Сварка труб в нижнем положении

Обновлено: 08.07.2024

Род и полярность тока определяют в зависимости от марки стали, толщины стенки трубы, марки покрытого электрода.

Сварочный ток обуславливается диаметром электрода d_э (мм), который выбирают в зависимости от толщины трубы:

Низкоуглеродистые и низколегированные конструкционные стали:

Высоколегированные хромоникелевые стали:

Напряжение на дуге определяется ее длиной. Оптимальную длину дуги выбирают между минимальной (0,5dэ) и максимальной (dэ+1).

Скорость сварки сварщик назначает в зависимости от требуемых геометрических размеров шва или наплавляемого валика.

Ориентировочные режимы сварки

Диаметр электрода, мм

Сварочный ток (А) при положении шва

При сварке труб малого (до 100 мм) диаметра с толщиной стенки 2-10 мм из углеродистых, низколегированных и теплоустойчивых сталей:

стык собирают в приспособлениях и прихватывают ручной аргонодуговой сваркой в одной или двух точках, расположенных симметрично;
стык, скрепленный одной прихваткой, сразу же обваривают, начиная со стороны, противоположной прихватке;
при толщине стенки менее 3 мм прихватку выполняют электродом диаметром не более 2,5 мм.

Стыки труб со стенкой толщиной более 4 мм сваривают не менее чем в два слоя:

I - корневой шов (слой); II - облицовочные валики (слои); 1; 2; 3; 4; 5 - очередность выполнения

Очередность ручной сварки стыков труб диаметром менее 100 мм

С двумя прихватками длиной 10-15 мм, высотой 3-4 мм	С одной прихваткой длиной 10-20 мм, высотой 3-4 мм	Без прихваток (с помощью приспособления)
Вертикальное положение стыка

Горизонтальное положение стыка

При сварке труб диаметром 30-83 мм :

вертикальный стык сваривают участками по три четверти периметра;
каждый последующий валик горизонтального стыка укладывают в противоположном направлении;
«замковые» участки последующих валиков смешают относительно предыдущих швов.

Сварка поворотных стыков труб

При сварке на вращателях подбирают скорость вращения трубы (Vвр), равную скорости сварки (Vсв). Положение сварки, наиболее удобное для формирования шва, находится не в зените, а в точке, отстоящей от вертикали на 30-35° в сторону, обратную направлению вращения трубы.

Когда вращателей нет или они нецелесообразны, свариваемые стыки труб поворачивают на углы 60-110°. Это позволяет формировать шов в самом удобном положении - нижнем.

Трубы диаметром более 219 мм сваривают обратноступенчатым способом за два полных оборота:

Трубы с поворотом на 180° сваривают в три приема. Вначале одним или двумя слоями сваривают участки ГЛ и ВЛ. После этого трубу поворачивают на 180° и заваривают участки ВБ и ГБ на всю толщину.

Затем трубу поворачивают на 180° и заваривают оставшуюся разделку на участках ГА и ВЛ. Сварку труб с поворотом на 180° могут выполнять как один сварщик, так и двое.

Сварку стыков труб с поворо том на 90° ведут тоже в три приема. Сперва заваривают участок стыка АВБ, укладывая один-два слоя. Потом трубу поворачивают на 90° и заваривают участок АГБ на всю толщину. Наконец, следуют обратный поворот на 90° и заварка оставшейся толщины трубы на участке АВБ.

Сварка с поворотом стыка позволяет качественно формировать шов с минимальными деформациями и напряжениями, плавным переходом к основному металлу, с минимальной чешуйчатостью без наплывов и подрезов.

Сварка неповоротных стыков труб

Вертикальные неповоротные стыки сваривают снизу вверх.

Сварку первых трех слоев в стыках труб диаметром более 219 мм следует выполнять обратноступенчатым способом. Длина каждого участка должна быть 200-250 мм.

Длина участков последующих слоев может составлять половину окружности стыка. Стыки труб с толщиной стенки до 16 мм можно сваривать участками длиной, равной половине окружности, начиная со второго слоя.

Очередность выполнения швов (1-14) и слоев (I-IV) одним сварщиком

Очередность наложения превого слоя двумя сварщиками при сварке неповоротных стыков труб диаметром более 219 мм

Горизонтальные неповоротные стыки труб диаметром более 219 мм, выполняемые одним сварщиком, необходимо сваривать обратноступенчатым способом участками длиной 200-250 мм. Четвертый и последующие слои можно сваривать вкруговую.

Очередность (1-12) выполнения швов одним сварщиком

При сварке горизонтального стыка двумя сварщиками последовательность сварки корневого шва зависит от диаме тра труб. Если диаметр менее 300 мм, то каждый сварщик заваривает участок длиной в половину окружности. В один и тот же момент сварщики должны находиться у диаметрально противоположных точек стыка. Если диаметр труб 300 мм и более, то корневой шов сваривают обратноступенчатым способом участками по 200-250 мм.

В стыках труб диаметром до 300 мм с толщиной стенки более 40 мм первые три слоя следует сваривать обратноступенчатым способом, а последующие слои - участками, равными половине окружности.

Стыки труб из низколегированных сталей диаметром свыше 600 мм при толщине стенки 25-45 мм сваривают так: все слои шва выполняют обратноступенчатым способом участ ками не более 250 мм.

Трубы диаметром более 600 мм из хромомолибденованадиевых сталей сваривают одновременно двое и более сварщиков, у каждого из которых свой отрезок стыка. Применяют обратноступенчатый способ (участки по 200-250 мм). Четвертый и последующие слои допускается выполнят ь участками, равными четверти окружности.

Очередность выполнения и примерное расположение слоев и валиков (1 - 20) при сварке вертикального и горизонтального стыков толстостенных труб из углеродистых и низколегированных сталей

Техника ручной дуговой сварки труб покрытыми электродами

Сварной шов выполняется за два приема. Периметр стыка условно делится вер тикальной осевой линией на два участка, каждый из которых имеет три характерных положения:

потолочное (позиции 1-3);
вертикальное (позиции 4-8);
нижнее (позиции 9-11).

Каждый участок сваривается с потолочного положения. Сварка ведется только короткой дугой:

lmin=0,5 dэ, мм,
где dэ - диаметр электрода.

Оканчивают шов в нижнем положении.

Сварку каждого из участков начинают со смещением на 10-20 мм от вертикальной осевой. Участок перекрыт ия швов - «замковое» соединение - зависит от диаметра трубы и может быть от 20 до 40 мм. Чем больше диаметр трубы, тем длиннее «замок»

Начальный участок шва выполняют в потолочном положении «углом назад» (поз. 1,2). При переходе на вертикальное положение (поз. 3-7) сварка ведется «углом вперед». По достижении позиции 8 электрод ориентируют под прямым углом, а, перейдя в нижнее положение, сварку вновь ведут «углом назад».

Перед сваркой второго участка нужно зачистить начальный и конечный участки шва с плавным переходом к зазору или к предыдущему валику. Сварку второго участка следует выполнять так же, как и первого.

Для корневого шва применяют электрод диаметром 3 мм. Сила тока в потолочном положении 80-95 А. На вертикали ток рекомендуется уменьшить до 75-90 А. При сварке в нижнем положении ток увеличивают до 85-100 А.

При сварке труб с качественным формированием корня шва без подварки проплавление достигается путем постоянной подачи электрода в зазор. Добиваясь проплавления внутри трубы, можно получить шов с выпуклой поверхностью, что по требует последующей механической его зачистки в потолочном положении.

Заполнение разделки труб с толщиной стенки более 8 мм происходит неравномерно. Как правило, отстает нижнее положение. Для выравнивания заполнения разделки необходимо дополнительно наплавить валики в верхней части разделки. Предпоследние слои должны оставить незаполненную разделку на глубину не более 2 мм.

Облицовочный шов сваривают за один или несколько проходов.

Предпоследний валик заканчивают так, чтобы разделка осталась незаполненной на глубину 0,5-2 мм, а основной металл по краям разделки был переплавлен на ширину 1/2 диаметра электрода.

При сварке труб диаметром менее 150 мм с толщиной стенки менее 6 мм, а также в монтажных условиях, когда источник питания удален от места работы, сварку ведут при одном и том же значении сварочного тока. Рекомендует ся подбирать токовый режим но потолочному положению, ток в котором достаточен и для нижнего положения. При сварке на подъеме из потолочною положения в вертикальное, чтобы не было чрезмерного проплавления, следует прибегнуть к прерывистому формированию шва. При этом способе периодически прерывают процесс горения дуги на одной из кромок.

В зависимости от толщины стенки трубы, зазора и притупления кромок рекомендуется выполнять сварку «мазками» одним из способов:

2. При большой толщине металла зажигают и обрывают дугу на одной и той же кромке.

Не рекомендуется зажигать дугу в том месте, где только что был ее обрыв. Нельзя не оборвав дугу, перемещать электрод вперед но разделке, а затем вновь возвращаться на шов.

Сварка неповоротного горизонтального стыка

Сварка с формированием стабильного проплавления ведется электродом диаметром 3 мм. Сварочный ток выбирают в зависимости от толщины основного металла, зазора между кромками и толщины притупления. Наклон электрода составляет 80-90° к вертикали. При сварке «углом назад» наклон обеспечивает максимальное проплавление, а «углом вперед» - минимальное.

При недостаточном проплавлении длину дуги следует держать короткой, а при нормальном проплавлении - средней.

Корневой шов лучше выполнясь с минимальными размерами сварочной ванны, чтобы не было подрезов и наплывов с обратной стороны шва

Второй валик формируют так, чтобы расплавлять первый корневой шов и обе кромки трубы. Сварочный ток устанавливают в среднем диапазоне. Наклон электрода - такой же, как при сварке первою корневою шва. Сварку ведут «углом назад». Скорость выбирают такой, чтобы внешний вид валика был нормальным (не выпуклым и не вогнутым).

Третий валик лучше выполнять на повышенных режимах. Сварку ведут иод прямым углом или «углом назад». Скорость выбирают такой, чтобы валик был выпуклым, с полочкой для удержания металла ванны последующего валика. Траектория дуги должна совпадать с краем второго валика.

Четвертый валик - горизонтальный. Его выполняют на тех же режимах, что и третий. Электрод наклоняют под углом 80-90° к вертикальной поверхности трубы. Скорость сварки поддерживают такой, чтобы расплавлялись верхняя кромка разделки, поверхность второго валика и вершина третьего валика. Внешний вид четвертого валика должен быть нормальным.

«Замковые» соединения сваривают с плавным увеличением размера шва в начале и уменьшением на конечном участке, «набегающим» на начало шва на 20-30 мм.

Многопроходную сварку труб рекомендуется вести по спирали. Тогда получается меньше «замковых» соединений.

Сварку лицевого слоя надо выполнять электродами того же диаметра, какие использовались при заполнении разделки, но не более 4 мм. Последний верхний валик укладывают на более высокой скорости, чтобы он оказался узким и плоским.

Положения при сварке и их обозначение согласно стандартам: НАКС, ГОСТ, EN, ISO, AWS и ASME

Положения при сварке в стандартах имеют различные обозначения, что вначале может ввести в заблуждение даже опытного сварщика. Поэтому в данной статье мы разберем какое отличие между обозначениями положения при сварке: Н45, В1, В2, Н1, Н2, П1, П2, Г, Pg, Pa, Pb и т.д.

Содержание

Ввиду сложности и размеров конструкции чаще всего невозможно выполнение сварки, в удобном для сварщика, нижнем положении. Поэтому приходится выполнять сварку швов в различных пространственных положениях, при этом необходимо учитывать, что из-за силы тяжести изменяется характер поведения расплавленного металла шва.

Исторически сложилось, что в нормативных документах по сварке различных стран принят собственный подход в обозначении, поэтому в данной статье мы будем рассматривать следующие нормативные документы:

ГОСТ Р ИСО 6947 Сварка и родственные процессы. Положения при сварке Welding and allied processes — Welding positions
AWS A3.0 Standard Welding – Terms and Definitions
ASME IX – Qualification Standard for Welding and Brazing Procedures, Welders, Brazers, and Welding and Brazing Operators
AWS D1.1 Structural Welding Code – Steel

Что же такое пространственное положение при сварке?

Разные стандарты имеют следующие определения для термина «положение при сварке»:

положение сварного шва в пространстве, определяемое углами наклона оси и поворота лицевой поверхности сварного шва относительно горизонтальной плоскости. (ГОСТ Р ИСО 6947 и ISO 6947)
соотношение между сварочной ванной, соединяемыми элементами и источником тепла в процессе сварки. (AWS A3.0)
положение при сварке определяется углом наклона продольной оси шва и углом поворота поперечно оси шва относительно их нулевых значений. (ГОСТ 11969)

Положение при сварке, ввиду силы тяжести, непосредственно влияет на характер переноса расплавленного металла электрода в сварочную ванну и сварщику в процессе сварки необходимо это учитывать и изменять режимы сварки, технику колебаний электродом и другие параметры. Самыми известными являются нижнее, горизонтальное, вертикальное и потолочное положения, но существует ряд других позиций, которые имеют свои обозначения, о чем и пойдет речь далее.

Нижнее положение

С нижнего положения начинаются первые шаги в обучении всех начинающих сварщиков поскольку оно является самым легким. Сварка выполняется сверху при этом деталь расположена горизонтально. Под действием силы тяжести расплавленный металл течет вниз и равномерно растекается в сварочной ванне.

Вертикальное положение

При вертикальном положении ось сварного шва расположена вертикально, а сварку фактически проводят горизонтальным способом от кромки до кромки. При этом расплавленный металл под действием силы тяжести будет стремиться течь вниз, что влечет за собой его скопление в одной точке, а не равномерное распределение по всей ширине валика.

Горизонтальное положение

По сравнению с нижним и вертикальным, горизонтальное положение является более сложным и сварщику потребуется больше навыков и умений, чтобы выполнить качественный шов. Ось сварного шва расположена горизонтально, и основная проблема заключает в том, что расплавленный металл сварочной ванны стремиться вытечь вниз из-за этого часто образовываются дефекты сварных швов в виде подрезов.

Потолочное положение

В потолочном положении сварка выполняется в самой неудобной позиции - сверху над головой и требует высокой квалификации сварщика. Прежде чем приступить к сварке потолочных швов необходимо освоить сварку во всех остальных пространственных положениях. Расплавленный металл сварочной ванны стремиться вытечь вертикально вниз, поэтому в процессе сварки необходимо следить чтобы поверхностное натяжение расплавленного металла было больше силы тяжести и металл оставался в сварочной ванне. В процессе сварки необходимо стараться, чтобы сварочная ванна была как можно меньше.

Обозначение положений при сварке

Из приведенных выше определений понятно, что положения при сварке имеют общий подход в описании данного термина, но в условном обозначении есть кардинальные отличия и пора приступить к их рассмотрению.

Обозначение положений при сварке согласно требований НАКС

Для обозначений положений при сварке стыковых и тавровых соединений листов, а также стыковых и угловых соединений труб в НАКС (Национальное Агентство Контроля Сварки) принят собственный подход.

Нижнее положение Н1, вертикальное В1 (сварка снизу вверх) и В2 (сварка сверху вниз), независимо от типа свариваемых деталей (труба, лист) имеет одинаковое обозначение. Положение Н1 для сварки тавровых соединений листов в народе и в ГОСТ 11969 имеет название «в лодочку».

Сварка в потолочном положении стыковых соединений листов обозначается П1, а тавровых соединений листов и угловых соединений труб – П2.

Горизонтальное положение, которое обозначается буквой Г, используется только для стыковых соединений листов или труб

Для тавровых соединений листов и угловых соединений труб предусмотрено нижнее положение, которое имеет обозначение Н2. Отличие Н2 от Н1 для угловых соединений из труб заключается в том, что при Н2 сварка производится без поворота.

Самое используемое при аттестации сварщиков и технологии сварки в НАКС – переменное положение при наклонном расположении осей труб, свариваемых без поворота т.е. Н45. Положение Н45 чаще всего выбирают для проведения сварки образца, потому что у него самая большая область распространения аттестации. Сварка образца стыкового соединения труб в позиции Н45 дает сварщику право сваривать листы и трубы в любых пространственных положениях.

Положение при сварке по ГОСТ 11969

Наверное, каждый сварщик когда-либо слышал такие названия положений, которые употребляются только в книгах по сварке времен СССР и напрочь отсутствуют в современных стандартах:

Раньше все было немного проще и в этом можно убедиться, открыв ГОСТ 11969 в котором определено всего 7 положений для сварки плавлением.

Мы не будем заново повторять изображение и описание, которые представлены в документах НАКС, а лишь сравним их кардинальные отличия:

Обозначение. В ГОСТе нижнее положение обозначено просто буквой Н, полугоризонтальное – Пг, горизонтальное – Г, полувертикальное – Пв, вертикальное – В, полупотолочное – Пп, потолочное – П, в лодочку - Л.
Положение. В данном нормативном документе есть положения, которые отсутствуют в документах НАКС - полупотолочное, полугоризонтальное, полувертикальное. Есть еще одно отличие – для угловых соединений есть горизонтальное положение.
Наименование. Положение, которое в ГОСТе называется «в лодочку» и имеет обозначение Л, в нормативных документах НАКС называется «вертикальное» и обозначается Н1.

Положение при сварке по ISO и EN

В последнее время все больше и больше видна тенденция замещение европейских стандартов EN, DIN и т.п. стандартами ISO, поэтому рассмотрим обозначение положений при сварке согласно ISO 6947 или его русскую версию ГОСТ Р ИСО 6947.

Стандарт ИСО предусматривает обозначение основных положений в виде двух букв латинского алфавита:

первая P – первая буква слова Position, которое переводится как «позиция»
вторая – одна из букв латинского алфавита: A, B, C, D, E, F, G, H, J или K, которая соответствует определенному положению.

Основные положения при сварке имеют следующий вид:

PA - нижнее
PB – горизонтальное тавровых соединений и горизонтальное при вертикальном положении осей труб
PC – горизонтальное
PD – потолочное тавровых соединений и потолочное при вертикальном положении осей труб
PE – потолочное
PF – вертикальное снизу вверх
PG – вертикальное сверху вниз

Рисунок, который представлен ниже, поможет внести ясность в обозначение основных положений по ISO:

Также стандартом предусмотрены три дополнительных положения:

PH – вертикальное снизу вверх (труба неповоротная)
PJ – вертикальное сверху вниз (труба неповоротная)
PK – положение трубы при орбитальной сварке

Но это еще не всё, в стандарте есть такие понятия как угол наклона (S), поворот сварного шва (R) и угол наклона оси трубы (L), что позволяет вносить дополнительную информацию в основные положения или указывать собственные. На каждый параметр есть свои допуски, с которыми можно ознакомиться непосредственно в самом стандарте ГОСТ Р ИСО 6947 у нас на сайте.

Примеры обозначений положений при сварке по ISO.

Потолочное положение тавровых соединений и потолочное при вертикальном положении осей труб имеет обозначение PD;
Потолочное положение тавровых соединений и потолочное при вертикальном положении осей труб с наклоном оси сварного шва 80° должно обозначаться PD 080;
Потолочное положение тавровых соединений и потолочное при вертикальном положении осей труб с наклоном оси сварного шва (S) 80° и углом поворота лицевой поверхности сварного шва (R) 10° обозначается PD 080-010;
Положение при сварке труб с наклонными осями, с направлением сварки «сверху вниз» (J) и углом наклона (L) 45° должно быть обозначено J-L045;
Положение при сварке труб с наклонными осями, с направлением сварки «снизу вверх» (H) и углом наклона (L) 45° обозначается H-L045;
Положение при сварке труб с наклонными осями, с направлением сварки «сверху вниз» (J) и углом наклона (L) 30° имеет обозначение J-L030.

Положения при сварке по AWS и ASME

Согласно философии стандартов AWS и ASME, положение при сварке обозначается двумя символами:

Цифрами обозначается положение:

1 – нижнее

2 – горизонтальное

3 – вертикальное

4 – потолочное

5 и 6 – переменное

Буквы обозначают тип сварного соединения:

G – Groove Weld, что переводится как «стыковое соединение»

F – Fillet Weld, что переводится как «угловое соединение»

Поэтому, если кто-то спросит, что значит 1G, 2G, 3F, вы сможете ответить:

Отдельное внимание необходимо обратить на обозначение положений при сварке труб, поскольку помимо 1G, 2G, 1F, 2F есть позиции 5G, 6G и 5F, 6F

5G – переменное положение при сварке стыкового соединения труб (G) в неповоротном положении
5F – переменное положение при сварке углового соединения труб (F) в неповоротном положении
6G – переменное положение при сварке стыкового соединения труб (G) расположенных под углом в неповоротном положении
6F – переменное положение при сварке углового соединения труб (F) расположенных под углом в неповоротном положении

Как и в стандартах ISO в американских стандартах есть допуски на угол наклона и поворота сварного шва, которые указаны в таблице ниже.

Положение	Угол наклона сварного шва, градусов	Угол поворота сварного шва, градусов
Стыковое сварное соединение
Нижнее	от 0 до 15	от 150 до 210
Горизонтальное	от 0 до 15	от 80 до 150 от 210 до 280
Потолочное	от 0 до 80	от 0 до 80 от 280 до 360
Вертикальное	от 15 до 80	от 80 до 280
Вертикальное	от 80 до 90	от 0 до 360
Угловое сварное соединение
Нижнее	от 0 до 15	от 150 до 210
Горизонтальное	от 0 до 15	от 125 до 150 от 210 до 235
Потолочное	от 0 до 80	от 0 до 125 от 235 до 360
Вертикальное	от 15 до 80	от 125 до 235
Вертикальное	от 80 до 90	от 0 до 360

Рядом с обозначением допускается указывать дополнительную информацию о способе выполнения сварки (сверху вниз или снизу вверх) и вращается ли в процессе сварки деталь.

Например, вертикальное положение углового соединения может выполнятся двумя способами – сварка сверху вниз или снизу вверх. В стандартах ISO они обозначаются соответственно PF и PG, в документах системы аттестации НАКС – В1 и В2. Согласно стандарту ASME IX они имеют обозначение 3F, либо можно дополнить, что это 3F downhill (сверху вниз) или 3F uphill (снизу вверх).

Обозначение пространственных положений на упаковке электродов

Сварка все больше переходит из профессиональной отрасли в любительскую и доказательством тому является наличие сварочного аппарата почти в каждом гараже или дачном участке. Производители сварочных материалов идя навстречу потребителю не указывает все эти замысловатые обозначения положений при сварке Н45, В1, Н1, Н2, 2G, PA и т.д., а предоставляют информацию в интуитивно понятном виде. Некоторые производители на упаковке электродов указывают допустимые положения при сварке в виде стрелок, другие – в виде изображений, а кто-то дополнительно указывает режимы сварки.

Найдутся те, кто скажет, что в обозначении покрытых электродов также указывается допустимые пространственные положения и они будут правы, но про отечественные марки электродов мы писали в статье о ручной дуговой сварке, а про импортные – это тема отдельной статьи.

Таблица положений и их обозначений в соответствии со стандартами НАКС, ISO, AWS и ГОСТ

Для того чтобы подытожить выше представленную информацию можно сказать, что каждый стандарт имеет свои нюансы в методике обозначения положений сварных швов. В статье мы постарались обратить внимание на все основные моменты отличий в обозначении, а в таблице ниже всё можно увидеть более наглядно.

Кстати, по ссылке можно скачать данную таблицу, которую при желании можно распечатать, чтобы она находилась у вас перед глазами.

Как варить трубы электросваркой, полуавтоматом, газом

При монтаже магистралей, инженерных сетей часто используется сварка трубопроводов электродуговым или газовым оборудованием. Электросварка труб производится ручным методом и с применением полуавтоматов. Выбор присадки производится по марке стали трубного проката. Учитывая технологические особенности, трубопроводы низкого давления можно монтировать самостоятельно.

Особенности сварки труб

При сварке стальных трубопроводов чаще применяют газовую и электросварку. При монтаже трубных конструкций высокого давления к электродам и присадочной проволоке предъявляются особые требования. Слойность соединений зависит от толщины стенки:

до 3 мм включительно заваривают стык за один раз;
свыше 3-х до 6 мм нужно делать две проходки;
свыше 6-ти до 12 мм – создают трехслойное соединение;
свыше 12 мм лучше проходить стык не менее 4 раз.

В технологии сварки труб есть отличительные особенности выбора рабочего тока:

ампераж выбирают по диаметру электрода, умножают показатель на 35 (3 мм – 105 А, 4 мм – 140 А);
при сварном соединении труб с толщиной стенки меньше 4 мм, ток свыше 150 А не устанавливают;
между электродом и прокатом поддерживают расстояние, равное толщине электрода плюс 1 мм;
тонкостенный прокат варят в одну непрерывную проходку, проворачивая прокат, толстостенный допускается варить участками до 15 см длиной;
вертикальные и неповоротные соединения варят в два этапа;
ванна расплава располагается в 30° от верхней точки.

Валик финишного слоя должен выступать над трубой до 3 мм. Качество соединения проверяется после каждой проходки, когда снята окалина.

Как правильно и ровно сварить трубопровод

Встык, трубы плотно сдвигают, зазор заполняют расплавленным металлом. Тонкостенные зазоры сразу заполняют полностью. Когда сваривают две трубы толще 3 мм, делают несколько встречных проходок, каждый раз начиная шов с разных мест.
Внахлест, такой метод соединения удобен для разнотолщинных трубных заготовок. При такой сварке металлических труб валик образует плавный переход с одного диаметра на другой.
Под углом сваривать трубу электросваркой удобно в нижнем положении. В верхнем используют газосварку. образуется, когда трубопровод разветвляется или одну ветку магистрали врезают в другую.

Между собой трубные заготовки сначала соединяют в нескольких точках, чтобы стык не расходился. Этот процесс называется сборкой. Затем проваривают весь шов.

Подготовка труб под сварку

Помимо очистки и обезжиривания поверхности кромки толще 3 мм скашивают, чтобы стык плотностью заполнился горячим металлом. Разделка кромок под сварку проводится аналогично плоским деталям, под острым углом. Тонкие трубные заготовки при необходимости обрабатывают резаком, чтобы были ровные стыки.

Способы сварки труб

Для сварного соединения труб чаще применяют три способа:

— ручная с использованием плавящихся электродов;

— с применением полуавтомата в среде углекислого газа, дуга создается тугоплавким электродом, для наплавочного слоя используют присадочную проволоку;

— под слоем флюса, его наносят на прокат с защитными покрытиями.

Электрошлаковая, благодаря толстому слою шлака шов не окисляется.
Газовая, нагрев обеспечивается сжиганием ацетилена, поступающего в рабочую зону из горелки.

Еще бывает контактная, ультразвуковая, термомеханическая сварка.

Газовая сварка

Метод применим в полевых условиях, когда магистрали прокладывают вдалеке от источников тока или когда нельзя сварить трубы электросваркой: прокат нельзя повернуть, прокрутить при образовании соединения. Наполненность швов при газовой выше, чем при электродуговой. Металл меньше подвергается температурному воздействию, риск возникновения внутренних напряжений в металле незначительный.

При сварке труб газом используют ацетилен или газогенератор, температура в рабочей зоне выше при сгорании баллонного ацетилена. Присадочная проволока марки UTP подается так, чтобы она ложилась на раскаленный металл. Для стыкового соединения 3-х мм стенок разделки кромок не требуется, у толстостенного проката кромки срезают под углом.

Оцинкованный монтируют с применением флюса HLS-B, концентрацию кислорода в газовой смеси увеличивают. После работы дополнительная противокоррозионная защита швов не проводится.

Метод ручной дуговой электросварки

Чтобы правильно варить трубу электросваркой, нужно учитывать технологию. Число проходок зависит от толщины проката, состав электродов и обмазки подбирают под вид марки проката. При сварке труб большого диаметра перед нанесением последующего слоя с металла сбивают окалину, проковывают соединение. Направленность наплавки меняют – четные швы делают противоположно нечетным. Многое зависит от первого соединения, он делается не спеша, при контроле валика проверяют металл на трещины. При обнаружении дефектов участок неровного шва вырубается, на его месте создается новый со смещением от 15 до 30 мм. Для финишного слоя выбирают электроды с толстой обмазкой.

Выбор электродов

Для сварки стальных труб электродуговым методом диаметр электродов выбирают по толщине монтируемого проката. Важно учитывать особенности электродного стержня, обмазки. Особенности электродов, применяемых для монтажа трубопроводов:

Электродами МР-3, АНО-21, АНО-24 варят швы, не испытывающие высокого давления (дренажные системы, сточные трубопроводы), где скорость потока незначительная. Работать можно на переменном токе.
Универсальные УОНИ рекомендуют использовать начинающим, они хорошо проваривают металл, образуют прочное соединение. Для большого объема электродуговой сварки они не эффективны из-за невысокой скорости образования шва, необходимости постоянного контроля дуги.
LB-52U – электроды японских производителей используют для монтажа технологических и магистральных трубопроводов, рассчитанных на высокое давление. Для LB-52U характерно ровное горение даже при небольшом «провисании» напряжения в сети.
Электроды швейцарской компании ESAB отличаются хорошим качеством шва, ручная дуговая сварка газовых магистралей высокого давления нередко проводится ими. ОЗС 12 применяют для низкоуглеродных сталей, ОК 46 — универсальные. На токе любой полярности варят ОК 53.70 и ОК 74.70, в обмазке содержится защитный флюс, сдерживающий окисление ванны расплава.
Отечественное ЛЭЗ ЛБгп применяют для финишного слоя на стыковых соединениях толстостенного трубного проката, для сварки тонкостенных труб.
Э42А, УОНИИ-13/45, Э-09Х1МФ применяют при монтаже теплосетей из легированных сталей, толстая обмазка типа Д образует шлаковый слой, защищающий расплавленный металл от окисления.

От электродов во многом зависит безаварийность эксплуатации трубопроводных сетей. Сталь стержня должна соответствовать марке стали проката, вид покрытия определяет степень защиты ванных расплава.

При выборе способа монтажа технологического трубопровода или инженерных сетей учитывают толщину проката, марку стали, рабочую нагрузку на металл. Толстые стенки варят многослойными швами с предварительной разделкой кромок. Тонкостенный прокат достаточно очистить перед проведением работ. Имея сварочный аппарат, заварить стыки можно самостоятельно.

Тавровое сварное соединение

Сварочные стыки в виде буквы «Т», именуемые «тавровые соединения», присутствуют во всех нагружаемых конструкциях. Они представляют собой угловые швы с перпендикулярным расположением заготовок. При небольшой площади соединение должно удерживать расчетную нагрузку. К тавровым соединениям, работающим на кручение, излом, отношение особое — швы проверяют на внутренние дефекты. Избежать их помогает соблюдение технологии. Вид шва указывается на чертеже.

Область применения

Монтаж трубопроводов, создание каркасных конструкций, перекрытий, ограждений предполагает расположение деталей под прямым углом. Перпендикулярно сваркой обычно крепят укрепляющие элементы: балки, швеллеры, профильный прокат. Детали под углом 90° соединяют тавровой сваркой. Начинающие сварщики в бытовых условиях таких стыков стараются избегать из-за сложности фиксации деталей в заданном положении.

На производстве и в строительстве тавровые соединения применяют часто. Все виды соединений регламентированы ГОСТами для различных типов сварки. Они бывают односторонние и двухсторонние, с разделкой кромок и без нее. Все зависит от предполагаемой нагрузки, сплава, толщины свариваемых деталей.

Преимущества и недостатки

В отличие от других способов сварки, тавровые соединения обладают следующими достоинствами:

они формируют надежное соединение в труднодоступных местах;
для них не нужно использовать укрепляющие накладки;
применяются для сварки заготовок различной толщины;
выдерживают большую нагрузку.

для соблюдения перпендикулярности детали нужно скреплять перед сваркой;
односторонние швы ненадежны;
при сварке тонкостенных деталей велика вероятность термодеформации;
высок риск внутренних дефектов (непроваров, несплошностей, кратеров).

Техника и особенности сварки таврового соединения

Выполняя угловые соединения, контролируют размер шовного катета, внешний вид валика – его делают максимально плоским. Чтобы проварить тавровое соединение равномерно, не делают резких движений держателем. Дуга при сварке не должна обрываться в процессе формирования валика. Подготовительный этап предусматривает:

зачистку металла в рабочей зоне;
укладку заготовок под нужным углом с сохранением необходимого размера зазора;
фиксацию элементов зажимами или прихватками.

Сварка труб

При РДС заглушек, фланцев, запорной арматуры в трубопроводы руководствуются требованиями ГОСТ 16037-80. Он применяется также при врезке патрубков меньшего диаметра. На толстостенных заготовках производится предварительная разделка швов. Затем делают прихватки в 4-х местах, они располагаются попарно симметрично по окружности, делят ее на 4 части. Затем делается угловой шов.

Когда производится врезка, торец патрубка подгоняют под трубу так, чтобы он плотно прилегал к поверхности без образования больших зазоров. Трубы небольшого диаметра «доводят» болгаркой. При раскрое больших заготовок под сварку используют трафареты развертки или стандартные шаблоны.

Когда есть вращательные столы, применяют технологию сварки в поворотном положении. Шов формируется быстрее, получается ровным. Проваривать неповоротные швы сложнее, валик формируется по кривым линиям. В этом случае сварку проводят в несколько приемов, участками. Второй начинают на получившемся валике, внахлест, чтобы тавровое соединение получилось герметичным. В зависимости от толщины стенки, варят трубу в одни проход или несколько. Подобные тавровые соединения обязательно проверяют методами неразрушающего контроля.

Профильные прямоугольные или квадратные трубы, используемые в металлоконструкциях, сваривают аналогично. Перед работой поправляют срезы, чтобы обеспечить плотность прилегания свариваемых деталей. Сварка делается после прихваток даже при использовании зажимных приспособлений.

В вертикальном положении

Позиция неудобна тем, что металлы с низкой вязкостью нужно проваривать быстро, чтобы расплав не вытекал. Число проходок определяется толщиной заготовок, глубиной разделки кромок. Для глубоких швов делают криволинейные или прямые скосы. Разжигают дугу перпендикулярно свариваемой поверхности, поддерживают короткой. Электрод ведут по биссектрисе, под углом 45°, шов формируют возвратно-колебательными движениями вдоль стыка. При движении вверх дугу растягивают, не допуская обрыва.

В вертикальном положении валик формируется из верхней точки. Устанавливают сварочный ток обратной полярности большой силы, чтобы хорошо проплавлялась корневая часть таврового соединения.

Когда при сварке возникает риск перегрева металла (возникают пятна побежалости или металл меняет цвет), держатель отводят. В идеале ванна расплава должна формировать необходимый профиль валика без подрезов. Нужно следить, чтобы давления дуги хватало для прогрева металла, расплав поддерживался в установленных границах валика.

В нижнем положении

Для сварки тавровых соединений в нижнем положении применяют:

ток прямой полярности большого ампеража для образования глубокой ванны расплава;
ток обратной полярности, формируется короткая дуга, направляемая в корень шва, повышен риск образования подрезов.

Равномерное перемещение электрода – важное условие качественного таврового сварного соединения при однопроходной или многопроходной сварке (накладываются узкие валики без поперечных движений электродом). С каждого слоя до следующей проходки шлак сбивается.

Вверх наплавку двигают быстро, растягивая дугу. Капли металла накладывают только во время обратного движения электрода. Его в процессе работы располагают по биссектрисе прямого угла с наклоном в сторону движения. Если параметры рабочего тока выбраны правильно, при равномерном движении держателя образуется катет нужной ширины.

В потолочном положении

Варить стык нужно на невысоком токе обратной полярности, короткой дуге, направленной в корень таврового шва. При возвратно-поступательных движениях дуга не должна прерываться. Одновременно плавят обе боковых кромки. Перегрев ванны недопустим, формируется выпуклый шов.

Многопроходная сварка делается без поперечных пасов рукой. Поверхность каждого валика должна быть максимально выровненной. Для этого поддерживают стабильно невысокую тепловую мощность дуги. Контролировать ванну расплава мешают искры, при выборе электродов предпочтение отдают обмазке, снижающей разбрызгивание горячего металла.

Полезные советы

Свариваемые поверхности необходимо хорошо просушить, чтобы качество таврового сварного соединения было приемлемым. Важно правильно перемещать электрод, чтобы не допускать пережога и непровара.

Работа начинается с прихваток. После этого лучше убедиться, что детали расположены под прямым углом, нет «завала» заготовки в одну из сторон. Во время точечной прихватки можно подрегулировать ток, откорректировать до рабочих значений, тогда будет проще делать проходку.

Сваривая тонкую и толстую пластину, электрод наклоняют к толстой заготовке под углом до 60°. Расплавленный металл будет «сползать» на тонкую деталь, не создавая внутренних напряжений в металле. Когда прямой угол, электрод необходимо вести по стыку снизу вверх, «поднимать» расплав из ванны, смешивая с наплавочным металлом. При сварке «в лодочку» угол наклона электрода составляет 45°. Только в таком положении тавровое соединение будет правильного сечения.

При укладке деталей встык с помощью фиксаторов нужно предусмотреть зазор для образования ванны расплава, глубокого проплавления соединяемых заготовок. Если шов будет формироваться только за счет наплавочного металла, соединение будет непрочным.

Важно!

При глубокой разделке толстостенных деталей тавровые соединения делают в несколько проходок.

Для удобства сборки сварные детали располагают на стапеле или сварочном столе. Для работы применяют различные приспособления: зажимы, магнитные фиксаторы, шаблоны, кондукторы. При сборке важно оценить сложность сварной конструкции, ее возможную подвижность. Избежать прожогов помогают съемные или дополнительные прокладки толщиной до 4 мм из неплавящихся материалов. Работа с накладками будет уверенной, скорость проходки можно увеличить на 20–30%.

Способ сварки «в лодочку» вертикальным электродом при выполнении угловых швов предпочтительнее. Создаются условия для провара корня таврового соединения по всей длине. Зазор между деталями не должен превышать 10% толщины заготовки.

Многое зависит от правильности розжига дуги – в 3-4 мм от вершины угла. Поднимают ее на высоту катета, задерживают для проплавки углов.

Обозначение на чертеже

По стандартам для всех видов сварки на чертежах тавровое соединение обозначается буквой Т, далее идет классификационный номер шва, предполагающий тип его создания. Для наглядности все условные обозначения сведены в таблице.

Обозначение углового шва	Вид углового шва	Скосы кромок
Толщина свариваемых деталей от 2 до 40 мм
Т1	Односторонний простой.	—
Толщина свариваемых деталей от 15 до 100 мм
Т2	Односторонний прерывистый.	—
Т3	Двухсторонний.	—
Т4	Двухсторонний с шахматным расположением.	—
Толщина свариваемых деталей от 30 до 120 мм
Т5	Двухсторонний прерывистый.	—
Толщина свариваемых деталей от 3 до 60 мм
Т6	Односторонний;	скошена со стороны шва.
Т7	Двухсторонний;	скошена с одной стороны.
Толщина свариваемых деталей от 8 до 100 мм
Т8	Двухсторонний;	криволинейно скошена с одной стороны на 2/3 толщины детали.
Т9	Двухсторонний;	симметричные с 2 сторон.
Толщина свариваемых деталей от 12 до 100 мм
Т10	Двухсторонний;	симметричные с 2 сторон.
Т11	Двухсторонний;	симметричные с 2 сторон криволинейно скошенные.

Криволинейные скосы с неровной поверхностью обеспечивают формирование сложного шовного валика таврового стыка. При шахматной укладке величина второго зазора больше, чем первого. При двухсторонней разделке кромок образуется прочное тавровое соединение, работающее на излом.

Виды тавровых швов, указанные в таблице, применяются при монтаже различных сварных конструкций. Существует система дополнительных знаков, обозначающих дополнительную обработку швов, размер катета, длину провариваемого участка. Эта информация указывается на выносных стрелках.

Читайте также: