Технология сварки труб ручной дуговой сваркой

Технология сварки труб ручной дуговой сваркой

Системы жизнеобеспечения это в основном трубы, по которым люди получают воду и газ прямо в дом. При прокладывании трасс применяется в большинстве случаев сварка труб ручной дуговой сваркой. Она обеспечивает герметичность и прочность соединения. Выполняются сварочные швы на деталях большого сечения в несколько слоев с применением специальных электродов и режимов.

ТОП-3 методики

Распространенная при прокладке различных трубопроводов метода состыковки зависит от размеров и подвижности деталей. Различают 3 методики ручной электродуговой сварки труб большого диаметра:

• электродами с покрытием;
• электродами в среде защитного газа;
• аргонно-дуговая.

Качество и состав соединяемого материала определяют режимы работы и значение тока:

• переменный;
• постоянный обратной полярности;
• постоянный прямой полярности.

Переменный ток применяют при сварке алюминия. Импульсная подача не позволяет дуге и металлу сильно разогреться и образовать прожоги.

Обратная полярность, когда на деталь подключают минус, дает больший нагрев и мощность. Металл трубы на стыке и электрод прогреваются сильнее.

Описание

Технология сварки трубопроводов ручная дуговая сварка обеспечивает наилучшее, прочное соединение. Для защиты шва от окисления используют флюс – обмазку электрода или среду газа.

При прохождении тока через стальной лист и электрод на его конце возникает электрическая дуга. Она начинает согревать кромки соединяемых труб и расплавлять их. Создается сварочная ванна из расплавленных металлов соединяемых деталей и электрода.

Рабочий направляет электродом жидкую ванну, смешивая металлы и создавая шов. Окислы и газы поднимаются на поверхность, образуя пленку. Шлак защищает горячий шов от контакта с воздухом и резкого охлаждения.

Инструкция

Зачистить кромки перед началом обработки, значит избежать внутренних дефектов. Следует проверить их угол разделки, выставить и зафиксировать в 3 – 4 местах, в зависимости от диаметра.

Прихватки делаются той же маркой электродов, что будет производиться сварка корневого шва.

Следует соблюдать технику безопасности: одеть спецодежду, проверить исправность оборудования. Включив сварочный аппарат, настроить рабочие режимы.

Как правильно?

Ответственные герметичные швы варятся за 3 прохода. Корневой, первый шов выполняется электродом диаметром 3 мм. Последующие 4 и 5 мм. Для хорошего формирования корня лучше всего подходят электроды с целлюлозным покрытием.

Следующие слои накладываются подходящими по марке трубы. При сварке второго слоя частично должен проплавляться и первый. Тогда не останется непроваров и шлаковых включений внутри шва.

[stextbox сварке высоколегированных труб на шов накладывается 3 слоя, один за другим. Температура между ними не должна превышать 150⁰C.[/stextbox]

С поворотом стыка

При повороте стыка, труба варится вертикаль снизу вверх. Диаметр трубы условно делится на 4 сектора. Точки располагаются по циферблату часов на 2, 5, 7, 11. Нижний и верхний участки немного короче боковых.

1. Варятся поочередно боковые вертикали корневого, первого шва.
2. Трубы поворачиваются на 90⁰, и сваривается сначала участок, который был нижним, затем другой. При этом шов накладывается не встык, а внахлест по 40 – 50 мм.
3. Аналогичным образом накладывается 2 и 3 слой, но начало сварки начинается со смещением на 10 – 15⁰.

При сварке снизу вверх следует менять угол наклона электрода, чтобы ванна прогревалась одинаково.

Без поворота стыка

Если конструкция закреплена прочно и повернуть трубу нельзя, применяется сварка безповоротным методом. Шов накладывается снизу.

1. Отмечается нижняя точка на трубе.
2. Сварка начинается дальше разметки.
3. С потолка постепенно переходит на вертикаль и до верхней части трубы.
4. Начинать варить вторую сторону нужно от намеченной нижней точки. Получается небольшое наложение.

При ремонтных работах часто приходится варить стыки в труднодоступных местах. Когда труба вплотную к стене и ее никак нельзя отодвинуть.

В этом случае делается качественный провар части шва с внутренней стороны.

1. Вырезается небольшое окошко.
2. Через образованное отверстие изнутри заваривается труба напротив стены.
3. Устанавливается вырезанный элемент на место, прихватывается и заваривается вместе с оставшимся открытым швом.

Таким способом ремонтируют трубопроводы диаметром более 60 мм с толщиной стенки до 3 мм, когда достаточно положить один шов.

При низких температурах

Холодный металл при низких температурах не успевает прогреться и образуется резко выраженная переходная зона. В ней нарушены молекулярные связи, повышенная хрупкость. Если ударить по детали, то она лопнет не по шву, а рядом, по основному металлу.

Чтобы избежать разрушения шва, следует подогреть свариваемые детали. Оптимальным вариантом является поместить их в печь и нагреть до 200 – 300⁰. При протяжке трубопроводов такой способ не подходит. Стыки труб нагревают газовой горелкой, равномерно перемещая ее по кругу несколько раз.

Дуговой сваркой

При сварке труб они зажимаются в специальное приспособление и в нем проворачиваются. Возможны варианты, когда приходится проворачивать вручную.

Шов накладывается по кругу на себя или от себя. Ванна располагается чуть ниже верхней точки в сторону движения. Детали постепенно перемещается, пока не дойдет до начала шва и не перейдет эту точку на несколько миллиметров.

Следующий слой начинается со смещением примерно 10⁰.

Покрытыми электродами

Чтобы качественно сваривать трубы, они должны быть разделаны и иметь зазор 1 – 2 мм между оставшимися ровными кромками. В зависимости от толщины стенки, не зачищенный торец оставляется шириной до 3 мм.

Проплавление обратной стороны шва регулируется наклоном электрода. Максимальная температура и объем ванны достигаются при наклоне назад. Если электрод направлять вперед, прогрев значительно меньше.

Технология

Электроды выбираются для корневого шва 2 – 3 мм, последующие толще. При толщине стенки более 12 мм возможно использование на последнем слое прутка толщиной 6 мм марки АНО и УОНИ.

Сварка производится инвертором на постоянном токе или трансформатором. Для работы в полевых условиях с деталями больших диаметров используют выпрямители.

На постоянном токе варят обратной полярностью, подавая минус на деталь. Переменный ток используют для алюминия, цветных сплавов и высоколегированных сталей.

Дугу необходимо держать короткой, она не должна касаться свариваемых деталей, только направлять ванну в нужное место. Следует следить, чтобы шлак успевал расплавиться и всплыть.

Детали должны быть очищены от грязи и окислов. Разделка кромок производится не предприятии при прокатке изделий или на станке в последнюю очередь.

Образование ежиков

Грат, или еж, это полое образование внутри шва или под слоем брызг. Образование ежиков при сварке трубы относится к сварочным дефектам, которые действуют разрушающе. Просветка рентгеновскими лучами определяет внутренние дефекты, неразрушающий метод контроля. Чаще всего грат образуется при сварке алюминия. Его следует варить переменным током, отрывистым методом, чтобы не было перегрева.

Чтобы избежать образования ежиков, следует следить за образующимися в ванной газами, они должны успеть выйти наружу. Если происходит остановка, следует вернуться на 20 – 30 мм, очистить поверхность от шлака и продолжить, начиная идти по шву.

Сократить количество аграта можно тщательной очисткой кромок, особенно на алюминии. Тогда ржавчина и грязь не будут плавиться в ванне, и загрязнять шов.

[stextbox убрать цвета побежалости без снятия слоя абразивным кругом, можно использовать химический метод. На поверхность трубы наносится травильная паста Inox Gel или Stain Clean. Составы очень ядовитые, следует одевать респиратор и перчатки, наносить кистью.[/stextbox]

Технология для трубопроводов из сталей повышенной прочности

Соединение высоколегированных сталей с ванадием и вольфрамом электродуговой сваркой требует тугоплавких электродов. Для корневого шва подойдут с целлюлозным покрытием марки ВСЦ-4а. остальные слои специалисты рекомендуют варить УОНИ-13/55 с основным покрытием.

Перед соединением металлический стык следует хорошо прогреть. Теплопроводность высокопрочных металлов низкая и при сварке образуется переходная зона из крупнозернистого металла.

Работа с газопроводами и трубами для транспортировки агрессивных жидкостей

Для формирования корневого шва применяются керамические прокладки. Они крепятся с обратной стороны и формируют расплавленный металл, не давая ему вытечь. Керамические прокладки предотвращают появление пористости, подрезов и наплывов.

[stextbox 6 разряда, бригадир бригады сварщиков оборудования для пищевой и химической промышленности Бородай Н. С.: «При сварке ответственных труб и емкостей из нержавеющей стали с внутренней стороны не допускается образование валиков. При прокладке корневого шва следует обеспечить, поддув аргона на место сваривания. Если невозможно местно использовать аргон, его закачивают в емкость или трубу, обеспечив поддув на протяжении всей сварки корневого шва с интенсивностью 3 – 4 л/мин. При доступе внутрь свариваемой конструкции, на обратную сторону шва наносится флюс паста, разбавленная спиртом до консистенции зубной пасты. Она поможет сформировать ровный шов и не допустит образование аграта – ежиков».[/stextbox]

Требования к сварному шву по ГОСТ

Основные требования к качеству шва и методы контроля изложены в ГОСТ 23118-99. В нем указаны требования к сплошности шва, отсутствию в нем подрезов, волчков и других дефектов.

ГОСТ 5264-80 регламентирует форму шва, его чешуйчатость, выпуклость и ширину. На каких соединениях, какой катет должен быть. Он рекомендует оборудование и инструмент для проведения определенных работ с учетом материала.

Чтобы пройти обучение, и начать быстро и правильно соединять детали, техник должен сначала изучить теорию. Затем на смену приходит практика. Тонкий лист несколько раз подряд следует соединить с другим, меняя режимы и скорость движения дуги. После получения деталей с идеальным выпуклым стыком, можно переходить к легированным металлам и цветным сталям. И только когда будут покорены вертикаль и потолок. Приступать к сварке труб.

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.

Дуговая сварка труб

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.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

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

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:

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°.

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.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Источник https://svarka.guru/tehnika/detaley/trub.html

Источник https://weldering.com/tehnika-ruchnoy-dugovoy-svarki-trub-pokrytymi-elektrodami

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