный металл подвержен коррозии в процессе эксплуатации. И как бы металлическая труба не защищалась от неё, время всё равно возьмёт своё. Через время в трубе может образоваться свищ и течи, которые часто приходится устранять под давлением.

Не каждый сварщик способен качественно заварить протекающую трубу. Помимо навыков в сварке здесь важны знания и опыт выполнения подобного рода работ. Как заварить протекающую трубу электросваркой, и что нужно знать в первую очередь, вы сможете узнать из статьи.

Основные сложности сварки труб под давлением

Варить трубу под давлением возьмётся не каждый сварщик. Кроме того, есть большие риски испортить сварочное оборудование, а при несоблюдении техники безопасности, получить удар током.

Основные сложности, которые возникают при сварке труб под давлением, связаны со следующим:

Напор воды, который присутствует в трубах, не дает нормально плавиться металлу;
При сварке протекающей трубы образуется много пара, который устремляется вверх, в лицо сварщику. Всё это доставляет массу неудобств: сварочная маска запотевает и ничего не видно, дышать становится трудно;
Если трубы расположены под потолком, то варить становится еще труднее. Помимо того, что сварка потолочных швов и так сама по себе трудная, так еще и стекающая вниз вода, прямо на сварщика, доставляет массу проблем.

Ну и, конечно же, расценки на сварку труб под давлением совершенно другие, они на порядок выше. Рассмотрим основные нюансы, которые требуется учесть при сварке протекающих труб электросваркой.

Конечно же, в первую очередь нужно придерживаться правил и техники безопасности. Если рядом вода, то она будет проводить электричество. Недопустимо чтобы вода попала в сварочный аппарат, чтобы руки и ноги сварщика были мокрые в процессе выполнения сварочных работ.

Второй момент связан непосредственно с самой технологией сварки протекающих труб:

Первое что нужно учесть, так это величина тока. Сварочный ток придётся увеличить с той целью, чтобы добиться сильной и стабильной сварочной дуги;
Перед выполнением сварочных работ стоит заранее прокалить электроды;
Следует знать, что «варить по воде» лучше переменным током, а не постоянным. Именно переменный ток в данном случае выигрывает перед постоянным током, поскольку он способен формировать устойчивую сварочную дугу даже под внушительным потоком воды.

Ну и несколько слов о расходных материалах, а именно, об электродах для сварки труб с водой. Чтобы сформировать качественный и надежный шов, лучше использовать только проверенные электроды с основным покрытием. Лучшими в своём роде электродами для сварки труб являются электроды УОНИ 13/55.

Данная марка электродов позволяет варить металлические трубы из стали, вне зависимости от степени её легирования и процентного содержания углерода. Также для сварки труб под давлением неплохо себя зарекомендовали электроды МГМ-50К, которые как раз и оптимизированы для работы с трубами.

Что такое сварка давлением

В ГОСТ 2601-24 сварка определяется как метод создания неразъемных соединений за счет образования между ними межатомных связей при нагревании или пластическом деформировании. В отличие от традиционных видов, которые основаны на нагревании до расплавления, сварка давлением выполняется под действием внешней силы, приложенной к месту соединения.

Сущность сварки давлением

При контакте двух тел начинается взаимная диффузия атомов. В обычных условиях обмен протекает очень медленно. При сварке давлением этот процесс ускоряется за счет трения кромок деталей под действием приложенной нагрузки. Для создания более прочных межатомных связей процесс проводят с предварительным местным подогревом. Участок, где протекает диффузия, называют зоной объединения или соединения.

Нагрев производят в печах, электротоком, индукционными установками, теплом от химических реакций, электрической дугой. Технология сварки давлением с подогревом не идентична традиционным видам. Например, при сочленении встык, кромки сначала оплавляют, затем подвергают деформации. Смесь металла со шлаком, которая выдавливается наружу после сжатия, называется гартом.

Особенности сваривания

В отличие от классической технологии у сварки под давлением отмечают следующие преимущества:

снижение затрат, так как нет необходимости в расходных материалах (электроды, флюсы и т. д.);
сочленение заготовок из любых металлов, даже разнородных;
заготовки из материала с высокой пластичностью (медь, алюминий, свинец) можно сваривать давлением без предварительного нагрева.

Для образования качественного соединения необходимо выполнение определенных условий:

Очистка от грязи, ржавчины, обезжиривание зоны контакта.
Постепенное наращивание нагрузки, чтобы сначала деформировались контактирующие слои, а потом запускался процесс диффузии. Вибрационное воздействие повышает прочность шва, так как атомы получают больше энергии.
Соблюдение равномерности температуры при работе с заготовками из легкоплавких материалов.

При соединении стальных элементов образуются химические элементы под названием интерметаллиды, которые делают шов прочнее. Они возникают, если в составе деталей содержится хром, кобальт, молибден или вольфрам. Никель не образует интерметаллидов, поэтому соединение заготовок из этого металла получается непрочным.

Виды сварки давлением

Способы сварки металлов давлением подразделяются на 2 группы:

Механические выполняются только за счет приложения усилия. В группу входят сварка ультразвуком, трением, взрывом, холодная.
Термомеханические (комбинированные) методы выполняются сочетанием механического воздействия и местного нагрева. В группу включены контактная, диффузионная, газопрессованная разновидности сварки давлением.

Контактная

При соединении этим способом заготовки нагревают электрическим током, затем сжимают. В зависимости от способов выполнения контактная сварка бывает:

точечной;
рельефной;
шовной;
стыковой.

При точечной сварке давлением заготовки, уложенные внахлест, соединяют в одной или нескольких точках. Ток и усилие деформации передаются через цилиндрические электроды из медных сплавов диаметром 12 — 40 мм, которые расположены с одной или обеих сторон. Нагрев проводится до тех пор, пока верхние слои металла не станут пластичными, а внутренние расплавятся. Для выполнения этого условия электроды охлаждают водой. После прекращения подачи тока, детали кратковременно удерживают под давлением для охлаждения и кристаллизации металла. Этот способ применяют для сборки негерметичных конструкций (каркасов, сеток, узлов автомобильных корпусов, листового металла). Допустимая толщина заготовок от долей до 30 мм.

При рельефном способе механическое усилие и ток прикладываются к отштампованным выступам на поверхности. Это позволяет одновременно сваривать широкими электродами до 20 точек. Этим методом на детали из листового железа крепят болты, гайки, шпильки, создают герметичные соединения длиной до 10 см.

Шовную сварку давлением выполняют вращающимися дисковыми электродами (роликами) диаметром 40 — 350 мм с импульсной или непрерывной подачей тока. После прохождения деталей между роликами образуется сплошное соединение. Этим способом сваривают небольшие герметичные емкости со стенками толщиной до 3 мм.

При стыковой сварке детали сваривают по всей площади контакта поверхностей. Заготовки зажимают в губках электродов (подвижном и неподвижном), сближают, включают ток. После появления слоя жидкого металла ток отключают и, не снимая давления, проводят осадку. Этим способом стыкуют заготовки круглого, квадратного, шестигранного сечения, рельсы, трубы.

Диффузионная

Принудительный процесс обмена частицами на атомарном уровне между двумя твердыми телами называется диффузионная сварка. Для ее выполнения необходим нагрев места соединения до 0,5 — 0,7 величины температуры плавления и механическое воздействие 0,5 МПа. Длительность процесса зависит от состава деталей и может составить от 2 минут до нескольких часов.

На производстве обычно используют диффузионную сварку давлением в вакууме или среде защитного газа, которая была изобретена в середине прошлого века советским ученым Н. Ф. Казаковым. В разреженной среде можно соединять металлы с неметаллами, чего не может обеспечить холодная сварка. Материалы, устойчивые к кислороду, допускается сваривать на воздухе.

Этим способом создаются монолитные швы высокой прочности. При равных условиях, энергии тратится в 4 — 6 раз меньше, чем при контактной сварке. Процесс экологически чистый, так как нет опасных излучений и выделения вредных газов. Однако, из-за сложности дорогого оборудования и низкой производительности, повсеместного распространения не получил. Диффузионную сварку применяют на высокотехнологическом производстве:

создают микроскопические полупроводниковые детали для электронных приборов;
в авиационной и космической промышленности изготавливают ответственные детали;
сваривают тугоплавкие металлы (вольфрам, тантал);
соединяют металлы с керамикой, стеклом, сапфирами, графитом, сталь с медью и алюминием.

Трением

Метод основан на нагреве соединяемых поверхностей за счет трения между ними. Одна деталь крепится неподвижно, после прижима другой заготовки включают вращение. Когда место соединения нагреется до 0,7 — 0,9 температуры плавления вращение останавливают, усилие сжатия увеличивают в 2 раза.

Сваркой трением соединяют пластмассовые и детали из разнородных металлов. Неподвижная заготовка может быть плоской. К преимуществам также относят простоту выполнения, высокую производительность. Недостатком считают то, что одна деталь должна быть телом вращения. Сварка трением деталей диаметром больше 150 мм становится нерентабельной из-за повышенного расхода энергии.

Ультразвуковая

Метод основан на образовании пластической деформации под действием ультразвуковых колебаний частотой от 16 до 230 кГц при небольшом сжимающем усилии в диапазоне от 100 до 2000 кН. Для ускорения процесса допускается слабый подогрев. Ультразвуком и усилием сжатия сначала разрушается и удаляется оксидная пленка, затем формируется соединение.

Этим способом сваривают разнородные металлы, в том числе тугоплавкие, пластмассу, ткань из полимерных нитей. Ультразвуковая сварка незаменима для соединения сверхтонких, 0,005 мм, материалов. К достоинствам относят широкую сферу применения и возможность автоматизации. Основным недостатком считается невозможность сварки заготовок с толщиной больше 3 мм, так как при повышении мощности генератора разрушается волновод.

Взрывом

Этот вид сварки давлением очень прост. Как правило, соединяют две пластины. Над нижней устанавливаю верхнюю под углом. Сверху размещают взрывчатку с детонатором. После подрыва пластины сжимаются, поверхности деформируются до жидкого состояния, образуется соединение.

Этим способом сваривают как однотипные металлы, так и разнородные, делают детали и заготовки из композитных материалов. Сварка взрывом применяется для нанесения (плакирования) слоя одного металла на другой толщиной 0,01 — 43 мм. Достоинствами считают высокую производительность, дешевизну, простоту проведения. Из недостатков отмечают необходимость обучения персонала, отсутствие разработок по автоматизации процесса.

Методы сварки давлением были разработаны для создания соединений, которые невозможно выполнить классическими способами плавления. Однако за счет меньшего энергопотребления и простоты технических решений начинают вытеснять традиционные технологии во многих отраслях промышленности.

Технология сварки водопроводных труб под давлением

Сварка водопроводных труб под давлением удается не каждому даже опытному сварщику, не говоря уже о тех, кто не так давно начал варить. Из-за постоянного напора воды, которая остужает сварочную ванну, расплавленному металлу трудно сцепиться с основным.

Кроме того, нельзя забывать и о технике безопасности, ведь вода является отличным проводником электрического тока. Особенно это касается сварки потолочных стыков, когда вода просто стекает на сварщика.

Тем не менее, заварить водопроводную трубу под давлением можно, главное захотеть. В данной статье будут представлены советы, которые помогут эффективно выполнить такую работу.

В чем заключаются сложность сварки труб под давлением

Основная сложность, это постоянно вытекающая вода из трубы под напором. В результате этого розжиг электрода становится проблематичным, а сварочная ванна, которая образовывается в результате горения сварочной дуги, остывает за считанные доли секунды. Все это существенно усложняет перенос и плавление металла при сварке.

Также процесс осложняется тем, что при сварке водопроводных труб под давлением все время скапливается большое количество пара. Мало того, что пар ограничивает видимость сварщику, так он еще и поднимается вверх, из-за чего запотевает маска. При сварке потолочных стыков, вода льётся на сварщика, поэтому варить становится еще и небезопасно.

Чтобы заварить трубу с водой, нужно действовать по ситуации. Для этого увеличивается сварочный ток и выбирается определённый режим сварки. Также существуют и свои хитрости, которые помогут заварить трубопровод под давлением.

Рассмотрим рабочие способы, которые помогут заварить свищ в трубе под давлением:

При увеличенном сварочном токе на верхнюю сторону свища накладывается несколько капель металла;
После прекращения горения сварочной дуги, капли металла пристукивают молотком. Это дает возможность углубить наплавленный металл в основной, а также уменьшить диаметр свища. Также подобное действие помогает предотвратить появление пор в дальнейшем;
Затем накладывается еще пара капель металла, и снова они пристукиваются молотком. Таким образом, сварщик продвигается вниз, заделывая отверстие в трубе;
После того, как вода полностью прекратит вытекать из трубы, необходимо будет нарастить стенку. Усиление выполняется меньшим сварочным током и снизу вверх, что не даст прожечь тонкий металл;
В завершении сварки нужно хорошо обстучать сварочный шов молотком, чтобы уплотнить и проковать полученное соединение.

В том случае, когда боковые стенки свища имеют небольшую толщину, перед завариванием их следует усилить. Усиление делается точно таким же способом, как и заваривание отверстия в трубе под давлением.

Как заварить трубу с водой электросваркой

Возникают ситуации, когда дефект на трубопроводе приходится устранять при подаче воды. Чаще свищи возникают на сварных трубах, устранить их можно, сварив водопроводную трубу электросваркой с использованием наплавочных электродов. Хотя сварка будет непрочной, серьезную аварию, утечку воды удастся предотвратить.

Почему возникает необходимость сварки трубы с водой

Варить трубы с водой приходится в следующих ситуациях:

когда после ввода системы в эксплуатацию обнаруживаются непровары стыков;
иногда при монтаже сварных труб в магистрали оказывается дефектная;
когда нельзя оставить без воды большой район;
нет возможности слить воду или это экономически нецелесообразно;
нужно срочно врезать запорную арматуру или узел учета;
из-за уклона вода остается в трубе после слива системы.

Это не все ситуации, при которых нужна сварка трубопроводов с водой.

Особенности сварки водопроводных труб

Заварить трубу с водой можно электродуговой, газовой сваркой, полуавтоматом с применением наплавочной проволоки. Электросварка водопровода, заполненного водой, связана с некоторыми особенностями:

Рабочий режим сварки при заделке дефектов, утечек воды регулируется. Если нет риска прожогов истонченной ржавчиной стенки, силу тока при сварке системы ХВС, заполненную водой, увеличивают на 5–10% в зависимости от вида сплава. За счет охлаждения стенки электрод к ней не будет прилипать при сварке. В зависимости от вида сварочного аппарата, варят на переменном или постоянном токе. Предпочтительнее переменный, дуга при сварке будет стабильной. Соединение образуется даже под толстым слоем воды. Если нужен качественный шов, используют постоянный ток. Хотя напряжение при сварке будет нестабильным, но расплавленный металл наплавки будет глубже проникать в область дефекта при сварке трубопровода с водой.
Для работы электроды выбирают по виду материала трубопровода. Для сварки нержавеющих труб подходят НЖ-13, для ремонта чугунных стояков – МНЧ-2 или ОЗЧ-2, или можно заварить серое высокоуглеродистое чугунное литье. При использовании инвертора в качестве источника тока для ремонтных работ на водоводах приобретают электроды МР-3с, ЦЧ-4, они плавятся на низких токах, имеют невысокую температуру плавления. Электроды предварительно прокаливают, нагревая до 200°С выдерживают от 40 минут до часа.

Какие могут возникнуть сложности

Во время ремонтной сварки водопроводных труб электросваркой качество у шва от контакта с водой будет невысокое. Такая заделка дефектов – временная мера. Она не предусмотрена ГОСТом. При повышении давления воды, опрессовке системы шов, образуемый при сварке, способен треснуть. За такую работу берутся не все сварщики. Наплавка металла в зоне повреждения нередко приводит к множественным свищам вокруг зоны наплава, потому что при сварке активизируется процесс окисления от контакта с водой. Вместо одного свища образуется множество.

Сварка трубопровода, в котором вода, технологически сложная работа еще по ряду причин:

Из-за образующегося от воды пара во время сварки приходится периодически протирать маску, рабочая зона плохо просматривается.
Вода постоянно остужает рабочую зону сварки, не дает металлу проникнуть на большую глубину. Сразу происходит схватывание, начинается кристаллизация.
При протечке трубопроводов, расположенных под потолком, от воды намокает спецодежда. Это чревато пробоем тока. Рука дергается, происходит залипание электрода.

Как заварить трубу с водой

При сварке труб под давлением, заделке свищей чаще применяют обычную сварку инвертором.

Свищи, протечки воды возникают из-за неправильного выбора режима, ударов или коррозионных разрушений. Их устраняют при хорошей освещенности – повреждение должно быть видно со всех сторон. При вертикальном или горизонтальном шве электрод держат перпендикулярно трубе, чтобы вода по нему не стекала. Дефект заплавляется сверху вниз:

в верхней точке наносится несколько капель расплава, после прекращения дуги по рабочей зоне пару раз ударяют молотком, чтобы металл глубже проникал в дефект;
такую же процедуру проводят, опускаясь до самого низа;
когда вода перестанет течь, исчезнет пар, укрепляют стенку вокруг свища, поднимаясь снизу вверх, наносят полумесяцы. Создают дополнительные валики, разбивают их молотком.

Работать надо на малом токе, чтобы не допустить прожогов на поврежденной коррозией стенке.

Ремонт стыков

Бывают ситуации, когда нужно заново проварить весь стык. Сначала варят нижнюю часть стыка, его проваривают через вырезанное в верхней части трубы окно. Его делают любой геометрии: круглым, квадратным, прямоугольным. Это роли не играет, важно обеспечить доступ к стыку. Воду перекрывают, забивая проход тряпками, их вставляют с двух сторон, чтобы максимально подсушить рабочую зону. Шов делается небольшими фрагментами, по три сантиметра, в две проходки. Вторая делается в противоположную сторону. Когда окалина сбита, тряпку убирают, вода снова будет поступать в трубу. Приступают к боковым частям. Финальная часть работы – заваривание окна, его закрывают приготовленной заплатой, шов проводят вкруговую. Стенки толще 6 мм проваривают дважды в разных направлениях.

Врезка в трубопровод

Когда требуется подключение сантехнических устройств, установка приборов учета или запорной арматуры, сгонять воду из системы необязательно, это бывает слишком накладно.

Отвод для сгона воды или кран проводят по следующей схеме:

врезаемый элемент подгоняется под трубопровод;
обваривается по всему контуру;
после этого сверлится врез через патрубок или разобранный шаровый кран;
затем к патрубку монтируется подвод или собирается запорная арматура. После этого открывают подачу воды.

Врезка штуцеров в трубопровод по представленной технологии проводится без снижения давления в магистрали. К ним крепится подсоединяемый элемент.

Полезные советы от специалистов

Магистральная система водоснабжения, заполненная водой, источник повышенной влажности. Существуют профессиональные секреты, позволяющие проводить работу качественно. Нужно снизить воздействие воды. Этого достигают несколькими способами:

В свищ вбивают болт соответствующего диаметра с большой шляпкой. Струйка воды уменьшается, образуются только капли. Если свищ круглый, он забьется полностью. Достаточно будет обварить шляпку и наплавить металл вокруг нее. Этот способ подойдет для любого пространственного положения повреждения.
На свищ накладывают гайку большого размера, течь частично устраняется, вода не попадает на электрод, а вытекает через внутренне отверстие гаки. После этого гайку по внешнему краю обваривают. После этого в нее с использованием фума или вкручивают болт, образуется герметичное соединение, дефект устраняется. Внешний вид трубы становится хуже – это минус, но такой ремонт довольно эффективный, не занимает много времени.
Увеличивается объем металла, подаваемого в сварочную ванну. Нескольких капель бывает недостаточно. Величина капли зависит от толщины электрода. Иногда дополнительно берут электрод с обчищенной обмазкой. Первый электрод создает дугу, а когда образуется ванна расплава, в держатель вставляют второй, на котором нет обмазки. Объем наплавочного материала увеличивается, дырка быстрее заплавляется.

Учитывая особенности работы с заполненной трубой, можно самостоятельно сделать ремонт сети без сгона воды из системы. Нужно правильно подбирать электроды по типу стержня, виду обмазки, регулировать рабочий режим тока.

Читайте также: