Сварка труб под прямым углом

Обновлено: 17.05.2024

Для каждой сооружаемой конструкции из квадратных труб необходимо применять свое соединение под углом 90 градусов. Где-то важна простота и скорость выполненной работы, а где-то надежность и долговечность.

Три способа соединить квадратные трубы под углом 90 градусов

Предлагаю рассмотреть три разных способа соединения профиля под прямым углом, под разные нужды от простого к сложному.

Первый способ

Это самый простой способ соединения прямым углом. Для этого трубы просто приваривают к друг другу в стык. Предварительно зачищаются края.

Данный метод обладает главным достоинством, таким как простота и подходит в основном для быстро сооружаемых конструкций на непродолжительное время.
Хотя недостатков у него больше чем достоинств: края труб должны быть идеально ровными, иначе не о каких 90 градусах говорить не приходится. Далее, конец одной трубы остается открытый и незащищенный от погодных условий.

Второй способ

Второй и самый распространенный способ - это сварка под 45 градусов обеих труб.
На каждой трубе с помощью разметочного треугольника расчерчиваем линии среза под угол 45 градусов.

Далее обвариваем. Данный метод является оптимальным и самым надежным из всех. Его хорошо использовать при изготовлении одиночных, несущих конструкций.
Из недостатков хочется отметить сложность всех расчетов и подгонов в точных узлах.

Третий способ

Переходим к последнему и самому сложному, на первый взгляд, соединению труб по 90 градусов: сварка с вставкой.
Предварительно, из трубы того же диаметра, что и свариваемые трубы необходимо сделать вставку. Для этого на профиле проводим линию под 45 градусов.

Данный способ хорош при производстве сложных конструкций с большим количеством углов. Достаточно напилить необходимое количество данных вставок и приступать к сборке.
Также это соединение обладает плавным углом, бывают случаи где это необходимо.

Смотрите видео

Сварка труб под углом

Сварка труб под углом имеет свои нюансы. Она несколько сложнее, чем другие способы соединения элементов конструкции. Чтобы хорошо выполнить такую работу, специалист должен обладать определенными знаниями и опытом.

С другой стороны, благодаря подобной сварке отпадает нужда в использовании разного рода отводов, тройников и крестовин для сборки системы труб. И данную возможность сэкономить упускать просто-напросто неразумно.

4 основных способа сварки труб между собой

Для сварки труб между собой существует несколько способов, выбор которых будет зависеть от типа соединения:

Сварка встык – при этом методе детали находятся напротив друг друга, к примеру, это концы двух труб.
В тавр, или тавровый стык – чаще всего этот способ используют при врезании в трубу под углом 90°, то есть расположенных перпендикулярно друг к другу (в форме буквы «Т»).
Внахлест – применяют для повышенной герметичности при сборке двух труб, а также при разнице в диаметрах или при наличии неровностей. При таком методе конец одной трубы развальцовывают (увеличивают диаметр края при помощи специального приспособления, растягивают ее поверхность изнутри) и затем надевают ее на край другой трубы.
Угловое соединение – это процесс сварки квадратных или круглых труб с определенным углом относительно друг друга. Обычно используют стандартные значения – под углами 45°, 60° или 90°.

Преимущественно для угловой сварки применяются стальные трубы. Такое соединение участков используют и при изготовлении арматур из конструкционных сплавов, и при производстве труб из высоколегированных сталей. Для металлических изделий с разными свойствами требуются различные технологии сварки и определенный тип электродов.

С помощью сварки (пайки), помимо прочего, можно соединять также алюминиевые или медные трубы. Правда, в таких случаях необходим специальный аргонодуговой аппарат, возбуждающий электрическую дугу в среде инертного газа (аргона). При этом в качестве электрода может быть использована обычная медная или алюминиевая проволока.

Кроме того, применяя технологию термической сварки давлением, можно соединить и полимерные трубы. Эту технику даже используют для изготовления сегментарных фитингов, собираемых из вырезанных фрагментов труб.

Профессиональная разметка труб для последующей сварки

Перенесение необходимых размеров с чертежа на трубу для создания детали или части трубопровода называется разметкой. Этот процесс является важной и ответственной операцией, требующей точности исполнения. Специалист, наносящий метки, должен хорошо уметь читать чертежи, а также обладать развитым воображением, уметь производить геометрические построения и чертить развертки, разбираться в размерах припусков под последующую обработку деталей и труб, учитывать расход материалов, в целях экономии используя разные обрезки.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

При разметке для геометрических построений знаков и линий пользуются мерительными инструментами и шаблонами. В перечень основных приспособлений можно включить линейку и угольник, циркуль и рулетку, транспортир и чертилку, уровень, нутромер, кернер, рейсмус, молоток и штангенциркуль.

Помимо этого, следует использовать и шаблоны. Они служат для разметки однотипных деталей. Материалом для изготовления, в основном, служит толь, жесть или картон.

Для нанесения знаков и меток обычно используют меловую краску с различными примесями, состоящими из жидкого стекла или столярного клея. На один литр воды достаточно взять 120 г мела и 7 г столярного клея. Таким раствором окрашивают поверхность, затем чертилкой наносят риски и, чтобы предотвратить их истирание, производят кернение. Во избежание неточностей и ошибок использовать для таких целей мел является недопустимым.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Варианты разметки труб перед сваркой для начинающих

Процесс сварки труб под углом для начинающих сварщиков представляет определенную сложность. В первую очередь необходимо разметить трубу, после этого ровно отрезать ее при помощи болгарки и вварить в другую. Какие при этом существуют тонкости? Как правильно и быстро сделать отрезку трубы под углом?

Особенно легко произвести сварку труб под углом в 90° или 45°, а для ее разметки использовать обычный бумажный листок. Необходимо квадратный лист бумаги сложить по диагонали. Таким образом, получается простейший шаблон для нанесения угловой разметочной линии.

Можно для таких целей воспользоваться и какой-нибудь емкостью с водой, но такой метод подойдет для разметки труб небольшого диаметра. Наклонив емкость на необходимый угол, следует опустить вертикально в воду трубу, после этого надо вынуть ее и обвести полученную меточную линию.

Помимо предыдущего варианта, имеется еще один простой способ разметки труб под сварку, при использовании которого применяют небольшой металлический уголок. Его слегка прихватывают электродом в том месте, где планируется произвести сварку труб под углом, и после этого по нему ввариваемая труба обводится мелом.

Следующий метод для быстрой разметки труб и последующей их сварки под углом – с помощью приспособления в виде длинных шпажек с резинками. Для такого вида разметки нужно подставить ввариваемую трубу к другой, надев на нее две резинки, а затем плотно вставить шпажки. Достижение необходимого угла производится вытягиванием шпажек, потом производится обрезка трубы.

По завершении разметки надо взять карандаш или остро заточенный мел и нанести черту на поверхности трубы по краям шпажек. После этого, при обрезке трубы по разметочной линии, получается правильный угол для сварки.

Есть и другие высокотехнологичные способы для нанесения разметки труб под углом при сварке, к примеру, с использованием компьютерных программ. Однако такие технологии редко применяются, в основном обходятся простыми методами.

Виды угловых стыков

Основным нормативным документом, контролирующим сварку труб под углом, является ГОСТ 16037-80, в котором отражено, что, кроме пяти способов сварки тройников (крестовин), есть еще и восемь методов стыковки секторов в отводе (элементов в колее). Кроме того, угловое сопряжение, означающее стыковку магистралей под каким-либо углом, осуществляется при помощи следующих разновидностей соединений:

Угловой стык – с одинаковым диаметром без кромочного скоса с использованием одностороннего сварочного шва. Этот метод закреплен в ГОСТ – У16. Выполнение кромок труб происходит практически без зазора, а проекцией линии сопряжения является геометрическая фигура треугольника.
Угловая сварка штуцера или трубы (приварка или отростка) – односторонним сварочным швом, регламентировано ГОСТами У17, У18. Проекция сварочного стыка представляет собой форму полуокружности. Кромки должны быть подогнаны друг к другу с минимальным зазором.
Соединение со скосом кромок и односторонним швом, имеющее шифр У19. Линия сопряжения напоминает сектор окружности. Торец нижней трубы в сущности без обработки, фаска снимается только на верхней трубе.
Соединение, имеющее скос кромки на цилиндрическом торце, выполненное односторонним швом (шифр У20). При проекции линий сопряжения получается сектор дуги, а кромки нижней трубы также не поддаются обработке.
С разделом и размещением вкладыша кольцевого исполнения внутри трубы на односторонней прокладке. Шов наносят с наружной стороны и маркируют в сборочной технической документации как У21.

Соединение труб сваркой под углом производится с помощью следующих типов сварочных швов:

Без применения скосов (разделов) кромок, когда сопрягаемые секторы соединяются при помощи втулки (съемной подкладки), устанавливаемой внутри или встык. При использовании такого метода применяется шов одностороннего исполнения.
С односторонним кромочным скосом и точной обработкой торцевой поверхности одного сектора. Такой стык можно изготовить как при помощи съемной прокладки, так и без нее.
С кромочными скосами, предполагающими условную точность торцов трубы. При данной технологии используются два вида подкладок – цилиндрические и кольцеобразные. Образующую фаску можно нарезать как с наружной, так и с внутренней стороны торцов. Иными словами, односторонний вид шва накладывается не только с внешней, но и с внутренней части трубы, формируя сварное соединение с тупым и острым углом.
С развальцовкой (расточкой) внутренней поверхности торца стыка и скосом кромок по наружной стороне. В соответствии с ГОСТом есть шесть разновидностей внутренней расточки кромок.

Соответственно, при таком разнообразии сварочных швов предполагается применение разных способов и техник сварки, начиная со стандартного электродугового метода и заканчивая газовой пайкой.

Технология сварки

Газовую, аргонодуговую или электродуговую сварку без применения кромочных скосов начинают с подгонки торцов. Минимальный зазор между трубами в данном случае – 0,5 мм, а максимальный – 1,5 мм. Помимо этого, подобную технику разрешается использовать только при толщине стенок труб от 1 до 6 мм. Процесс необходимо начинать с прихватывания точечными швами углового сопряжения, после этого выполнить правку расположения труб и обварить стык снаружи по всему диаметру.

Для углового сопряжения с односторонним торцом предполагается изготовление фаски с углом 50°. А при двустороннем разделе предполагается применение двух фасок, выполненных под углом в 30°. В первом варианте величина зазора между кромками составляет 1-2 мм, а во втором – 2–5 мм. Другими словами, о правильности исполнения торцевых поверхностей практически можно не заботиться. При таком способе стыковки толщина стенок труб колеблется в диапазоне от 2 до 20 мм.

При угловом сопряжении со скосом кромок и разделом предполагается стыковка труб толщиной стенок от 6 до 60 мм. Ширина раздела будет изменяться в пределах от 18 до 48 мм. Такие значения подразумевают использование особой техники заполнения сварочной ванны.

3 метода сварки профильных труб под прямым углом

Чаще всего при изготовлении приспособлений, металлоконструкций и каркасов различного оборудования используется профильная труба. При ее применении в конструкциях почти всегда необходимо выполнить сварку, чаще всего под прямым углом.

Сварочные работы выполняют различными способами, все зависит от того, что является приоритетным – эстетичность или скорость выполнения работ.

Применяется при использовании черновых профильных заготовок, невидимых со стороны конструкций. При сварке два куска профильной трубы необходимо приложить друг к другу под прямым углом (чаще всего при помощи угловой струбцины) и обварить.

В результате образуется качественное и надежное соединение частей, которое выполняется за считанные минуты. Тем не менее, один из трубных торцов остается открытым, и это неприемлемо для использования конструкций, в которых стык такого вида будет просматриваться.

На заготовке в месте планируемого сгиба наносится поперечная линия. Затем влево и вправо от нее под углом в 45° проводятся лучи. То же самое делается и на противоположной стенке трубы – аккуратно напротив. Если использовать угольник, то на нанесение разметки уйдут считанные секунды.

Далее необходимо при помощи болгарки выполнить резы размеченной части трубы, чтобы осталась только поверхность стенки начала выхода лучей. После этого производится сгибание и выравнивание трубы, пока не появится прямой угол. В результате между стенками, предназначенными для стыка, остается зазор, не превышающий 2 мм. Владея определенным опытом, такую сварку можно произвести идеально и просто.

Этот способ почти полностью совпадает с предыдущим, но после сгибания не остаются те самые зазоры, которые порой сложно заварить аккуратно. Для его изготовления необходимо измерить толщину стенки профильной трубы, затем на заготовке прочертить поперечную линию, но при нанесении лучей под 45° необходимо сделать отступ от края, равный толщине стенки.

После этого следует вырезать отмеченную область и согнуть трубу. Наличие такого отступа при сгибе позволяет полностью устранить зазор. В итоге получается, что аккуратно нанести такой шов сможет даже сварщик с начальным уровнем подготовки. Эта технология является более кропотливой, но результаты в эстетическом плане намного качественнее.

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.

Горизонтальная сварка труб

Электросварка позволяет соединять металлические изделия при помощи их нагрева и расплавления электрической дугой. Сегодня данная технология активно используется в самых разных сферах промышленности и даже в быту. Далее вы узнаете, каким образом происходит горизонтальная сварка труб.

Нюансы горизонтальной сварки труб

Надежный горизонтальный шов обычно формируют при помощи постепенного перемещения зажженного конца электрода в поперечном направлении. Движение идет от одной соединяемой детали к краю другой.

Расстояние от конца электрода до изделия должно быть достаточным для образования электрического разряда. Этот отрезок называют длиной дуги, и сварщик должен непрерывно следить за сохранением ее оптимального состояния.

Режим горизонтальной сварки труб позволяет использовать три дуговых промежутка:

короткий, чья длина составляет 1–1,5 мм;
длинный, то есть 3,5–6 мм;
нормальный 2-3 мм.

При первом варианте происходит малый прогрев металла по ширине, из-за чего по кромкам шва образуется заметное углубление – такой дефект называют подрезом. Отметим, что последний является показателем низкого качества сварного шва.

При работе с длинной дугой обычно не удается избежать того, что время от времени она гаснет. Кроме того, при данном подходе происходит недостаточный прогрев металла по глубине, из-за чего снова страдает качество соединения.

Для получения действительно надежного шва при помощи горизонтальной сварки подходит только один вариант – использование дуги нормальной длины. Ее размеры рассчитывают таким образом: Ld = 0,5 - 1,1 × Dэ (Ld – длина дуги; Dэ – диаметр электрода). Полученными в результате расчета показателями и стоит оперировать начинающему сварщику в процессе работы.

Горизонтальная сварка труб осуществляется при положении электрода углом вперед, углом назад, прямым углом. Каждый из этих технологических приемов предназначен для работы в разных условиях.

Метод «углом вперед» обычно выбирают, когда требуется соединить элементы горизонтальным и вертикальным швами при верхнем расположении деталей в пространстве, то есть во время потолочной сварки. Кроме того, данный подход позволяет без труда справляться со сваркой труб и с формированием горизонтальных неповоротных стыков либо с изготовлением самодельной печки из газового баллона.

Если электрод находится строго под углом 90° к поверхности изделия, удается производить работы даже в труднодоступных местах.

Метод «угол назад» необходим, чтобы качественно осуществлять горизонтальные сварочные работы на угловых стыках.

Подход «углом вперед» чаще всего используется в процессе работы с тонкостенными металлами. Дело в том, что подобное положение электрода позволяет добиться широкого шва малой глубины. Тогда как на толстостенных металлах стараются отдавать предпочтение методу «углом назад», поскольку он позволяет прогреть металл на большую глубину.

Однако к значимым факторам, способным повлиять на качество шва, относится не только способ, выбранный для горизонтальной сварки труб, но и значение силы тока и скорость перемещения электрода. Работа с большой силой тока сопряжена с прогревом металла до большой глубины, за счет чего удается увеличивать скорость перемещения электрода. Когда удается задать оптимальное соотношение тока и скорости, получается ровный качественный шов.

Таблица соответствия силы тока, толщины электрода и обрабатываемого металла:

Диаметр электрода, мм

Толщина металла, мм

При выборе определенной скорости передвижения электрода важно учитывать мощность дуги. Дело в том, что при слишком быстрой подаче электрода и недостаточной силе тока не удастся добиться необходимой температуры прогрева. В итоге металл не будет проварен до нужной глубины, получится поверхностный шов, скрепляющий только границы кромок.

Возможна и обратная ситуация: при недостаточно быстром продвижении электрода происходит перегрев, а это может привести к деформации заготовки по линии сваривания. Если приходится работать с металлическими изделиями малой толщины, мощная дуга прожигает материал.

Технология горизонтальной сварки

Метод сварки горизонтальных неповоротных стыков труб отличается от других подходов тем, что при нем необязательно полностью разделывать кромки. Допускается сохранение только несущественной разделки в 10°. При таком подходе используют среднюю дуговую сварку, в результате чего удается улучшить соединение элементов из металла и при этом не снизить их качество.

Для сварки горизонтальных стыков трубопровода рекомендуется использовать обособленные неширокие слои. В первую очередь ведется работа с корнем шва – для его проварки лучше всего подходят электроды диаметром 4 мм. В соответствии с законом Ома, сила тока должна находиться в пределах 160–190 А. За счет возвратно-поступательных движений электрода внутри стыка должен сформироваться нитевидный валик 1–1,5 мм высотой.

Далее покрытие первой прослойки должно быть тщательно зачищено, и можно переходить ко второй прослойке. Ее выполняют таким образом, чтобы она закрывала предыдущий слой. Для этого электрод снова совершает возвратно-поступательные движения, кроме того, сварщик делает едва заметные покачивания между краями верхней и нижней кромок. По направлению первый и второй слой совпадают.

Перед переходом к третьей прослойке силу тока повышают до уровня в 250–300 А. Чтобы повысить производительность работы, теперь рекомендуется выбирать электроды диаметром 5 мм. При варке третьего слоя выбирают направление, противоположное использованному до этого. Кроме того, третий валик обычно формируют на более высоких режимах, а чтобы он был выпуклым, подбирают соответствующую скорость. На данном этапе горизонтальной сварки труб используют метод «углом назад» либо под прямым углом. Отметим, что третий валик должен заполнять две трети ширины предыдущего.

При работе с четвертым валиком используют те же режимы, что и для третьего. Угол наклона электрода относительно вертикальной поверхности трубы должен быть в пределах 80°–90°. При этом не изменяется направление варки.

Нужно понимать, что если накладывается более трех прослоек, то у технологии электросварки с горизонтальными стыками появляется одна особенность – направления работы, начиная с третьей прослойки, чередуются. Длят труб диаметром в 200 мм обычно используют сварку сплошными швами. Обратноступенчатый способ горизонтальной сварки труб применяют, когда диаметр превышает 200 мм. Считается, что каждый участок должен иметь длину около 150–300 мм.

Сварка трубопровода под углом 45°.

При данном типе горизонтальной сварки труб шов находится под определенным углом. Для его формирования необходимо выполнить целый ряд действий с электродом, в том числе изменять направления сварки и угол наклона. Это и является ключевой особенностью данного способа сварки труб, который требует от сварщика немалого опыта, достаточно высокого уровня профессионализма и универсальных навыков. Все названное наиболее актуально, когда речь идет о горизонтальной сварке труб в системах с повышенными требованиями к герметичности.

Технологию горизонтальной сварки труб под углом 45° подбирают в соответствии с диаметром свариваемых изделий:

Газовые трубы не более 200 мм варят несколькими слоями подряд. Для этого трубу плавно проворачивают, не прекращая сварку, по мере заполнения шва.
Другие виды труб средних диаметров соединяют, разделив окружность на четыре сегмента, после чего осуществляют их последовательную проварку. Когда наплавлены первые два сегмента, трубопровод поворачивают на пол-оборота и продолжают работу.
Трубы значительного размера, то есть не менее 50 см, сваривают несколько иначе. Их окружность делят на большее количество сегментов, таким образом, чтобы длина одного сегмента была в пределах 150–300 мм.

Контроль качества сварки труб

После сварки труб в горизонтальном положении необходим контроль качества получившихся швов. Этим в течение всего периода сварочных работ занимается строительно-монтажная организация. Обязательно оценивается качество применяемых материалов, техническое состояние сварочного оборудования и инструмента, квалификация специалистов, осуществляющих горизонтальное соединение труб.

Кроме того, проверяют качество работ по операциям при сборке, прихватке и положении швов, производят внешний осмотр участков соединения. Также обязательно производится проверка сплошности швов при помощи физических методов, механические испытания образцов, взятых из контрольных стыков. Еще одним обязательным этапом являются пневматические или гидравлические испытания законченного теплопровода.

Проверка сварочных материалов предполагает не только визуальный осмотр, но и сопоставление характеристик, указанных в сертификатах, с требованиями существующих ГОСТов и технических условий. Прежде чем приступать к горизонтальной сварке труб, проверяют техническое состояние всего используемого оборудования. Для этого смотрят документы и, если необходимо, пробный стык.

Также обязательным считается пооперационный контроль, который осуществляется в процессе сборки и горизонтальной сварки стыков. Проверяют центровку труб, совпадение кромок, размеры зазоров, скос кромок, притупление и зачистку кромок, расположение и качество прихваток. Проверке подлежит технология и режим горизонтальной сварки, порядок наложения слоев шва, их форма, зачистка шлака, отсутствие любых внешних дефектов, например, подрезов, пор, трещин. Обязательно устанавливают соответствие технологическим инструкциям.

Внешний осмотр швов должен показать, что выполняются следующие требования. Наплавленный металл должен иметь слегка выпуклую поверхность по всему периметру с плавным переходом к материалу основного изделия без подрезов. Не допускается наличие незаваренных кратеров на шве. Усиление шва в процессе горизонтальной сварки труб должно иметь одинаковую высоту по всей его протяженности, ширина также не должна изменяться. В месте соединения не может быть каких-либо трещин, пор, наплывов, кратеров и грубой чешуйчатости. Если обнаруживаются стыки, не соответствующие перечисленным правилам, их бракуют и сразу исправляют.

Проверка сплошности швов после горизонтальной сварки труб производится при помощи неразрушающих методов. Таким образом оцениваются сварные соединения на целом ряде объектов. Так проверяют трубопроводы, на которые распространяются требования Правил Госгортехнадзора России, с наружным диаметром до 465 мм – в объеме, установленном данными Правилами, диаметром 465–900 мм – в объеме не менее 10 %, но не менее четырех стыков.

Если речь идет о диаметре более 900 мм – в объеме не менее 15 %, но не менее четырех стыков. Процент исчисляется от общего числа однотипных границ соединений, выполненных одним сварщиком. Проверка сплошности сварных швов посредством магнитографического контроля предполагает, что 10 % общего числа проверенных стыков должно быть повторно оценено при помощи радиографического метода.

Физические методы контроля применяются ко всем без исключения сварным стыкам, когда осуществляется прокладка теплопроводов под железнодорожными, трамвайными путями, автомобильными дорогами, городскими проездами, а также производится обустройство подводных, подземных переходов через указанные препятствия либо идут работы в коллекторах и технических коридорах.

Сварные стыки теплопроводов не проходят проверку неразрушающими методами, если удается выявить трещины, кратеры, прожоги, непровары в корне шва, выполненного на подкладном кольце.

Если неразрушающие методы позволили обнаружить недопустимые дефекты в сварных швах трубопроводов, на которые распространяются требования Правил Госгортехнадзора РФ, обязательно повторно производят контроль качества швов, установленных этими Правилами. Отметим, что Правила не распространяются на сварные швы с удвоенным числом стыков по сравнению с указанным выше.

Если во время повторной проверки обнаруживаются недопустимые дефекты, осматривают все стыки, выполненные допустившим ошибку сварщиком. Испытания на растяжение и изгиб механическим способом осуществляют не на самом трубопроводе, а на вырезанных из контрольных стыков образцах.

Контрольные стыки сваривают в условиях, аналогичных условиям горизонтальной сварки рабочих труб, при этом используются те же основные материалы и присадки, а сварщик находится в таком же положении, что и при работе над производственными стыками. В качестве контрольных образцов берут худшие с точки зрения внешнего вида. Для проведения механических испытаний отбирают 0,5 % контрольных стыков из общего числа швов, сваренных каждым сварщиком, при этом их не может быть менее одного в месяц.

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: