Как варить трубопровод ручной дуговой сваркой

Дуговая сварка труб: от подготовки до реализации

Дуговая сварка труб имеет свои особенности, которые выражаются не только в типе соединений, но и в проведении определенных манипуляций в зависимости от температуры окружающей среды. Под вид трубы и погодные условия подбираются соответствующие электроды и проводятся подготовительные операции.

Помимо правильного выбора электродов и прочих приспособлений, необходимо определиться и с методикой сварки. Существует несколько подходов, которые используются современными мастерами. Обо всем этом подробнее расскажем в нашей статье.

Подготовительный этап дуговой сварки труб

Начнем с оборудования, необходимого для работ, помимо сварочного аппарата. Рабочее место сварщика называется сварочным постом, который оборудуется такими инструментами, как:

• ящик для хранения электродов;
• электродержатель;
• комплект щупов;
• молоток;
• зубило;
• наждак;
• жестяной поддон для огарков;
• металлическая щетка;
• силовой кабель для дуговой сварки;
• комплект шаблонов;
• средства защиты (шлем, щитки).

Сварочный кабель должен быть гибким и иметь для данного сечения достаточную длину, не сковывающую работу сварщика.

Шлем и щитки призваны защищать лицо и в особенности глаза в процессе работ. Они необходимы, так как возникающее во время дуговой сварки излучение негативно влияет на кожные покровы. Шлем выполняется обычно из фибры либо специально подготовленной фанеры и весит в готовом виде до 600 г. Сварщики-любители иногда пренебрегают такой защитой, поскольку по их мнению она мешает работе. Но это оправдание ошибочно, ведь правильно используемый шлем или щиток не должны доставлять каких-либо неудобств.

На лицевой стороне шлема делается вырез 6х12 см, чего вполне достаточно для полноценного наблюдения за процессом. В случае самостоятельного изготовления защитного щитка следует иметь в виду, что смотровое стекло должно быть специальным, не пропускающим излучение в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах. Снаружи этот фильтр можно дополнительно оснастить обыкновенным стеклом для защиты от брызг.

Рекомендуем статьи по металлообработке

• Марки сталей: классификация и расшифровка
• Марки алюминия и области их применения
• Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска

Другим важным приспособлением сварщика является электродержатель. Этот инструмент должен крепиться под любым углом для защиты от перегрева, а также иметь массу не более 500 г. Кроме того, необходимо обеспечить надежную изоляцию держателя от воздействия электрического тока. Если рассматривать предлагаемые на рынке три вида электродержателей (щипцовый, вилочный, с пружинящим кольцом), выбор лучше сделать в пользу первого.

От грамотной подготовки зависит в целом качество сварки. Поэтому перед началом сварочных работ следует выполнить ряд шагов, которые приведем ниже:

Все элементы, из которых собирается сварочная система, нужно тщательно осмотреть. Проверьте размеры каждой детали (длину, толщину, диаметр), состав, а также убедитесь в отсутствии брака, повреждений и деформаций.

Края свариваемых частей предварительно очищаются от следов коррозии, загрязнений, следов масла и влаги. Для этого используется иглофреза или обычная щетка. Рекомендуется также обезжирить кромки. Чтобы дуговая сварка выполнялась максимально качественно, края труб выправляются с обязательным контролем зазора. Если доступ к кромкам затруднен, используют газовую горелку для их прокаливания либо обрабатывают зазор сжатым воздухом.

Проверьте угол скоса и величину притупления – они должны находиться в диапазонах соответственно 60–70 мм и 2-–2,5 мм. Если после механической резки на кромках образовался наклеп, а также имеется литейная корка, эти дефекты следует удалить наждачным камнем.

Выбор электродов для дуговой сварки труб

Для соединения труб, которые будут использоваться для транспортировки магистрального газа, а также трубопроводов НКТ, желательно применять электроды ОК-46, ЛБ-52 либо УОНИ-13/55. В составе этих марок могут содержаться марганец, фосфор, кремний и сера, что вполне подходит для указанных целей. Среди этих электродов наиболее универсальны ОК-46, поскольку их поверхность покрыта рутиловым слоем. Этот вариант особенно удобен в случае дуговой сварки больших зазоров.

Но отдельно стоит остановиться на другой марке – LB 52U с основным покрытием. В составе таких электродов присутствует относительно малая доля водорода, что обеспечивает высокое качество шва. Дуга быстро разжигается и стабильно держится, полноценно проваривая соединяемые металлические части.

В случае дуговой сварки ответственных элементов труб (к примеру, поворотных), выполненных из углеродистой или низколегированной стали, специалисты советуют использовать специальные электроды МТГ-01К. Последние обеспечивают стабильную дугу с быстрым удалением шлака и образованием малого количества брызг.

Для данного случая наиболее подходящими считаются электроды Э42А и УОНИ 13/45 диаметром 3 мм. Они оснащены толстым покрытием, позволяющим работать с углеродистой сталью. Трубы отопления допускается варить также электродами марок Э-09Х1МФ и ЦЛ-20. Эти стержни дают прочный шов на трубопроводах из термоустойчивой стали. Как и в случае с Э42А и УОНИ 13/45, покрытие данных электродов достаточно толстое. Марку ЦЛ-9 с основным покрытием рекомендуют использовать при дуговой сварке труб из легированной, углеродистой стали, а также нержавейки. Благодаря малому содержанию водорода эти электроды дают превосходное качество шва.

При дуговой сварке отопительных трубопроводов, рассчитанных на повышенное давление непрерывно подаваемой воды, а также труб НКТ следует применять электроды марки МР-3. Данные стержни имеют диаметр 3–5 мм, выполнены из специальной проволоки и покрыты рутиловым слоем. Чтобы обеспечить максимальную герметичность шва, варить нужно короткой дугой, наклоняя электрод в сторону наплавления.

Важное значение имеет предварительная настройка тока. Напряжение должно быть не слишком малым, чтобы проварить металл, и не чересчур высоким, дабы избежать деформирования соединяемых частей. В связи с этим следует учитывать как толщину металлической стенки, так и размеры электрода.

В данном случае выбор марки электрода зависит от металла. Для медных трубопроводов используют МН-5, МНЖ5, для труб из нержавейки – НЖ-13, для чугунных – МНЧ-2. Если дуговая сварка выполняется в домашних условиях с использованием инвертора, причем варятся трубы из черного металла, допускается применение электродов марки МР-3с. Такие стержни способны соединять стенки толщиной 2,8 мм у трубопровода диаметром 32 мм, для чего достаточно малого тока.

Электродами марки МНЧ-2 варятся вертикальные швы, а ЦЧ-4 используются как при холодной, так и при горячей сварке, но при условии нижнего расположения стержня. Независимо от марки, каждый электрод должен обладать защитным покрытием (обмазкой), защищающим сварочную зону от окисления. Для соединения труб по возможности выбирайте стержни с толстым покрытием.

В процессе выбора расходников советуйтесь с продавцом и не забывайте внимательно изучать информацию на этикетках. В большинстве случаев для дуговой сварки трубопроводов могут быть использованы электроды от УОНИ, АНО, ОЗС, KOBELKO и ESAB. Из российских производителей качественную продукцию предоставляет завод, расположенный в Каменск-Уральске.

Методы дуговой сварки труб

Вручную трубы варят обычно в 2-3 слоя даже при небольшой толщине соединяемых краев. Многослойная дуговая сварка дает высокую плотность шва, который быстрее проваривается. Далее разберем основные методы соединения трубопроводов ручной дуговой сваркой: с поворотом стыков и без такового.

• Сварка вертикального стыка без поворота.

Шов здесь формируется в два этапа. Первоначально свариваемый стык по периметру разделяют на два участка вертикальной осевой линией. Каждый отрезок занимает в определенные моменты три положения:

• потолочное (1–3);
• вертикальное (4–8);
• нижнее (9–11).

Сварка участка в потолочном положении выполняется исключительно короткой дугой при соблюдении условия:

где d – диаметр электрода.

Завершают шов при его нахождении в нижней позиции.

Начинать варить нужно, смещаясь от вертикальной осевой линии на 10–20 мм. Перекрывающиеся швы образуют так называемое замковое соединение. Его длина варьируется от 20 до 40 мм в зависимости от диаметра трубопровода. Соответственно, чем крупнее труба, тем длиннее должен быть «замок».

В потолочной позиции шов варится «углом назад», а при переходе в вертикальное положение – «углом вперед». Как только дуговая сварка достигает точки 8, электрод располагают перпендикулярно. В нижней позиции варят снова «углом назад».

После окончания обработки первого участка следует подготовить второй, зачистив его начальную и конечную точку и плавно перейдя к зазору или к предыдущему шву. Последовательность действий при сварке такая же.

Корневой шов формируют электродом диаметром 3 мм. Силу тока рекомендуется варьировать в зависимости от положения: для потолочного – 80–95 А, для вертикального – 75–90 А, для нижнего – 85–100 А.

Хорошее качество шва без подварки достигается благодаря постоянному нахождению стержня в зазоре. Проплавленный внутри трубы шов проявляется выпуклой поверхностью, требующей механической зачистки в потолочной позиции.

Если толщина трубы превышает 8 мм, разделка заполняется неравномерно, обычно с отставанием в нижнем положении. Чтобы выровнять заполнение, следует в верхней позиции дополнительно наплавить валик. В предпоследних сварных слоях разделка должна быть не заполнена на глубину до 2 мм. Формирование облицовочного шва выполняется в один или несколько этапов.

По завершении предпоследнего валика разделку следует оставлять незаполненной на глубину от 0,5 до 2 мм. При этом по кромкам разделки металл должен быть переплавлен на ширину половины диаметра электрода.

Трубы диаметром до 150 мм со стенками толщиной до 6 мм допускается варить при постоянном значении тока. Таким же образом работа ведется при удаленном от сварочного места источнике питания (в монтажных условиях). В основном, режим тока выбирается относительно потолочного положения шва – в нижней позиции данной силы тока будет также достаточно. Когда шов переходит из потолочного в вертикальное положение, варить лучше прерывисто – путем периодического прерывания горения дуги, чтобы избежать чрезмерного проплавления.

Прерывание процесса при ручной дуговой сварке неповоротных стыков труб может выполняться одним из двух способов в зависимости от толщины стенок, величин зазора и притупления краев:

1. На одной кромке работают непрерывно горящей дугой, затем ее обрывают при переходе на другую кромку, когда на первой сформируется ванночка. Прерывание должно быть достаточно коротким, не дающим шву полностью затвердеть, а шлаку – остыть.
2. Если стенки имеют значительную толщину, прерывать дугу можно в пределах одной кромки.

Крайне нежелательно продолжать дуговую сварку в месте прерывания. Также не следует вести непрерывную дугу вдоль разделки с повторным возвратом на предыдущий шов.

• Дуговая сварка горизонтального стыка без поворота.

Работа выполняется с использованием электродов диаметром 3 мм. Величина сварочного тока зависит от толщины стенок трубы, толщины притупления и величины зазора. Электрод ориентируют под углом 8–90° к вертикали. Степень проплавления обеспечивается направлением наклона стержня: минимальная – при движении «углом вперед», максимальная – при движении «углом назад».

Если шов проплавляется недостаточно, работать нужно короткой дугой. Среднюю дугу выдерживают при нормальном проплавлении. Формируя корневой шов, желательно минимально ограничивать размеры сварочной ванны во избежание вероятных наплывов и подрезов.

Следующий валик должен плавить как корневой шов, так и две кромки трубы. Формирование второго валика выполняется при среднем режиме тока «углом назад». Значение угла наклона электрода прежнее. Шов варят со скоростью, обеспечивающей нормальный вид валика (без вогнутостей и выпуклостей).

Токовый режим при формировании третьего валика желательно повысить. Электрод ориентируют перпендикулярно либо «углом назад». Дуговую сварку ведут со скоростью, дающей выпуклый валик. Дополнительно должна формироваться полочка, которая удержит металл в ванне следующего валика. Дугу нужно вести по краю предыдущего валика.

Четвертый горизонтальный валик формируют на аналогичных третьему токовых режимах. Угол наклона электрода к вертикальной плоскости составляет 80–90°. Дуговая сварка ведется со скоростью, позволяющей плавить верхнюю кромку разделки, а также верх третьего и поверхность второго валиков. Текущий же валик должен иметь нормальный вид.

При формировании «замковых» соединений ширину шва сначала плавно увеличивают, а ближе к концу – уменьшают. Причем конечным участком перекрывают начало шва на 20–30 мм.

Дуговую сварку труб, производимую в несколько проходов, желательно выполнять по спирали. Такой метод позволит минимизировать количество «замков».

Облицовочный слой варится электродами, применяемыми на этапах заполнения разделки. Диаметр стержней не должен превышать 4 мм. Завершающий валик делается плоским и узким, поэтому формировать его нужно с более высокой скоростью.

• Дуговая сварка с поворотом стыка.

Первый слой формируется высотой 3-4 мм. Для этого выбирается диаметр электродов в диапазоне от 2 до 4 мм. Стержни большего диаметра, а также повышенный ток требуются при создании следующего слоя. Работа на данном этапе может выполняться одним из трех способов:

1. Окружность стыка делят на четыре четверти. Два верхних участка сваривают. Затем труба поворачивается вдоль продольной оси на 180°, приваривают два других участка. Далее делается поворот на 90°, выполняется сварка верхней половины вторым слоем. Наконец, операция повторяется после поворота на 180°.
2. Окружность стыка делят на четыре четверти. Сваривают участки 1 и 2, после чего труба поворачивается на 90°. Формируют слой по участкам 3-4, далее снова выполняют поворот трубы на 90°. Вторым слоем варят участки 5-6 и после поворота на 90° – участки 7-8.
3. В случае дуговой сварки труб большого диаметра (свыше 500 мм) окружность стыка разбивают на несколько отрезков длиной по 150–300 мм каждый в зависимости от диаметра трубы. Шов ведут обратноступенчатым способом отдельно по каждому участку.

Третий завершающий слой во всех трех способах формируется в процессе вращения трубы. Дуговую сварку ведут при этом в одну сторону. Трубы малого диаметра (до 200 мм) допускается варить непрерывным швом без разделения на участки. В остальном технология аналогична созданию первых двух слоев, за исключением того, что первый слой формируется в противоположном направлении. Каждый слой следует делать с перекрытием предыдущего на 10–15 мм.

Дуговая сварка труб при низких температурах

Большая часть металлов с понижением их температуры испытывает повышение пределов твердости, прочности и текучести. С одной стороны, изменившиеся свойства можно было бы использовать, повысив для материала допустимые напряжения с целью облегчения конструкций. Но, с другой стороны, концентрация напряжений так или иначе присутствует почти во всех конструкциях. А с понижением температуры металлы становятся гораздо более чувствительны к повреждениям.

Изменяться свойства металлов при этом могут по-разному, в зависимости от нескольких параметров: кристаллической решетки, зернистости, химического состава, характера термообработки. Также влияют оказываемая на материал нагрузка и его напряженное состояние. Если с падением температуры металла или сплава предел текучести растет незначительно относительно предела прочности, такой материал считают хладостойким. Почти неизменными у него остаются ударная вязкость и пластичность. Если же разница между изменениями предела текучести и предела прочности гораздо более существенная, а пластичность резко падает, металл относят к хладноломким.

Дуговая сварка труб при низкой окружающей температуре приводит к тому, что металл в сварочной ванне очень быстро охлаждается и кристаллизуется. В результате часть газов и оксидов не успевает покинуть поверхность шва, что увеличивает в нем содержание кислорода, азота, водорода и неметаллических соединений. Это служит причиной возникновения многочисленных пор, трещин горячего и холодного происхождения. Вероятность появления «горячих» трещин тем больше, чем быстрее происходит упругопластическая деформация при температурах нахождения металла в хрупком состоянии.

Сварочные материалы при отрицательных температурах также теряют свои полезные свойства. Из-за попадания влаги наплавленный металл получается слишком пористым. Чтобы обезопасить электроды, флюсы и проволоку от воды, нужно их не только должным образом хранить и своевременно просушивать. Важен правильный подбор материалов для работы в зимнее время с тем расчетом, чтобы увеличить раскислительную способность шлаков и обеспечить полноценный выход газов.

Низкая температура окружающей среды приводит также к повышенному теплоотводу во время дуговой сварки труб. В результате металл хуже проплавляется, местами могут возникнуть непровары.

Эти дефекты можно устранить, если предпринять некоторые технологические меры:

• окисление шва;
• повышение погонной энергии дуги;
• формирование швов в нужной последовательности;
• дуговая сварка несколькими слоями;
• создание разделки кромок, которая обеспечила бы определенную форму шва, способствующую быстрому выведению газов и неметаллических элементов;
• предварительный нагрев трубы перед сваркой;
• удовлетворение особых требований, предъявляемых к электродам и другим сварочным материалам;
• иные мероприятия.

Сам металл должен иметь более высокую температуру хладноломкости по сравнению с температурой эксплуатации. Это способствует высокому качеству сварного шва в процессе сварки в зимнее время.

Соединение можно сделать наиболее качественным, если:

• максимально рационально конструировать сварные соединения;
• использовать исключительно высококачественные сварочные материалы;
• соблюдать технологию и правильно применять режимы сварочных работ, благодаря чему будет обеспечена повышенная теплопередача (к примеру, сварку труб ручной дуговой сваркой либо в автоматическом режиме в условиях отрицательных температур рекомендуют производить на постоянном токе с обратной полярностью);
• при необходимости дополнительно подогревать соединяемые кромки и затем замедлять охлаждение готового шва;
• обеспечить сварщика спецодеждой, защищающей от холода, организовать рядом с рабочим местом пункт обогрева, предпринимать другие меры защиты от воздействия низких температур;
• своевременно снабжать сварочный пост сухими электродами в достаточном количестве;
• строго соблюдать технологию сварочно-сборочных работ, включающих сборку деталей в определенном порядке, очистку соединяемых кромок от воды и снега.

Появляющиеся трещины часто образуются внутри кратеров швов. По этой причине начинать дуговую сварку следует на основном металле, выводя затем на эту основу кратеры, а в качестве манипуляторов лучше использовать специальные приспособления, не оказывающие значительных напряжений на металлоконструкцию.

Проверка качества дуговой сварки труб

Формируемый сварной шов неизбежно приводит к образованию различных дефектов в металле трубы. Как правило, это происходит в процессе охлаждения или нагрева. Другие повреждения возникают по причине несоблюдения требований во время сварочных работ.

Появляющиеся изъяны в итоге ухудшают качество всей трубы, поэтому выявлять и предотвращать их нужно заранее. Перечислим эти дефекты ниже:

• Нарушение структуры металла. В результате данного изъяна образуется крупнозернистость материала, причем зерна по краям окисляются из-за повышения содержания оксидов.
• Повышение содержание газов, увеличение пористости. Поры могут формироваться группами, по отдельности или образовывать своеобразные мостики. Выходящие на поверхность металла пористые структуры называются свищами.
• Загрязнение шва шлаками. Данные примеси заметно уменьшают изначальную прочность.
• Образование трещин. Как правило, формируются около шва, могут быть различными по типу и размерам.
• Непровары. Под этим словом понимаются локальные участки сварного шва, в которых отсутствует сцепление с основным металлом.
• Прожигание отверстий в швах. Происходит в результате вытекания из сварных швов расплавленной массы.
• Образование подрезов. Так называют канавки, образующиеся вдоль швов вблизи границ с основным металлом.
• Деформирование сварных швов.

Выявлять и впоследствии устранять нужно каждый из перечисленных дефектов. Только тогда можно будет говорить о максимально качественной дуговой сварке трубы. При этом оценивается влияние каждого изъяна на работоспособность всего трубопровода. В противном случае устранить полностью неисправность до эксплуатации не получится.

Анализ качества трубы начинается с ее внешнего осмотра, как визуального, так и с использованием различных измерительных средств. На данном этапе выявляется внешнее негативное влияние, определяется удовлетворение требованиям и нормам действующих законов.

Визуально можно обнаружить даже небольшие повреждения шва, если предварительно очистить и обработать его участок с использованием спирта или слабой кислоты.

Для определения отклонений в геометрии потребуются линейка и штангенциркуль. Значительно облегчат работу достаточно яркое освещение и 8–10-кратная лупа.

Существует несколько способов проверки соединений в трубах. Выбрать наиболее оптимальный из них несложно, следует лишь оценить сварную конструкцию по некоторым параметрам:

• технические характеристики и показатели экономии;
• особенности производства конструкции;
• текущее состояние рабочей поверхности;
• тип и толщина сварного соединения;
• физические свойства металла.

Важно учитывать, что группа методов проверки, не предполагающая разрушение, способна выявлять дефекты лишь косвенным образом.

Каким образом определить объем работ по проверке соединений?

Для каждого конкретного метода он будет индивидуальным, основанным, как правило, на требованиях действующих норм в соответствующей сфере. Величина объема контрольных мероприятий выражается в процентах от суммарной длины сварных соединений. Если это соотношение составляет менее 100 %, участки проверки нужно определить максимально точно, составив подробную схему.

Предварительно нужно знать категорию соединения данной трубы, назначение и условия эксплуатации трубопровода. А также следует учитывать возможные последствия, которые могут возникнуть в результате разрушения того или иного участка.

Фактически неразрушающие методы контроля стали основным средством проверки сварочных соединений в различных отраслях промышленности. Причина такой популярности заключается в том, что использование данной методики позволяет полностью удовлетворять предъявляемые требования, которых существует множество. Автоматизация процесса и использование максимально надежных инструментов облегчат эту задачу. Важны доступность этих средств в рамках производства, их долгий срок службы, а также простота методик проверки.

Как варить трубопровод ручной дуговой сваркой

Сварка различных труб ручной дуговой сваркой заключается в образовании в точке приложения электрода к поверхности трубы высокотемпературной электрической дуги. Под её действием металл электрода расплавляется до жидкого состояния и каплями стекает вниз в точку соединения двух элементов трубопровода, металлическая поверхность которых также расплавляется до полужидкого состояния. Попавшие на стык металлические капли, застывая, соединяют между собой детали и герметизирует шов. Шлак, содержащийся в электроде, всплывает наверх сварочного расплава до момента застывания последнего.

Популярность дугового сваривания определяется именно своей технологической простотой, а также высокой прочностью и герметичностью получаемых швов.

Подготовка к сварочным работам

Качественная ручная сварка труб определяется, помимо самого сварочного аппарата, ещё и правильным выбором электродов:

• Для труб большого диаметра следует выбрать электроды с целлюлозной плёнкой;
• Для сваривания угловых швов и т.н. «прихваток» необходимо взять электроды с рутиловым покрытием;
• Для сложной варки применяются комбинированные (целлюлозно-рутиловые) электроды.

Для дугового сваривания труб в бытовых условиях потребуются, помимо собственно сварочного аппарата, ещё и трансформаторы-выпрямители, а лучше взять их более продвинутую версию – инверторы. Эти устройства потребуются для преобразования переменного тока в постоянный.

Читайте также: Расчет фермы из профильной трубы программа

При выборе сварочных аппаратов отдайте предпочтение модели с несколькими режимами работы, адаптированными под особенности применения «целлюлозных» и «рутиловых» электродов, а также способных работать с конкретной маркой стали и толщиной трубопровода.

Еще раз подчеркнём: качество сварочных работ определяет не конкретная модель сварочного аппарата, а электрод необходимого диаметра и правильно выставленные сила и напряжение тока.

4.Как варить трубы электросваркой покрытым электродом.

1.Режимы:

• Род и полярность тока зависит от толщины стенки трубы, марки стали и марки покрытого электрода.
• Сварочный ток определяется толщиной электрода. Чтобы его рассчитать, надо диаметр электрода умножить на (30-40). Полученное число будет равняться сварочному току в амперах.
• Напряжение на дуге определяется ее дугой. Оптимальная длина дуги находится в диапазоне от половины диаметра электрода до полного диаметра электрода плюс 1.
• Скорость сварки сварщик выбирает в зависимости от геометрических размеров шва.

Сейчас в сети Интернет можно найти таблицы зависимостей всех перечисленных величин. Кроме того, там можно найти множество обучающих материалов, в которых подробно освещена электросварка труб: видео, инструкции, рекомендации.

2.Сборка стыков труб малого диаметра (до 100 мм) при толщине стенки от 2 до 10 мм из низкоуглеродистых сталей:

• Cтыки собирают в приспособлениях и прихватывают в одной или двух точках. Если точек прихвата две, то они располагаются симметрично.
• Стыки, скрепленные одной прихваткой, обваривают сразу, начиная со стороны, противоположной прихватке;
• Если толщина стенки меньше 3 мм, прихватку выполняют электродом диаметром не более 2,5 мм;
• Стыки изделия с толщиной стенки более 4 мм сваривают не менее, чем в два слоя – корневым швом и облицовочным валиком.
• При сварке деталей диаметром от 30 до 83 мм вертикальный стык сваривается участками по ¾ периметра;
• Каждый последующий валик горизонтального стыка укладывается в противоположном направлении;
• «замковые» участки последующих валиков смещают относительно предыдущих швов.

3.Поворотные стыки:

• При сварке стыков во вращателях скорость вращения изделия должна равняться скорости сварки.
• Положение сварочной ванны, наиболее удобное для формирования шва, находится не в самой верхней точке стыка, а в точке, отстоящей от вертикали на 30-35 градусов в сторону, противоположную вращению.
• Если применение вращателей нецелесообразно или их нет, свариваемые стыки надо поворачивать на углы 60-110 градусов. Благодаря этому, шов формируется в самом удобном, нижнем положении.
• трубы с поворотом на 180 градусов сваривают в три приема:

1. сначала в два приема сваривают две верхние четверти диаметра трубы в направлении навстречу друг другу одни или двумя слоями;
2. затем переворачивают трубу на 180 градусов и сваривают оставшуюся часть стыка на всю толщину;
3. затем трубу еще раз поворачивают на 180 градусов и проваривают оставшуюся разделку.

Сварка неповоротных стыков:

• Вертикальные неповоротные стыки варятся в два приема. Периметр стыка условно делится вертикальной осевой линией на два участка. Каждый из них имеет три положения: потолочное, горизонтальное и нижнее. Потолочным называется участок, занимающий примерно 20 градусов от самой нижней точки детали.

Нижним положением – участок, занимающий тоже примерно 20 градусов от верхней точки детали. Между этими положениями располагается горизонтальное положение. Сварка начинается с потолочного положения и заканчивается нижним (т. е. ведется с крайней нижней точки детали к крайней верхней).

Каждый участок варится короткой дугой, равной половине диаметра электрода. Перекрытие швов (замок) зависит от диаметра детали и может составлять от 20 до 40 мм. Начинать сварку надо «углом назад», а заканчивать «углом вперед».

• Горизонтальные неповоротные стыки варятся «углом назад». Наклон электрода относительно вертикальной оси должен составлять 80-90 градусов. Варить надо средней дугой.

Особенности дуговой сварки

При проведении дуговой варки труб следует учитывать несколько важных нюансов:

1. Включать аппарат следует в тот момент, когда электрод только-только прикоснулся к поверхности трубы.
2. При сварке труб необходимо постоянно отслеживать длину электрической дуги, поскольку она определяет размер газовой оболочки, препятствующей попаданию воздуха в зону сварку.
3. Двигать электрод в зоне сварочных работ следует плавно. Это позволит равномерно распределить по шву расплавленный металл с электрода.
4. Толщину направления друг на друга металла трубных элементов определяют лёгкие скользящие движения сварщика из стороны в сторону.
5. При варке толстостенных труб большого диаметра необходимо выполнять внутренние и внешние сварные швы.

Виды трубопроводов и сварка

Трубопроводов существует огромное количество, которые используются для перемещения разных материалов и рабочих жидкостей. Отталкиваясь от их предназначения, есть следующая классификация:

• технологические;
• магистральные;
• промышленные;
• трубопроводы газоснабжения;
• водяные;
• канализационные.

Читать также: Станок для стяжки пружин стоек авто

При изготовлении трубопровода применяются различные материалы – керамика, пластик, бетон и различные виды металлов.

Современные сварщики для стыковки труб используют три основных способа:

1. Механический осуществляется за счет взрывов в результате трения.
2. Термический, который осуществляется за счет плавления, например газовой сваркой, плазменной или электро-лучевой.
3. Термомеханический производится за счет магнитоуправляемой дуги посредством стыкового контактного метода.

Существует множество типов сварки, которые разделяются по многим классификациям. Перед тем, как варить трубы, нужно разобраться, каким способом лучше всего это делать. Теоретически, каждый вид подходит для сварки труб малого диаметра и большого. Она может осуществляться плавлением и давлением. К методам плавления относятся электродуговая и газовая сварки, а к методам давления – газопрессовая, холодная, ультразвуковая и контактная. Самыми распространенными способами для соединения коммуникаций является ручная электродуговая и механизированая.

Порядок подготовительных работ

Сварка труб ручной сваркой потребует от вас ряда подготовительных действий:

1. Зачистить зону сварочных работ от грязи и масел.
2. Для качественного сваривания элементы трубопровода необходимо установить «встык» и выровнять друг относительно друга.
3. Выставить оптимальный режим сварки и установить на сварочный аппарат электроды, отвечающие технологическим требованиям.
4. Перед началом сварочных работ установите на трубах заземляющие контакты.
5. Чтобы надёжнее закрепить элементы трубопровода друг с другом, сделайте по окружности несколько прихваток – небольших сварных швов, фиксирующих точное положение свариваемых элементов.

Читайте также: Как осуществляется сварка труб под прямым углом

Режимы и ГОСТы

Обыкновенный универсальный аппарат для сварки дугой ручного типа может обеспечивать различные виды режимов его функционирования.

Данная функция позволяет обеспечить контролируемость некоторых параметров. На корпусе любого аппарата выполняется соответствующая маркировка, классификация, по которой можно произвести выбор необходимого режима.

Качество соединения при выполнении дуговой сварки ручного типа во многом зависит от правильно подобранного режима ее работы.

Так, на выбор режима оказывают влияние диаметр используемого электрода, выбранный параметр тока, а также показатели напряжения непосредственно на дуге.

Кроме этого, во многом он зависит и от марки самого материала.

Для дуговой сварки можно самостоятельно произвести расчет режима ее работы, для чего следует взять толщину материала и габариты используемого электрода и варить им.

Для того чтобы при выполнении соединения дуговой сваркой шов был высокого качества, необходимо изучить соответствующий ГОСТ.

Данный ГОСТ указывает, главным образом, на те параметры, которые необходимо соблюдать для выполнения соответствующей работы качественным образом.

Он регламентирует размеры соединений, особенности конструктивных элементов, типы и марки материалов, которые следует использовать в процессе работы.

Аппарат для дуговой сварки должен в полной мере обеспечивать выполнение ГОСТ. Следует отметить и то, что выбор режима работы для дуговой сварки также следует делать, исходя из рекомендованных нормативов.

Различные виды нормативов при их строгом соблюдении дают возможность производить работу максимально качественно.

Следует отметить и то, что дуговая сварка ручного типа может быть использована для работы с самыми разными видами металлов, для каждого из которых в отдельности подбираются только свои параметры выполнения соединения.

Ниже размещено видео с обучающим курсом об ошибках начинающего сварщика.

Овладеть азами такой сварки ручного типа должен каждый уважающий себя домашний мастер. Это даст возможность ему выполнять огромное количество всевозможной работы по дому самостоятельно.

Читайте также: Латунные фитинги: виды, особенности, применение

По своей сути технология выполнения самых разных операций на аппарате для дуговой сварки относительно простая и не требует каких-то профессиональных навыков и знаний.

Если подходить к делу ответственно и хорошо изучить видео уроки для начинающих в нашей статье, то научиться пользоваться сваркой данного типа можно достаточно быстро.

Различные техники выполнения дуговой сварки

Сварку трубопроводов можно выполнять несколькими технологическими способами:

Сварка с поворотом стыка

Сначала делаются три прихватки на 4, 8 и 12 часов. Затем выполняются два основных шва примерно с 1 до 5 часов и с 11 до 7 часов. После этого труба поворачивается на 90 градусов и наносятся завершающие швы, которые полностью герметизируют соединение двух швов.

Для предотвращения прожогов рекомендуется использовать для первого слоя 4-миллиметровый электрод марок СМ-11, ВСЦ-1 или УОНИ-11/45(55), а для создания электрической дуги выставить силу тока в 130 А (±10 А). Для выполнения второго и третьего слоёв необходимо взять 5-6-миллиметровые электроды, а силу тока следует увеличить до 200-250 А.

Сварка без поворота стыка

Данная технология применяется при работе со стационарными трубопроводами, которые невозможно двигать. Первый слой выполняется снизу-вверх, а вторые и третьи можно выполнять как сверху-вниз, так и снизу-вверх.

Сварку труднодоступных мест, например, части трубопровода, прижатой к бетонной подушке или к кирпичной стене, необходимо производить через врезку – технологическое отверстие сверху трубы. Когда сварочные работы завершены, технологическое отверстие также заваривается.

Сварка труб в зимних условиях

При отрицательных температурах происходит быстрое охлаждение сварочной зоны, а удаление раскалённых газов из расплавленного металла, наоборот, затрудняется. Из-за этого трубная сталь становится хрупкой, от чего резко возрастает опасность возникновения термического разрушения стали, появления горячих трещин, отходящих от сварного шва, а также закалочных структур.

Чтобы избежать этих дефектов, необходимо, во-первых, максимально плотно соединить друг с другом элементы трубопровода, во-вторых, необходимо раскалить поверхность металла до светло-красного оттенка, наконец, в-третьих, силу тока необходимо увеличить на 10-20%. Это позволит добиться вязкого и пластичного сварного шва, который надежно герметизирует зазор между трубами даже при сильном морозе.

Выбор электродов

Соединение сегментов стальных трубопроводов должно вестись при помощи качественных расходных элементов, иначе вряд ли удастся достичь хорошего результата.

Например, если речь идет о выборе электродов, то лучшими считаются следующие модели:

• АНО-21, АНО-24 и МР-3. Функционируют на переменных токах. Допускается работа даже при мокрой обмазке. Стоимость изделий невысока, что объясняет их востребованность в быту, они идеально подходят для того, чтобы соединить конструктивные элементы ворот, теплиц и других конструкций небольшой массы, не испытывающих высоких нагрузок. Работа с трубопроводами, транспортировка среды в которых ведется под значительным давлением, не допускается.
• УОНИ. Качество сердечников заслуживает лестных отзывов даже со стороны профессиональных сварщиков, но они имеют минус – работа не может вестись с высокой скоростью. Необходимо постоянно следить за стабильностью дуги, шов наплавляется постепенно, так что у работника должен иметься определенный опыт взаимодействия с классическими электродами АНО и МР.
• Отлично для металлических труб подходят электроды LB-52U. Это японская разработка. Именно ей отдают предпочтение при реализации крупных проектов. Они формируют ровную и стабильную дугу, получаемый шов сочетает в себе прочность и эстетичность. Минус – довольно высокая стоимость, но подходят они и специалистам, и новичкам.

Читать также: Перосъемная машина своими руками чертеж

Посмотрите видео по теме, какие электроды использовать для сварки труб:

Основные методы

Соединение может выполняться одним из следующих способов:

1. Встык, когда соединяемые трубы размещаются друг напротив друга. Наиболее распространенный вариант, отличающийся относительной простотой реализации. Впрочем, и он характеризуется определенными сложностями. Первый момент – работу лучше вести снизу. Второй момент – необходимо тщательно проваривать металл, чтобы глубина провара соответствовала толщине стенки.
2. Внахлест. Данный метод ориентирован на соединение элементов, изначально различающихся по диаметру, либо сегментов, один из которых развальцован, то есть его диаметр увеличен намеренно, методом механического воздействия.
3. Тавровое соединение выполняется под 90-градусным углом.
4. Угловое соединение предполагает, что угол между соединяемыми отрезками менее 90 градусов.

Полезные рекомендации

Перед тем, как варить трубы электросваркой, стоит запомнить ряд советов, следование которым упростит процесс, а также улучшить качество конечного результата:

• Если соединение осуществляется стыковым или тавровым методом, то лучше всего показывают себя электроды, диаметр которых варьируется от 2 до 3 миллиметров.
• Рекомендуемая сила тока – от 80 до 100 ампер, исключение составляет только сварка внахлест, когда ее рекомендуется увеличить до 120 ампер.
• При заполнении сварочного шва нужно ориентироваться на то, чтобы подъем металла над плоскостью элемента достигал 2-3 миллиметров.
• Если труба имеет в сечении не привычные овалы или круги, а профили, то есть прямоугольники и квадраты, то используется точечный способ ее соединения.

Суть его состоит в том, что изначально нужно сварить небольшой участок с одной из сторон. Далее – аналогичный участок на противоположной стороне, после – на оставшихся двух плоскостях. Только после этого труба сваривается окончательно.

Данный подход дает возможность исключить вероятность коробления изделия при повышении температуры, его геометрия остается стабильной.

Подготовительные операции

Окончательное качество стыковки зависит не только от профессионализма сварщика и использования “правильных” электродов, но и от того, насколько грамотно выполнена предварительная подготовка.

Заключается она в следующих операциях:

• Проверка соответствия геометрии соединяемых элементов выбранной технологии. Необходимо помнить, что толщина стенок должна быть идентичной, иначе не удастся полноценно проварить толстостенную трубу, а в случае работы с тонкостенным изделием, наоборот, увеличивается риск сквозного прожога.
• Не допускается наличие дефектов на свариваемых изделиях, будь то трещины, заломы или деформации. В процессе температурного расширения они могут превратиться в участки полного разрушения конструкции.
• Не допускаются геометрические отклонения среза. Его угол должен составлять 90 градусов, иначе сварочный шов окажется недостаточно прочным, возникнут проблемы с его формированием, что будет представлять угрозу разрушения всей конструкции.
• Кромки соединяемых труб необходимо зачистить до появления блестящей металлической поверхности, для чего применяется грубая наждачная бумага или специальная щетка. Минимальная протяженность зачищаемого участка – сантиметр от кромки.
• Удаляются жировые и другие загрязнения, следы краски и проявления коррозии. Наиболее эффективное средство удаления – химический растворитель.

В этом видео показывается, как подготовить кромки трубы под просвет с помощью болгарки:

Особенности процесса

Технология сварки труб предполагает следование следующим правилам:

• Шов должен быть беспрерывным, то есть заканчиваться в точке своего начала. Отрывы электрода от поверхности не допускается. Выполнить правило невозможно, если диаметр трубы слишком велик. В такой ситуации используется многослойная сварка. Число слоев нужно соотносить с толщиной стенок.

2 слоя соответствуют толщине менее 6 миллиметров, 3 – от 6 до 12, 4 – более 12. Перед нанесением последующих слоев нужно убедиться, что первый полностью остыл.

Читайте также: Какой объем воды в биметаллическом радиаторе

• Перед тем, как сварить две трубы, их нужно зафиксировать. Прихватка упростит работу, исключит поперечные и продольные перемещения, позволит сформировать ровный и прочный шов без лишних усилий.
• При толщине стенки трубы более 4 миллиметров допускается формирование коренного шва, основная особенность которого – заполнение области между соседними кромками на полную глубину. Альтернатива коренному шву – валковый аналог, который идентифицируется по 3-миллиметровому валику сверху шва.
• Проверка качества шва. Он простукивается молотком, что позволяет удалить включения шлака. После этого проводится визуальный осмотр, не допускаются трещины, участки с недостаточным проваром, сколы, выемки, прожоги.

Если по трубам будет транспортироваться жидкость или другая среда, находящаяся под давлением, то проводится тестовый запуск, позволяющий определить герметичность.

Технология сварки труб электродуговой сваркой

Сварка труб – это процесс образования неразъемного соединения при прокладке трубопроводов. В итоге получается монолитное изделие, которое характеризуется прочностью и герметичностью. Перед началом работы все изделия проверяются на наличие сертификата. В них должна отсутствовать эллипсность. Толщина стенки может находиться в пределах, разрешенных допуском.

В зависимости от множества факторов выбирается способ формирования сварочного соединения. Это зависит от диаметра труб, толщины стенок, материала изделия и расположения трубопровода.

Учитывая эти факторы, работа проводится плавящимися и неплавящимися электродами. Стальные трубы варятся электродуговым или газовом методом, иногда с применением аргона.

Для некоторых соединений применяется холодная сварка.

Процесс работы начинается с подготовки сварочного соединения. Во время обработки стыков проверяется наличие перпендикулярности плоскости сечения к оси трубопровода. По всему периметру будущего сварочного шва обеспечивается равномерный зазор. После прохождения этого этапа начинается сам процесс сварки. По окончании процедуры отбивается шлак и ведется проверка качества полученного соединения.

Предварительная подготовка труб к сварке

Перед началом работы места стыковых соединений подготавливаются. Состоит этот этап из следующих операций:

1. Осматриваются концы изделий. Если их поверхность неровная, то она выпрямляется или торцы обрезаются с помощью газовой горелки.
2. При наличии на местах будущих сварочных швов грязи или ржавчины кромки обрабатываются молотком и зубилом.
3. Внутренняя и наружная поверхности зачищаются до блеска на размер 10 мм. Для этого используется металлическая щетка или шлифовальная машинка.

Способы стыковки труб

Сложность задачи соединения трубопроводов заключается в том, чтобы обеспечить стыкам достаточную жесткость. С помощью центраторов для сварки достигается нужный результат. Такие устройства обеспечивают соосность обеих частей соединений, что отражается на надежности шва.

Первая категория тоже имеет разновидности. Внешние устройства разделяются на типы:

1. Многозвенные. Применяются для труб с диаметром до 2000 мм. Состоят из звеньев, перемещающихся в подвижных шарнирах. Стягивание идет винтовым механизмом.
2. Арочные. Конструкция состоит из 2 клемм, которые входят в зацепление и стягиваются рычагом. Используются для диаметров труб до 900 мм.
3. Цепные. Изделие применяется для диаметров до 1400 мм. Отличается высокой надежностью. Стягивающим элементом является цепь.
4. Эксцентриковые. Принцип работы механизма схож с арочным, но стягивание обеспечивается эксцентриком.
5. Струбцинные. Это рычажный механизм, который сверху имеет зажим.

Внутренние центраторы отличаются сложностью конструкции. В их задачу входит не только внешнее центрирование, но и внутреннее.

Механизм отличается высоким эксплуатационным ресурсом. Приспособление не только обеспечивает сварку труб, но и добавляет жесткость, что устраняет риск прогиба системы в случае усадки почвы.

Разница в применении плавящихся и неплавящихся электродов

Сварочные работы проводятся плавящимися и неплавящимися электродами. В первом случае плавятся сам электрод и участок свариваемой поверхности. При работе неплавящимся электродом за счет дуги проходит смешивание расплавленного металла свариваемых поверхностей.

• ­ стальные:
• ­ медные;
• ­ алюминиевые.

• ­ вольфрамовые;
• ­ угольные;
• ­ графитовые.

Оба вида находят применение для сварки медных труб. Это мягкий металл, и он тяжело варится.

Неплавящиеся электроды применяются для сварки оцинкованных труб.

Сложность работ заключается в необходимости расплавления цинкового покрытия. Для этого температура прогрева должна достигнуть 1200 °C.

Популярные способы сваривания стальных труб

К популярным способам сваривания труб относятся следующие методы:

1. Работа по сварке труб полуавтоматом. В основу заложен принцип автоматической подачи проволоки к горелке прибора. Свариваются изделия из любой стали вплоть до нержавейки.
2. С помощью холодной сварки. В реальности это клей, содержащий в своем составе эпоксидные смолы. Таким способом устраняются только небольшие дефекты. Шов не выдерживает напряжений, направленных на разрыв.

Использование газосварки

Газосварка используется для работы с обычными сталями. Горючая смесь состоит из кислорода и одного из газов:

• ­ ацетилена;
• ­ пропана;
• ­ бутана.

Для работы требуется сварочная проволока и флюсы, которые необходимы для защиты металла от окисления внешним воздухом.

Существует газовая сварка с применением аргона, который выполняет роль защитной среды. Он используется при работе с цветным металлом или легированной сталью. Подается газ за 20 с до начала сварочного процесса и убирается через 10 с после его окончания. В процессе работы аргон вытесняет воздух и препятствует окислению металла.

Орбитальная сварка труб

Орбитальная технология применяется для сварки трубопроводов в бесповоротном стыке. Вручную такой процесс проводить тяжело, особенно для боковых участков.

Под действием силы тяжести расплавленный металл стремится вниз. Поэтому операция проводится в автоматическом режиме при помощи специального оборудования. Между изделием и электродом возникает дуга.

В эту зону подается аргон, чтобы не происходило окисления металла.

Для этого применяются специальные камеры, которые бывают 2 видов:

1. Механизм полностью повторяет диаметр трубы и надевается на нее. Внутри имеется голова, которая в среде защитного газа двигается по стыку и накладывает шов. Такой способ применим, если диаметр трубы небольшой.
2. Для изделий большого диаметра используются открытые камеры. Голова передвигается вдоль образуемого шва на кронштейнах.

К преимуществу такого вида сварки относится высокая скорость, качество шва и отсутствие влияния человеческого фактора.

Электродуговой метод сварки труб

Электродуговая сварка – это процесс получения сварного соединения с помощью специального оборудования и электродов. Образующаяся электрическая дуга расплавляет материал изделия и электрод. Одновременно на поверхности электрода плавится стержневая оболочка, которая, смешиваясь с жидким металлом, выступает на поверхности шва в виде шлака.

Для сварки труб ручной дуговой сваркой требуются специальные электроды. На их поверхности присутствует оболочка, которая защищает сварочный шов от присутствующего в воздухе азота и кислорода.

Электроды для такого вида сварочных работ:

• ­ с целлюлозным покрытием;
• ­ с рутиловой пленкой;
• ­ комбинированные.

Применяемое оборудование носит название инвертора, который имеет несколько режимов работы.

Оптимальный подбор режима оборудования зависит от вида материала свариваемого изделия и его толщины. С учетом этих факторов подбирается и соответствующая марка электрода. Все эти данные содержатся в нормативах ГОСТ по сварке трубных изделий.

Выбираем технику электродуговой сварки

Сварочный шов проваривается несколько раз. Делается это для повышения надежности и прочности соединения.

Проварка швов бывает нескольких видов:

• ­ с поворотом стыков;
• ­ без поворотов стыков.

С поворотом стыков

Техника сварки с поворотом стыков бывает 2 видов.

В первом случае сначала провариваются 2 верхние части трубы. Затем идет ее поворот на 180° и таким же образом варится низ. Затем изделие поворачивается на 90° и проваривается верхняя половина в той же последовательности. На последнем этапе идет поворот на 180° и варятся оставшиеся 2 части.

Вторым способом сначала провариваются 2 боковые поверхности. Потом труба поворачивается на 90° и варятся оставшиеся 2 четверти. При повторной сварке следует очередной поворот на 90° и опять обрабатываются поверхности с боков. На заключительном этапе идет последнее перемещение на тот же угол и проводится сварка оставшихся участков.

При работе с трубами большого диаметра проваривается слой в секторе, равном 45°. После этого изделие постепенно поворачивается.

Без поворота стыка

Сварка труб без поворота ведется отдельными участками: сверху вниз или снизу верх. Сначала варится первый слой, затем второй и третий. Такой метод имеет свои недостатки. Иногда попадаются труднодоступные места. Чтобы их обработать, требуется высокая квалификация сварщика.

Особенности сварки труб зимой

Такая работа с трубами в зимнее время имеет свои сложности. В условиях низких температур ухудшается отвод газов из расплавленного металла. Как результат, в соединении сохраняются остаточные напряжения, что приводит к повышенной хрупкости соединения.

При понижении температуры рекомендуется применять электроды марок:

• ­ УОНИ-13/13;
• ­ УОНИ-13/55;
• ­ СМ-11;
• ­ ВСЦ-1.

Их использование позволяет получать шов большей степени пластичности и вязкости.

Работа отличается особенностями:

1. Стык очищается от грязи, снега и льда.
2. Трубы соединяются с минимальными зазорами.
3. На оборудовании устанавливается сварочный ток ниже стандартного на 15–20%. Это дает возможность улучшить повариваемость металла.
4. Если стоят сильные холода, то предварительно ведется прогрев участка до 200 °C.

Читайте также: Утюг для пайки полипропиленовых труб размеры

Существуют марки стали, которые хорошо варятся в условиях морозной погоды. К ним относятся 14ХГС, 14ГС, 19Г.

Электродуговая сварка — особенности и технология проведения

Электродуговая сварка является наиболее распространенным способом соединения разных видов металлов. Этот процесс обладает универсальностью, его применяют повсеместно в производстве и в бытовых условиях.

У него имеется множество положительных качеств — простое выполнение, не требует использования дорогостоящего оборудования, сварку могут проводить даже новички в этом деле. Но все же перед тем как приступать к работе рекомендуется изучить ее основные принципы и особенности.

Что такое электродуговая сварка

Важно знать, что такое электродуговая сварка.

Во время этого технологического процесса происходит расплавление примыкающих друг к другу областей двух свариваемых элементов при помощи тепла, которое поступает от электрической дуги.

Сварочная ванна перемещается за электродугой. А при застывании она переходит в состояние прочного и неразъемного соединения, которое также называют сварным швом.

Технология электродуговой сварки металлов имеет характерную особенность. Расплавленная металлическая основа способна усиленно взаимодействовать с кислородом воздуха и азотом.

Для того чтобы защитить сварочную ванну обычно применяются следующие виды газов:

• Аргон;
• Углекислый газ;
• Гелий и другие инертные газы.

Стоит отметить! Сварка электрической дугой может проводиться с применением плавящихся электродов, материал которых войдет в сварной шов, а также неплавящихся. В данных ситуациях флюсовые добавки насыпаются вдоль линии соединения в виде порошка.

Принцип электродуговой сварки

В технологии электродуговой сварки имеется несколько принципов — короткое замыкание и пробой. Именно на последний показатель стоит обратить повышенное внимание.

В данном случае за основу берется пробой диэлектрика, который возникает при наполнении межатомного пространства частицами с электрическим зарядом.

Ионы создают положительные заряды, а электроны — отрицательные. В некоторых ситуациях пробой возможен для любых диэлектриков.

Но вот что касается электродуговой сварки металлов, то во время нее применяется пробой воздушного пространства между электродом и массой.

Во время сварки на электроде создается заряд тока с низким показателем напряжения, но с высокой силой — примерно 80-200 А. Также наблюдается огромная плотность — несколько тысяч А/м2.

В момент касания электрода массы, а именно другого материала с высокими показателями электропроводности при сваривании металлических конструкций, то может возникнуть короткое замыкание, которое создает электрическое поле с высокой мощностью. Именно в нем возникает пробой.

Виды и способы

Электрическая дуговая сварка имеет несколько разновидностей. Каждая из них обладает некоторыми отличительными особенностями, которые оказывают влияние на качество и вид сварного соединения.
Выделяют следующие виды электродуговой сварки:

• Ручная электродуговая сварка. Во время нее используется только ручная сила человека без механизмов;
• Механизированного вида. Во время процесса используется механизация при подаче проволоки в область сваривания, а часть работы производится ручной силой;
• Автоматического типа. Сварка осуществляется в автоматическом режиме. Специальное оборудование самостоятельно подает дугу, регулирует показатели ее длине, перемещение.

Технологический процесс электродуговой сварки также разделяется на способы:

1. Пучком. Во время сварки производится связывание в пучок нескольких электродов, сваривание их торцов и установка в держателе. Используется больший диапазон токов и можно самостоятельно увеличивать показатели производительности.
2. Сварка лежачим электродом. Во время этого процесса может производиться укладка с длиной от 50 до 120 см с обмазкой в разделанный стык или угол. На него помещается медный брус с продольной канавкой. После этого заготовка и электрод подсоединяются к источнику тока. Угольный стержень поджигает дугу, которая уходит под область бруска. Она перемещается по стыку, расплавляет рабочий элемент и сваривает кромку. В результате этого получается сварное соединение.
3. Сварка наклонным электродом. Данный метод проводится для повышения производительности. Во время него электрод фиксируется в зажиме с обоймой, которая перемещается под своей массой по стойке. В момент зажигания дуги, электрод оплавляется, а обойма опускается вниз.

Виды аппаратов

Обычно при проведении электродуговой сварки используется простой сварочный аппарат — трансформаторный. Он работает по принципу обычного трансформатора, понижает напряжение и повышает ток. Данное устройство варит при помощи переменного тока.

Однако трансформаторное сварочное оборудование неудобное, оно обладает огромными размерами. По этой причине могут возникнуть проблемы с его перемещением. Для этих целей требуется специальное приспособление на колесиках.

Если требуется мобильный сварочный аппарат для электродуговой сварки, то отличным вариантом будет инвертор. Данное оборудование первым делом преобразует переменный ток от бытовой сети в ток с высокой частотой. А уже после этого оно переводит его в постоянный. Кроме этого устройства этого вида имеют небольшую массу, компактные габариты.

Инверторное сварочное оборудование для электродуговой сварки помогает добиться максимальной стабильности дуги. Именно это оказывает положительное воздействие на качество шва. Кроме этого устройство позволяет использовать разные режимы — с прямой и обратной полярностью.

Особенности проведения работ

Электродуговая сварка чугуна и других видов металла должна проводиться правильно. Соблюдение всех принципов и правил позволит получить прочный и качественный сварной шов.

Технология ручной электродуговой сварки включает несколько особенностей:

• На начальном этапе производится зачистка и обезжиривание заготовок, может выполняться их разрезание. К ним требуется приставить раскаленный электрод. Торцевая часть электрода делит область поверхности свариваемого элемента на ионы и электроны;
• Для того чтобы сварка была быстрее, а результат был качественным, на поверхность сварного материала (электрода) следует нанести специальные элементы. В качестве него рекомендуется использовать кальций, калий, натрий. Они ускоряют разделение металла на частицы;
• Сварочный процесс может осуществляться с использование открытой или закрытой дуги. В открытом состоянии в металлическую основу будет проникать много азота, это окажет пагубное влияние на структуру сварного шва. Для снижения этого негативного воздействия на электроды требуется нанести слой металла. В условиях промышленности наиболее оптимальным вариантом будет использование закрытого метода, при его проведении зона сварки будет защищена от воздействия кислорода;
• Далее необходимо установить электрод в оборудование для электродуговой сварки — инвертер. При помощи конца прута требуется провести два раза по торцам свариваемых металлических компонентов — это произведет разжигание дуги. После того как будет включен сварочный аппарат необходимо установить ток на требуемом уровне;
• Во время сварочного процесса электрод опирается на поверхность свариваемых деталей и медленно водится по области зазора. В сварочную ванну поступает жидкий металл, который во время застывания образует прочный и ровный сварной шов. Использование специальной технологической карты позволит точно рассчитать мощность, ток и продолжительность воздействия дуги;
• Сваривание вертикальных швов производится при помощи дуги. Уровень угла соприкосновения электрода и свариваемой поверхности должен быть прямым. Допускается небольшое отклонение на 10 градусов;
• Чтобы предотвратить наплавление жидкого металла в одной области может применяться техника елочки, треугольника или многослойное прохождение тонкой дуги.

Важно! Сварщик во время электродуговой сварки обязательно должен соблюдать все правила и этапы. Каждый метод сваривания подбирается в зависимости от используемого металла и условий проведения сварки (в промышленных или бытовых условиях).

Меры безопасности

Во время проведения электродуговой сварки обязательно следует соблюдать следующие меры безопасности:

1. Обязательно требуется надевать защитную форму и обувь из плотного материала. Данные средства смогут защитить тело от раскаленного металла, который может вызвать сильные ожоги. Рукава требуется плотно застегнуть, на кисти рук надеваются перчатки.
2. Если нет защитной формы, то вместо нее можно воспользоваться хлопчатобумажной одеждой.
3. От яркого света и искры от раскаленного металла лицо и глаза необходимо закрыть защитной маской.
4. Сварочные работы должны выполняться в проветриваемых помещениях.
5. Перед началом работ рекомендуется подготовить воду или огнетушитель. Раскаленные частицы металла, искры могут привести к пожару, поэтому все средства для его предотвращения должны быть под рукой.

Обратите внимание! Технику безопасности обязательно нужно строго соблюдать. Если этого не делать, то во время сварочного процесса можно по неосторожности получить серьезные травмы.

Электродуговая сварка является популярной технологией, которая отлично подходит для сваривания разных видов металлов. Проведение процесса должно осуществлять правильно с соблюдение важных принципов.

Читайте также: Технология проката труб большого диаметра

Работу требуется делать все поэтапно, это позволит подучить ровный и прочный шов. Но не стоит забывать про необходимые меры безопасности, которые защитят от травм и помогут сделать все правильно.

Интересное видео

Можно ли варить трубы отопления электросваркой и как это сделать

Каждый хозяин загородного дома и дачи должен уметь обращаться со сварочным аппаратом и работать с металлом. Это устройство требуется для всех ремонтных и монтажных работ, где присутствуют металлические трубы. Оно помогает сделать соединение герметичным. Советы специалистов помогут разобраться новичкам, как варить трубы отопления электросваркой правильно.

Работа с электросваркой

Подготовка поверхности

Перед тем как варить трубы электросваркой, нужно подготовить их к процессу соединения. Последовательность подготовки поверхности:

1. Трубы должны соответствовать всем параметрам, которые указанны в проекте. По всей длине они должны иметь равномерную толщину стенок, а срез должен быть круглым.
2. Трубу подрезают под углом в 90° и на расстоянии в 1 см от среза зачищают до блеска.
3. Затем срез обезжиривают. Для этого удаляют все масляные подтеки и счищают ржавчину. Если есть краска, то ее снимают.

При необходимости торец дополнительно обрабатывают. Кромка среза трубы должна иметь угол раскрытия в 65° с величиной притупления до 0,2 см. Такой срез поможет качественно соединить изделия.

Разновидности сварных швов и соединений

Сварку стальных труб производят сварочным аппаратом методом плавления. Сварочный аппарат из переменного тока образует постоянный и посредством электрической дуги нагревает локальный участок изделия до нужной температуры.

Формирование электрической дуги происходит на металлическом стержне (электроде). Там где работает дуга, образуется специальная атмосфера, которая при плавлении металла не позволяет ему окисляться. Благодаря качественному сварному шву протечки полностью исключены, т.

к. соединение получается герметичным.

Есть много способов наложения швов. Какой способ выбрать, это зависит от толщины труб и материала, из которого они изготовлены. Основные типы швов:

Также важно учитывать расположение труб по отношению друг к другу:

1. Нижний шов. Во время сварочных работ электрод располагают над соединяемыми элементами. При таком способе сварщику хорошо видны все свариваемые участки, поэтому данный метод является самым удобным.
2. Потолочный шов. Электрод располагают под свариваемым элементом. При этом оператор поднимает руку вверх и держит над головой, поэтому этот способ применяют только во время ремонта или при замене деформированного участка трубы. При обустройстве новой системы его не используют.
3. Вертикальный шов. Такой способ соединения применяют, если 2 трубы располагаются горизонтально. Сварщик проводит электродом движения вверх и вниз и снизу вверх (в вертикальном направлении).
4. Горизонтальный шов. Часто горизонтальными соединениями делают монтаж отопительных и водопроводных систем. При этом две трубы находятся в вертикальном положении.

Разновидности электродов

Электрод — тонкий металлический стержень, который покрыт специальным составом. Он защищает металл от возникновения коррозийного налета и от него зависит, каким получится сварочный шов.

Чтобы разобраться, какими электродами варить трубы, нужно рассмотреть свойства каждого из них. Главные параметры, по которым классифицируют электроды — это вид покрытия и тип сердцевины.

Изделия бывают с плавящей и неплавящей сердцевиной.

1. Для изготовления плавящей сердцевины используют сварочную проволоку с разным диаметром, который подбирают в зависимости от вида работ.
2. Для изготовления неплавящей сердцевины используют вольфарм, графит или электротехнический уголь.

Электроды покрывают целлюлозным, рутиловым, рутилово-кислотным или рутилово-целлюлозным покрытием.

Выбор сварочного аппарата

Сварочные аппараты бывают трех типов. Какой из них выбрать, это зависит от метода сварки и обрабатываемого материала. Виды устройств:

1. Понижающие сварочные трансформаторы. Это надежное устройство, которое применяют для сварки углеродистой стали. Качество шва — среднее.
2. Сварочные выпрямители. Подходят для углеродистого и алюминиевого материала, а также для нержавейки. Качество шва — высокое.
3. Сварочные инверторы. Универсальное устройство, которое подходит для любого материала.

Нельзя при сварке труб отопления электросваркой использовать испорченное оборудование. Поэтому перед началом работ аппаратуру тщательно проверяют.

Технология проведения работ

Вначале необходимо подготовить рабочее место и средства защиты. Чтобы разобраться, как правильно варить трубы отопления, нужно попрактиковаться на отдельном куске металла. Для этого понадобится толстая труба и универсальный электрод диаметром от 3 мм и выше, т. к. с ним легче учиться делать швы. Процесс работы:

1. На одном сварочном кабеле есть держатель. В него вставляют электрод, затем подключают кабели.
2. Аппарат имеет 2 кабеля и 2 выхода тока с положительной и отрицательной полярностью. Конец одного кабеля оснащен зажимом, который подключается к детали, конец второго — это держатель для электрода. Полярность выбирают в зависимости от вида работ. Наилучший прогрев металла происходит с прямой полярностью.
3. Зажечь дугу можно 2 способами. Для этого кончиком электрода постукивают несколько раз по детали или проводят вдоль шва (чириканьем).
4. Какого типа получится сварной шов на трубе, зависит от наклона электрода. Основной наклон составляет 30-60°. Чтобы сделать глубокий прогрев металла, наклон электрода делают «углом назад». При этом ванна и расплавленный металл поступают за электродом. Если требуется поверхностный прогрев, тогда угол наклона меняют в противоположную сторону.

Для каждого материала и типа шва применяется свое движение электрода. Для домашних работ достаточно освоить некоторые из них. Во время работы важно следить за величиной и состоянием сварной ванны. Для этого движения ускоряют или замедляют.

Как сварить пластиковые трубы

Сварка пластиковых труб проходит по особой технологии, т. к. из-за высокой температуры внутри них часто образовываются наплывы. Поэтому выполнять сварочные работы нужно аккуратно. Но если температура будет слишком низкой, то детали не зафиксируются. Порядок работ:

1. Сварочный аппарат устанавливают на подставку и разогревают до 260° C.
2. В насадку для сварки вставляют конец пластиковой трубы и подходящего диаметра фитинг таким образом, чтобы они располагались в одной плоскости.
3. Если труба толстая, то уровень температуры увеличивают. Когда детали прогреются, их достают из устройства и соединяют.

Когда шов застынет, трубу проверяют на наличие протечек. Спайку изделий с большим диаметром (свыше 63 мм) проводят стык в стык. Срез торцовых труб расплавляют и соединяют, при этом сильно надавливая друг на друга.

При муфтовой и раструбной спайке используют ручные приборы. Они оснащены центрирующим элементом и насадками, которые удерживают заготовки. Все детали трубопровода загоняют в разогретый сварочный аппарат и делают спайку.

Чтобы детали соединились, всю работу проводят быстро.

Возможные ошибки в процессе

Качество готового изделия может стать низким из-за дефекта сварного шва. Дефект может находиться внутри или снаружи изделия, а также быть сквозным. Причины, из-за которых он возникает во время сварки металлических труб отопления и других изделий:

• из-за дешевого материала низкого качества;
• из-за некачественного оборудования;
• когда нарушается технологический процесс работы;
• из-за неопытности сварщика.

Иногда сварщики делают усиление шва до 4 мм. Из-за такой ошибки он становится хрупким. Высота усиления не должна превышать 2 мм, тогда шов будет иметь максимальную прочность.

Как правильно варить трубы электросваркой: технология процесса, секреты и уроки сварки для начинающих

Подавляющее большинство домашних мастеров периодически используют сварку. Везет тем из них, кто обладает навыками сварки. Если же их нет, то в этом случае ничего не остается другого, как обращаться к специалистам.

Но при желании каждому под силу научиться варить. И первое, чему следует уделить внимание в самом начале — ознакомиться основами электросварки для начинающих.

Речь идет об уроках, рассказывающих об особенностях создания различных швов. Приступать к выполнению более сложных работ следует лишь после того, как владелец получит достаточный опыт.

Далее мы остановимся подробнее на нюансах сварочных работ и определенных хитростях этого процесса.

С чего начать подготовительный этап?

Первое, что нужно сделать тем, кто хочет научиться варить — приобрести необходимое оборудование. Полный комплект, который потребуется для выполнения подобной работы, будет включать:

• аппарат для сварки;
• набор электродов;
• молоток для отбивания шлака;
• щетка.

Читайте также: Арматура бывает регулирующая запорная

При выборе электрода необходимо обращать внимание на его диаметр, который будет определяться толщиной свариваемого металлического листа. Также следует позаботиться и о защите. Для сварки нам понадобятся:

• сварочная маска со специальным светофильтром;
• плотная одежда с длинным рукавом;
• перчатки, желательно из замши.

В числе обязательных для выполнения сварочных работ инструментов должны числиться сварочный выпрямитель, трансформатор или инвертор. Именно с помощью этих аппаратов и будет решена задача по преобразованию переменного тока в постоянный, что позволит выполнять сварку.

Технология сварочного процесса

Приступая к электросварке, следует помнить о том, что эта работа проводится в условиях высоких температур. Обеспечивает выполнение подобных работ электрическая дуга, которая должна поддерживаться между электродом и свариваемым изделием.

Именно во время ее контакта с заготовкой и происходит расплавление металла основы и сварочного электрода. В этот момент возникает явление, которое среди специалистов получило название сварочной ванны. В ней основной и металл электрода смешивается в однородную массу.

Ванна может иметь различные размеры, что определяется используемым режимом сварки, пространственным положением, скоростью перемещения дуги, формами и размерами кромки и пр.Обычно она достигает в ширину порядка 8–15 мм, в длину 10–30 мм, а в глубину — около 6 мм.

На каждом электроде имеется специальное покрытие, именуемое обмазкой. В момент ее расплавления возникает специальная газовая зона в области дуги и над ванной. Благодаря ей воздух покидает зону сварки и исключается взаимодействие расплавленного металла с кислородом. Также она содержит пары основного и электродного металла.

Уже на самом шве появляется сплав, не позволяющий контактировать расплаву с воздухом, что ухудшило бы качество сварки.

По мере удаления электрической дуги происходит кристаллизация металлов, в результате возникает шов, благодаря которому прочно соединяются свариваемые детали.

На самом шве находится защитный слой шлака, который по окончании сварочных работ обязательно нужно убрать.

Азы электродуговой сварки

Чтобы получить как можно лучшие результаты при создании сварочного шва, начинающим сварщикам в первую очередь нужно ознакомиться с уроками, где уделяется внимание правильному выполнению этой работы на первых этапах. Желательно и получать практику выполнения сварочных работ под руководством опытного специалиста, который не только укажет на ошибки, но и подскажет, как их не допускать в будущем. Прежде чем начинать сваривать детали, нужно убедиться, что она достаточно надежно зафиксирована.

Не менее важно позаботиться о соблюдении правил пожарной безопасности: для этого нелишне будет расположить неподалеку ведро с водой. Этим же обусловлен запрет на выполнение сварки на деревянном основании.

Также следует уделить внимание и небольшим остаткам использованных электродов, которые не следует оставлять на рабочем месте по завершении работы.

Без этого невозможно научиться правильно варить металл.

Обязательно нужно удостовериться, что «зажим заземления» надежно зафиксирован. Следует убедиться, что кабель был изолирован и точно введен в специальный держатель. Перед работой для сварочного инвертора следует выбрать расчетный показатель мощности тока, при определении которого следует исходить из диаметра электрода.

После этого можно зажигать дугу. Это делается следующим образом: нужно разместить электрод под углом около 60 градусов относительно изделия. Далее нужно не спеша провести им по поверхности. В этот момент возникают искры, теперь же электродом нужно коснуться металла, а затем поднять его, но не выше 5 мм.

Поэтому через равные промежутки времени нужно сокращать расстояние между ним и металлом. Приближать электрод к обрабатываемому изделию следует не спеша. Может возникнуть такая ситуация, что он прилипнет. В этом случае нужно несильно повернуть его в сторону. Если все попытки не позволяют зажечь дугу, то можно попробовать увеличить силу тока.

Когда дуга загорится, а ее пламя станет стабильным, можно уже начинать заниматься наплавлением валика. Электрод с зажженной другой нужно не спеша и плавно двигать по горизонтали, совершая несильные колебательные движения.

Это приведет к тому, что жидкий металл начнет самостоятельно перемещаться непосредственно к центру дуги.

При соблюдении всех рекомендаций можно выполнить надежный шов, сформированный в виде небольших волн, которые были созданы при помощи наплавленного металла.

Может возникнуть такая ситуация, что во время сварки изделий электрод будет полностью израсходован, но при этом его не хватило для создания всего шва. В этом случае нужно сделать перерыв в работе. Отключив аппарат, нужно вставить новый электрод, убрать с поверхности шва шлак, а затем продолжить сварку. От созданного в конце шва углубления, часто именуемого кратером, нужно сделать отступ около 12 мм и зажечь дугу. Приближать электрод следует с тем расчетом, чтобы при контакте возник сплав из металла старого и вновь установленного электрода. Далее сварку выполняют в обычном режиме.

Особенности сваривания трубопровода инвертором

Метод дуговой электросварки подходит для создания вертикального шва при условии, что он находится с торца трубы. В случае создания горизонтального шва последний должен находиться на ее окружности. Если приходится выполнять потолочный и нижний швы, то они должны находиться сверху и снизу. Среди всех названных именно последний создает меньше проблем в выполнении.

Если приходится иметь дело со стальными трубами, то чаще всего используется метод сварки встык, предусматривающий проваривание каждой кромки по высоте стенок.

Для минимизации наплывов внутри трубы электрод следует располагать под углом не более 45 градусов относительно горизонтали. Подобный шов должен достигать в высоту 2–3 мм, а в ширину 6–8 мм.

Если изделия соединяются внахлёст, то в этом случае шов будет иметь высоту 3 мм, а ширину 6–8 мм.

Подготовка

До того как приступить к электосварке металлических изделий, нужно выполнить подготовительные мероприятия:

• Со свариваемой алиментов необходимо удалить верхний слой.
• При наличии у торцов трубы неровностей их нужно срезать или же выправить.
• Далее начинаем обрабатывать кромки. Здесь необходимо не менее 10 миллиметров поверхности, прилегающей к кромкам трубы снаружи и внутри стильно зачислить до появления металлического блеска.

Основные этапы

Далее уже можно начинать непосредственно сварку трубы. Обработка каждого стыка должна выполняться непрерывно, пока они не будут полностью приварены. Создавать поворотные и неповоротные стыки труб со стенками не более 6 мм следует как минимум в два слоя. Если стенки имеют ширину 6–12 мм, то должно быть создано три слоя, более 19 мм — 4 слоя. При сварке труб необходимо учитывать один важный нюанс: с очередного шва, создаваемого на стыке, необходимо удалять шлак, лишь после этого можно переходить к созданию нового.

Особое внимание следует уделить созданию первого шва, поскольку от него многое зависит. Выполнять его нужно таким образом, чтобы он расплавил каждую кромку и участки притупления. Очень важно обследовать его крайне внимательно, поскольку на нём могут быть трещины.

В случае их обнаружения их нужно выплавить или же вырубить, после чего участок снова заваривается. При создании остальных слоев необходимо не спеша поворачивать трубу.

При этом нужно помнить, что начало и конец каждого слоя должны быть располагаться со смещением по отношению к прошлому слою на расстоянии 15–30 мм.

Заключение

Сварочные работы отличаются достаточной сложностью, поэтому начинающим сварщикам предстоит немало потратить времени и сил, чтобы создать качественные и прочные сварные соединения. Но прежде им следует получить представление об основных моментах из уроков, без которых невозможно выполнять качественно и правильно варить металл.

Важно не только подготовить все необходимые инструменты и материалы, но и с особой тщательностью подойти к изучению технологии сварочного процесса. Это очень важно потому, что любая ошибка может впоследствии сказаться на качестве сварного шва, и если этому не уделить внимание на начальном этапе, то в дальнейшем все усилия будут напрасны, в результате придется все переделывать.

• Виталий Данилович Орлов
• Распечатать

Источник https://vt-metall.ru/articles/405-dugovaya-svarka-trub/

Источник https://izhartezia.ru/montazhnye-raboty/svarochnye-truboprovodov.html

Источник https://fgpip.ru/drugoe/tehnologiya-svarki-trub-elektrodugovoj-svarkoj.html