Сварка технологических трубопроводов аргоном

Обновлено: 17.05.2024

Ручная аргонодуговая сварка неплавящимся W-электродом применяется для неповоротных стыков труб из низкоуглеродистых, низколегированных и легированных (коррозионностойких) сталей. Диаметр свариваемых труб - менее 100 мм, толщина стенки - до 10 мм.

Выбор параметров режима

Сварочный ток выбирают: при однопроходной сварке - в зависимости от толщины стенки трубы, а при многопроходной - исходя из высоты валика, которая должна составлять 2 - 2,5 мм. Сварочный ток назначают из расчета 30 - 35 А на 1 мм диаметра электрода.

Напряжение на дуге должно быть минимальным, что соответствует сварке короткой дугой.

Скорость сварки регулируют так. чтобы гарантировались проплавление кромок и формирование требуемых размеров шва.

Расход защитного газа зависит от марки свариваемой стали и токового режима (от 8 до 14 л/мин).

Присадочная проволока диаметром 1,6-2 мм выбирается но марке свариваемой стали (см. статью Сварочные материалы).

Ориентировочные режимы

Диаметр W-электрода, мм

Диаметр присадка, мм

Сварочный ток, А

Напряжение на дуге, В

Расход газа, л/мин

Минимальные режимы по току в зависимости от марки W-электрода

Постоянный ток (А) полярности

Переменный ток, А

Сварку начинают сразу же после установки прихваток, которые при выполнении первого слоя нужно переплавить. В труднодоступных местах первый корневой шов можно выполнять без присадочной проволоки, если зазор и смешение кромок не превышают 0,5 мм, а притупление кромок не более 1 мм. Исключение составляют стыки труб из сталей 10 и 20, которые всегда нужно сваривать с присадкой.

Очередность наложения слоев при сварке одним сварщиком неповоротного стыка

Зажигать и гасить дугу следует на кромке трубы или на уже наложенном шве на расстоянии 20-25 мм от конца шва. Подачу аргона прекращают спустя 5-8 с после обрыва дуги.

При сварке высоколегированных сталей нужно соблюдать ряд условий:

минимальные токовые режимы;
короткая сварочная дуга;
максимальная скорость сварки без перерывов и повторного нагрева одного и того же участка металла;
избегать поперечных колебаний горелки;
присадочную проволоку следует подавать равномерно, чтобы не создавать брызг расплавленного металла, которые, попав на основной металл, могут вызвать впоследствии очаги коррозии

На толстостенных (более 10 мм) трубопроводах диаметром более 100 мм из низкоуглеродистых и низколегированных сталей корневой шов сваривают аргонодуговым способом без остающихся подкладных колец.

Сварку следует вести обратноступенчатым способом участками длиной не более 200 мм. Высота корневого шва должна быть не менее 3 мм. При этом необходимо обеспечить плавные переходы к поверхности трубы.

Направление и очередность укладки корневого слоя

Аргонодуговую сварку используют также, когда приваривают подкладное кольцо в трубах из углеродистых и низколегированных ст алей. Кольцо плотно, но без натяга, устанавливают в трубу, оставляя зазор между кольцом и внутренней поверхностью трубы не более 1 мм. Кольцо прихватывают снаружи угловым швом длиной 15-20 мм с катетом 2.5-3 мм к трубам диаметром до 200 мм в двух местах, а большего диаметра в трех-четырех местах.

Прихватку, независимо от марки стали трубы и подкладного кольца, выполняют с присадочной проволокой Св-08Г2С диаметром 1,6-2 мм. Подкладное кольцо приваривают однослойным угловым швом с катетом 3-4 мм с тем же присадком.

Прихватку и приварку подкладного кольца делают без предварительного подогрева независимо от марки стали и толщины стенки трубы. Исключение составляют трубы из стали 15Х1М1Ф с толщиной стенки более 10 мм - конец такой трубы подогревают до 250 - 300 °С.

ОСТ 36-57-81 Трубопроводы стальные технологические из углеродистых и легированных сталей на давление Ру до 9,81 МПа (100 кгс/см2) ручная аргонодуговая сварка

Утвержден и введен в действие приказом Министерства монтажных и специальных строительных работ СССР от 15 октября 1981 г. № 262.

Приказом Министерства монтажных и специальных строительных paбот СССР от 15 октября 1981 г. № 262 срок введения установлен с 1 июля 1981 г.

Настоящий стандарт распространяется на технологические трубопроводы из углеродистых и легированных сталей, обеспечивающие ведение технологического процесса, включающего получение, переработку и транспортировку промежуточных продуктов, и устанавливает технологический процесс ручной аргонодуговой сварки стыков трубопроводов.

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1.1. Для изготовления стальных технологических трубопроводов необходимо применять трубы из материалов, соответствующих указаниям проектной документации заказчика и по своему химическому составу и механическим свойствам соответствующих требованиям государственных стандартов и технических условий согласно обязательному приложению 1.

1.1.2. Применение труб из других материалов разрешается только по согласованию с проектной организацией при условии, что технологические и эксплуатационные характеристики заменяющих материалов не ниже, чем у заменяемых.

1.1.3. Предприятие-изготовитель должно подтверждать качество материала труб соответствующими сертификатами.

1.1.4. При отсутствии сертификата предприятие-поставщик (заказчик) должно перед сваркой подвергать материалы труб проверке для подтверждения соответствия химического состава и механических свойств марке стали согласно требованиям стандартов или технических условий, приведенных в обязательном приложении 1.

1.1.5. Материалы труб, к которым предъявляют требования по стойкости к межкристаллитной коррозии, независимо от наличия сертификата перед запуском в производство должны быть испытаны на склонность к межкристаллитной коррозии по ГОСТ 6032-75.

1.2.2. Каждая партия сварочной проволоки должна иметь сертификат с указанием предприятия-изготовителя, марки, диаметра, номера плавки и химического состава проволоки. К каждой бухте (мотку) сварочной проволоки должна быть прикреплена бирка с указанием предприятия-изготовителя, номера плавки и обозначения проволоки в соответствии со стандартом.

1.2.3. Каждая бухта сварочной проволоки, не имеющая сертификата, перед сваркой должна быть проконтролирована на соответствие марочному составу путем стилоскопирования для определения легирующих элементов. Для анализа легированной и высоколегированной сварочной проволоки стилоскопированию подвергают оба конца бухты. В случае неудовлетворительных результатов стилоскопирования проводят химический анализ проволоки. При выявлении несоответствия химического состава сертификату данная бухта сварочной проволоки не может быть использована для сварки.

1.2.4. Сварочную проволоку необходимо хранить в сухом закрытом помещении в условиях, предохраняющих ее от ржавления, загрязнения и механических повреждений в соответствии с ГОСТ 2246-70.

1.2.5. Качество аргона в соответствии с ГОСТ 10157-73 удостоверяет сопроводительный документ, который закладывают в закрываемый колпачком маховичок вентиля каждого баллона.

1.2.6. Перед использованием баллона с аргоном необходимо проверить качество газа. Для этого на пластину или трубу наплавляют сварочный валик длиной 100-150 мм и с помощью технического осмотра по ГОСТ 3242-79 поверхности наплавки и излома шва определяют надежность газовой защиты. При наличии пор в металле шва газ, находящийся в данном баллоне, бракуют.

1.2.7. В качестве неплавящихся электродов для ручной аргонодуговой сварки необходимо применять прутки или проволоку из вольфрама диаметром от 0,8 до 4,0 мм в соответствии с ОСТ 1.41710-77.

1.2.8. Каждая партия неплавящихся электродов должна иметь сертификат предприятия-изготовителя с указанием марки.

1.2.9. Неплавящийся электрод перед работой должен быть заточен на конус. Угол конуса (φ) должен быть равен 28 - 30°, длина конической части (L_з) должна составлять 5-6 диаметров электрода (D_э). Конус после заточки должен быть притуплён, диаметр притупления (d_n) должен быть равен 0,2 - 0,5 мм (черт. 1).

8.1. Аргонодуговая и комбинированная сварка труб малых диаметров

8.1.1. Требования данного подраздела распространяются на сборку и сварку неповоротных стыков труб наружным диаметром 100 мм и менее, при этом предусматривается два технологических варианта сварки:

сварной шов выполняется комбинированным способом: корневой слой - ручной аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом, последующие слои - ручной дуговой сваркой покрытыми электродами;

Для стыков труб при толщине стенки 4 мм и более предпочтение следует отдавать комбинированному способу; при меньшей толщине нужно сваривать стык полностью ручной аргонодуговой сваркой.

8.1.2. Для ручной аргонодуговой сварки неплавящимся электродом рекомендуется использовать однопостовый источник постоянного тока, оснащенный устройством бесконтактного или контактного возбуждения дуги на малых токах и плавного снижения сварочного тока при заварке кратера шва (в частности, ТИР-300ДМ1, УДГ-350, УПС-301), или многопостовый источник с балластным реостатом для регулирования сварочного тока и обеспечения стабильного горения сварочной дуги.

Аргон из баллона должен поступать в горелку через редуктор с дозирующим устройством; могут быть также применены редукторы-расходомеры АР-10, АР-40 или любой кислородный редуктор с ротаметром типа РМ.

Для ручной сварки неплавящимся электродом в среде аргона стыков труб в монтажных и ремонтных условиях рекомендуется применять малогабаритные горелки МАГ-3, АГМ-2 и др.

8.1.3. Конструкция сварных соединений должна соответствовать требованиям, приведенным в табл.6.2 (разделки Тр-1 или Тр-2).

8.1.4. Собранные стыки прихватывают в одном или двух местах ручной аргонодуговой сваркой с применением присадочной проволоки или без нее. Исключение составляют стыки труб из углеродистой стали, которые всегда следует прихватывать с применением присадочной проволоки, а также стыки труб из стали других марок при зазоре между трубами более 0,5 мм. Используется присадочная проволока той же марки, какая будет применяться для сварки данного стыка. Размеры прихваток и их число должны отвечать требованиям подраздела 6.3.

Подогрев стыков при выполнении прихватки регламентирован требованиями, приведенными в подразделе 6.4.

8.1.5. Ручную аргонодуговую сварку производят сразу после выполнения прихватки. При комбинированной сварке стыки, в которых заварен корневой слой, должны быть полностью сварены во время той же рабочей смены.

Корневой слой (первый проход) выполняется ручной аргонодуговой сваркой с использованием присадочной проволоки или без нее. Корневые слои стыков труб из углеродистой стали, а также стыки труб из стали других марок при зазоре более 0,5 мм должны свариваться с присадкой. Последующие слои шва выполняются с применением присадочной проволоки диаметром 1,6-3 мм. Марка проволоки выбирается по данным табл.4.4.

8.1.7. Ручную аргонодуговую сварку нужно выполнять возможно короткой дугой на постоянном токе (70-100 А) прямой полярности вольфрамовым электродом диаметром 2-4 мм. Значение тока сварки уточняют при выполнении пробных стыков.

8.1.8. Зажигание и гашение дуги следует производить в разделке трубы или на уже наложенном шве на расстоянии 20-25 мм от его конца.

Подачу аргона необходимо прекращать спустя 5-8 с после обрыва дуги и в течение этого времени подавать аргон на кратер для защиты металла шва от воздействия воздуха.

8.1.9. Высота слоя (валика), выполненного ручной аргонодуговой сваркой, должна быть 2-4 мм. Примерное расположение слоев и валиков в сечении шва показано в табл.8.1. Порядок наложения слоев (валиков) такой же, как при ручной дуговой сварке стыков труб аналогичного диаметра (см. рис.7.3, а; 7.5, а; 7.13-7.14).

Предпочтительно, чтобы сварку стыков труб поверхностей нагрева котлов, собранных в блоки, выполняли одновременно два сварщика одним из способов, приведенных в п.7.2.5.

8.1.10. При комбинированной сварке основную часть разделки (после наложения корневого слоя ручной аргонодуговой сваркой) следует заполнять дуговой сваркой в соответствии с требованиями, изложенными в подразделе 7.2.

8.1.11. Размеры выпуклости швов (независимо от метода сварки) должны соответствовать приведенным в п.6.5.7.

8.2. Аргонодуговая сварка корневого слоя шва стыков толстостенных трубопроводов

8.2.1. Требования данного подраздела распространяются на сборку и ручную аргонодуговую сварку неплавящимся электродом корневого слоя шва неповоротных стыков труб при толщине стенки 10 мм и более, собранных без остающихся подкладных колец (с заполнением остальной части разделки ручной дуговой сваркой, механизированной в углекислом газе либо автоматической под слоем флюса).

8.2.2. Оборудование поста для ручной сварки в среде аргона корневого слоя шва стыков толстостенных трубопроводов должно соответствовать указанному в п.8.1.2.

8.2.3. Конструкция сварных соединений должна отвечать требованиям табл.6.2 (разделки типов Тр-2, Тр-6, Тр-7).

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.

Аргоновая сварка труб

Аргоновая сварка труб сегодня востребована как никогда, ведь данная технология основана на использовании наиболее доступного, а потому самого дешевого газа, являющегося продуктом массового производства. Кроме того, этот процесс позволяет соединить разные виды металлов и занимает не так много времени.

Правда, одно дело варить аргоном плоские поверхности и совсем другое – более сложные изделия в виде труб. Тут без определенных навыков и знания некоторых тонкостей не обойтись. Все нужно делать последовательно и в соответствии с правилами, иначе работа вряд ли будет выполнено удовлетворительно.

Суть аргоновой сварки

Выражение «сварка аргоном», которое можно услышать среди домашних умельцев, в действительности некорректно. Аргон – инертный газ, который не принимает непосредственного участия в соединении заготовок. Верной является формулировка «сварка в инертной среде». При этом работы проводятся в среде аргона или другого защитного газа, который препятствует негативному воздействию окружающей среды на сварную зону.

Если же вернуться к бытовому выражению, то аргоновая сварка представляет собой технологию, в которой сочетаются газовая и электрическая. Она позволяет соединять заготовки из любых материалов и размеров. Технология подходит для сварки чугунных, стальных, медных и др. деталей. Она одинаково хороша как для крупных стальных труб, так и для небольших бронзовых крючков для вешалки. Аргоновая сварка используется также для работы с изделиями из нержавеющей стали.

В процессе аргоновой сварки труб и других металлических деталей соединяемые края расплавляются под воздействием высокой температуры.

Для нагревания заготовок используется огонь, который не может гореть без кислорода. Вступая в химическую реакцию с металлом, кислород окисляет его. Чем быстрее происходит окисление, тем сложнее процесс сварки. Эта реакция относится к нежелательным, с которыми сталкиваются сварщики во время выполнения сварных работ.

При окислении внутри металла образуется множество воздушных пузырьков, снижающих качество шва. Алюминий же при большом количестве кислорода сгорает.

Аргон необходим для того, чтобы защитить зону сварки от воздействия окружающей среды, т. е. вытеснить из нее кислород. Поскольку газ тяжелее воздуха, то он вытесняет кислород из рабочей области.

Кроме аргона, для этой цели используют также гелий. Однако последний применяется реже, поскольку он интенсивнее расходуется и дороже стоит. Кроме того, работа с гелием требует использования защитной одежды.

Еще одним инертным газом, применяемым при сварке, является азот. Это наиболее редкий газ, с помощью которого сваривают медные изделия. Самым востребованным является аргон, именно он и дал разговорное название для этой технологии сварных работ.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Плюсы и минусы аргоно-дуговой сварки

Далее расскажем о достоинствах и недостатках аргоновой сварки труб и других изделий, влияющих на качество шва, его прочность и другие параметры работы.

К достоинствам следует отнести:

Невысокую температуру нагрева, благодаря которой максимально сохраняются размеры и форма соединяемых заготовок.
Поскольку инертный газ плотнее и тяжелее воздуха, он вытесняет его из рабочей зоны, обеспечивая ее защиту.
Благодаря высокой тепловой мощности сварочной дуги соединение заготовок происходит за короткое время.
Аргоновая сварка труб и других заготовок очень проста в исполнении, может использоваться даже новичками.
Подходит для работы с различными видами металлов, которые нельзя сваривать с помощью других технологий.

Впрочем, у технологии есть и ряд недостатков:

Аргоновую сварку нельзя проводить при ветре и сильном сквозняке, поскольку в таких условиях часть газа улетучивается из рабочей зоны, тем самым снижая степень ее защиты и качество сварного шва. Работа с инертными газами выполняется в закрытых помещениях, оборудованных хорошей системой вентиляции.
Технология предполагает использование сварочного оборудования со сложной системой управления и настройки режимов работы.
При необходимости использования высокотемпературной дуги понадобится дополнительное охлаждение заготовок.

Области применения аргоно-дуговой сварки

Аргоновую сварку труб и других металлических заготовок используют в различных сферах промышленности, а также в бытовых условиях и на небольших производствах. В основном, технологию применяют для соединения деталей из цветных металлов и легированных сталей. Если предстоит работа с изделиями небольшой толщины, то сварка выполняется без использования присадок.

С помощью технологии сварки в среде защитного газа продлевают срок эксплуатации автомобильных запчастей, нарезают резьбу, латают трещины. Чтобы получить качественный сварной шов, сварщику требуется опыт, а также знания в области физико-химических свойств различных металлов.

Технология аргоновой сварки труб и других изделий из металла позволяет получать высококачественный шов, поддерживать одинаковую глубину проплавления металла. Именно его используют при необходимости соединения неповоротных стыков труб. Для работы с заготовками из алюминиевых и титановых сплавов необходимы неплавящиеся электроды, для изделий из алюминия и нержавеющих сталей – плавящиеся.

Технология сварки труб вручную в аргоне

При помощи ручной аргоновой сварки труб формируют корень шва технологических трубопроводов, изготовленных из углеродистых, низко-, среднелегированных и легированных сталей, диаметр которых не превышает 100 мм, а толщина стенок – 10 мм.

Технологические трубопроводы из хромированных никелевых сплавов монтируют также с помощью сварки в защитной аргоновой среде. Если толщина стенок трубопровода не превышает 3 мм, то их сваривают только аргоно-дуговой технологией. Если же стенки трубы толще 3 мм, то аргоновую сварку применяют для формирования корня шва, дальнейшее соединение элементов трубопровода выполняется аргоно-дуговым способом с использованием присадочной проволоки, ручным методом с применением покрытых электродов или механизированными способами сварки.

Если расстояние между свариваемыми трубами не превышает 0,5 мм, использовать присадочную проволоку для их соединения не нужно, если превышает – присадочная проволока обязательна. Если аргоновая сварка труб выполняется в ветреную или дождливую погоду, необходимо работать в специальном укрытии.

Чтобы определить, под каким углом располагать электрод к свариваемой трубе, необходимо ориентироваться на качество защиты и конструктивные особенности горелки. При использовании горелок АГМ-2 и АГС-3 угол может варьироваться в пределах от 0° до 70°, при использовании других горелок (АР-3, МГ-3 и пр.) с канальной схемой истечения газов – от 0° до 25°.

Если в процессе аргоновой сварки труб используется присадочная проволока, то подается она в рабочую зону слева направо, в то время как горелка двигается навстречу проволоке, т. е. справа налево. При формировании корневого шва амплитуда колебаний горелки и присадки составляет от 2 до 4 мм. Если в дальнейшем накладываются еще швы, то горелку перемещают поперечными движениями, амплитуда колебаний которых варьируется от 6 до 8 мм. Оплавляемый конец присадки во время сварочных работ должен находиться в защитной газовой среде. Сама подача проволоки должна происходить плавно, без резких движений.

При ручной аргоновой сварке труб и других металлических заготовок используют как можно более короткую электрическую дугу (около 1–3 мм), ток должен быть постоянным с обратной полярностью. Зажигают и гасят дугу на кромке или на шве соединяемых элементов на расстоянии 20–25 мм сзади кратера. Аргон начинает поступать в горелку за 15–20 секунд до того, как дуга активируется, подача инертного газа прекращается спустя 10–15 секунд после того, как дуга погашена. В эти периоды струю аргона необходимо направлять в зону начала сварки или на кратер.

При аргоновой сварке труб необходимо уделить пристальное внимание корню шва и заделке кратера. В последнем случае оптимально подходит дистанционное управление источником питания электрической дуги. Если нет возможности управлять дугой дистанционно, то в кратер вводят каплю расплавленного металла с присадки, одновременно быстро отводя горелку от области стыка, пока дуга естественным образом не оборвется.

Если сварочные работы выполняются без использования присадочной проволоки, то для заделки кратера горелку сначала быстро уводят в противоположную движению сторону, а потом также быстро возвращают обратно к кратеру. После того как корневой шов сформирован, необходимо проверить его качество. Если будут обнаружены трещины или другие дефекты, то этот участок удаляется с помощью узкого наждачного круга, после чего повторно заваривается с использованием присадки. При формировании корневого шва с применением расплавляемой вставки присадочную проволоку не используют, вставку расплавляют на всю глубину и по всему периметру сварного соединения.

Если свариваемый трубопровод имеет небольшой диаметр, то количество используемого для продувки аргона должно быть не более 3-4 л/мин. Чем больше диаметр и длина свариваемых труб, тем дольше время продувки. Чтобы сэкономить инертный газ, им заполняют не всю полость трубы, а только трубопровод в области сварного соединения, для чего используют специальные заглушки, ограничивающие зону продувки.

После того как заглушки установлены, инертный газ подают через специальный рукав и заполняют полость трубы. У этого способа есть определенные недостатки. Поскольку для продувки используется свыше 50 % аргона, который защищает рабочую зону, то защита обратной стороны формируемого шва стоит в два раза дороже, чем непосредственно сварка стыка. На увеличении стоимости продувки сказывается необходимость изготовления и установки заглушек. Если работа выполняется с замыкающими стыками, то инертным газом заполняется вся полость трубы.

Для устранения этих недостатков сварщики используют флюс. Паяльную пасту наносят при плюсовой температуре на обратную сторону сварного шва до его кристаллизации. Высыхает паста через 15–20 минут, сварщик контролирует процесс визуально, ориентируясь на ее цвет (сухая масса будет темно-серой).

Нагревают стыки с помощью:

гибких нагревательных элементов типа ГЭН;
комбинированных нагревательных элементов типа КЭН;
гибких индукторов из голого медного провода марки М или М1Т сечением 180–240 мм 2 с 8–12 витками;
газопламенными горелками.

После установки и крепления к месту стыка воронок из листового асбеста его прогревают одноплеменными универсальными горелками на нейтральном пламени. Их количество выбирается таким образом, чтобы равномерно прогреть свариваемый стык по всей окружности. Кольцевые многопламенные горелки располагают по обе стороны от места соединения заготовок.

Аргоновая сварка труб может выполняться в поворотном и неповоротном положениях. В первом случае ось трубопровода может быть расположена как вертикально, так и горизонтально. Во втором – шов формируется за два поворота. Если длина сваренных участков составляет более 200 мм, используется обратноступенчатый способ.

Аргоновую сварку труб диаметром менее 21,9 см из мартенситных и мартенситно-ферритных сталей выполняет один сварщик. Для работы с трубами большего диаметра необходимо два специалиста. Если диаметр трубы превышает 80 см, то сварку выполняют четыре сварщика, работающие поочередно.

Аргоновая сварка труб из мартенситно-ферритных сталей выполняется при температуре окружающей среды выше 0 °С, работать с трубами из стали 15ХМ можно при температуре воздуха выше +10 °С, при этом заготовки независимо от толщины стенок прогреваются до +250…+300 °С.

Перерыв между завершением сварочных работ и началом термообработки определяется в соответствии с требованиями проекта работ. При аргоновой сварке нельзя перегревать места соединения труб из аустенитной стали. При нагревании металла на расстоянии 20–25 мм от стыка до +100 °С либо делается перерыв в работе, либо стык охлаждается с помощью струи сжатого воздуха.

Если необходимо выполнить аргоновую сварку труб из разнородных сталей разной степени легирования, выбирают технологию и режимы работы, подходящие для сваривания более легированных металлов. При работе с трубами из разнородных сталей, принадлежащих к разным структурным классам, выбранная технология и режим сварки должны обеспечивать наименьшее проплавление основного металла.

При работе с коррозионностойкими и жаропрочными сталями, в составе которых содержится 12 % хрома, а также с высокохромистыми хромоникелевыми сталями температура нагрева должна быть приближена к той, при которой сваривают однородные стали с содержанием хрома 12 %.

Аргоновая сварка труб из нержавейки

Читайте также: