Простое соединение металлических труб без применения сварки — лучшие методы для этого

Чем варят нержавейку — способы сварки

Выбор способа сварки чаще всего связан с самим изделием. Проще говоря если будет сваливаться деталь двигателя самолёта из жаростойкого хромоникелевого сплава в условиях завода, то будут использоваться автоматические и полуавтоматический методы сварки.

Если же сварка будет производиться в быту, к примеру — бак в бане, то использоваться будет ручной дуговой способ.

Перечислим основные способы которые применяются на производстве при сварке нержавеющей стали:

1. в среде аргона неплавящимся электродом;
2. полуавтоматическая в газовой смеси или в среде чистого инертного газа;
3. плазменная;
4. контактная;
5. лазерная и электронно-лучевая;
6. Ручная плавящимся электродом
7. сварка давлением (холодная).

Теперь рассмотрим способы, которые применяются в домашних условиях:

1. ручная дуговая — наиболее часто применимая.
2. Полуавтоматическая в среде аргона или порошковой проволокой — используется нечасто, как правило для ремонта техники.

Как варить нержавейку электродом (ММА)

Для того чтобы выполнить сварку коррозионностойкой стали электродами, первое что необходимо сделать это правильно подобрать электроды. Использование электродов, не предназначенных для сварки нержавейки очень часто приводят к растрескиванию шва и коррозии.

Ещё одним отрицательный моментом будет то, что прочность сварного шва будет ниже, чем у основного металла детали.

О том как правильно выбрать читайте в статье — Электроды по нержавейке для сварки нержавеющей стали инвертором.

Сейчас подробно на этом способе останавливаться не будем, а разберем его детально ниже в разделе: Как сваривать нержавейку электродом в домашних условиях.

Как варить нержавейку аргоном (TIG сварка)

В отличие от сварки штучным электродами, процесс в среде аргона выполняется неплавящемся вольфрамовым электродом. Этот вид дуговой сварки очень хорошо подходит для тонкого металла, где толщина не более трёх миллиметров. Применять для более толстых детали не очень целесообразно так как процесс идёт достаточно медленно.

Этим способом нержавейку варят на постоянном токе прямой полярности — когда плюс подключается к самой детали, а минус горелке.

Лучше всего использовать аппараты оснащенные без контактным поджигом дуги (оснащённый осциллятором). Если всё-таки аппарат более простой и в нём нету данного устройства, то поджиг дуги лучше всего выполнить на графитовый подкладке и переместить дугу на изделия.Если нет и ее, тогда дугу зажигаем контактным способом, но в этом случае на конструкция останется ожог от контакта электрода.

В самом начале процесса необходимо выполнить продувку газа, чтобы удалить остатки воздуха из горелки и шлангов, а также защитить место начала сварки.

В процессе сварки нужно внимательно следить чтобы присадочная проволока и неплавящийся электрод постоянно находились зоне защитного газа. Иначе шов будет насыщаться кислородом и азотом из-за плохой защиты, а дуга будет гореть нестабильно.

При сварке нержавейки чрезвычайно важным является условием держать минимальную длину дуги.

Дугу держим как можно короче, иначе получим зоне сплавления и околошовной зоне горячий трещины.

Подробно о том, что такое tig сварка читайте в нашей статье по ссылке.

Чтобы не снизилась коррозионная стойкость металл нужно охладить как можно быстрее. Для этого часто используют водоохлаждаемый медный подкладки. Если их нет то не беда, можно просто наложив один слой подождать пока он остынет градусов до 100-115.

Сварка тиг нержавейки очень хорошо идёт как в среде чистого аргона, так и в его смеси. О смеси газов подробно можете прочитать в нашей статье — Сварочная смесь для полуавтомата и tig сварки.

Чаще всего берут смесь аргона 80% + 20% СО 2.

Кромки перед электросваркой подготавливаются с помощью механической обработки, плазменный резкий, с помощью дуговой или газо-флюсовой резкий с последующей механическая обработка. Расстояние от кромки на 20 мм нужно зачистить до блеска, удалив окалину и оксидную пленку. После этого кромки нужно обезжирить в тех случаях, когда требуется высокое качество шва.

Процесс ведется без колебательных перемещений горелки — выполняется так называемый ниточный шов. Присадочная проволока подается под углом близким к 90 градусов к электроду. Присадку нужно подавать равномерно чтобы уменьшить брызги. Ещё раз повторимся о том, что очень важно выполнять сварку нержавейки именно короткой дугой.

Полуавтоматическая (Mig/Mag сварка) в аргоне или смеси

Полуавтоматическая электросварка нержавеющих сталей в среди аргона или смесей газов достаточно распространена. Как правило полуавтомат применяют для соединения малых толщин. Этот способ не сильно отличается от сварки штучным электродами в плане способа подключения. Процесс также выполняется на обратной полярности. Дуга горит между плавящейся электродной проволокой, которая в отличие от штучного электрода подаётся автоматически через сопло горелки.

Это обеспечивает бесперебойность работы так как сварщику не приходится останавливаться на смену электрода, а также защищать место обрыва дуги, что обязательно при сварке электродами.

Этот метод выгодно отличается от тиг сварки высокой производительностью. Это особенно актуально для сварки протяжённых швов.

Подробно о том, как можно варить полуавтоматом нержавейку, можете почитать в нашей статье — Как варить нержавейку полуавтоматом.

Холодная (под большим давлением)

Теперь давайте рассмотрим такую технологию как холодная сварка под давлением (её ещё называют диффузионная). Данная технология используется на крупных предприятиях, для соединения очень ответственных деталей, которые нельзя перегревать. Также этим способом соединяют материалы с низкой свариваемостью. Процесс выполняется в специальных установках которых происходит сдавливание соединяемых деталей (иногда детали предварительно подогревают). Сдавливание бывает как односторонние, так и двухсторонние.

Шов при использовании такой сварки узкий, выглядит очень эстетично. В нём нет посторонних включений в виде шлака или частиц вольфрама. Кроме того, фактически полностью отсутствует зона термического влияния что увеличивает прочность соединения. Это почти полностью устраняет появление напряжений в металле, а следовательно, и деформацию изделия.

Лазерная

Для работы с нержавейкой данный способ используется, как и предыдущий на крупных предприятиях. Это очень производительная, высокоточная и в то же время очень дорогостоящая технология. При использовании лазерного луча сварочная ванна имеет крайне маленькие размеры и в это же время высокую температуру расплавленного металла. Это очень положительно сказывается на сварки коррозионностойких и нержавеющих сталей. Всё потому что перегрев металла минимален.

Шов будет иметь мелкозернистую структуру, не имеющую различных включений. Особенностью данного метода является ещё и очень большая производительность, а также высокое качество соединения.

Плазменная

Наибольшее распространение плазменная сварка нержавейки получила в диапазоне малых толщин, так называемый микроплазменная в диапазоне до 1-1,2 мм. За счёт того, что создаётся потоком плазмы высокой температурой (в середине столба температура около 20000 градусов) обеспечивается высокая производительность данного способа. Оборудование которое применяется для данного способа бывает:

• ручное — используется в диапазоне толщин до 7-8 мм.
• Автоматическое — применяется для сварки больших толщин до 38-40 мм за один проход.

Контактная сварка

Данную технологию используют на крупных предприятиях, потому что установки для контактной сварки имеет большие размеры весьма дорогие. Данный способ хорош тем, что процесс очень легко автоматизируется. Это очень актуально там, где есть большой поток изделий (серийное и массовое производство).

Для нержавейки применение данного метода возможно как точечного, так и шовного.

Сварка точечным методом происходит при сжатии изделия двумя контактами установки и пропускание через контакты тока. В результате получается соединение в виде точки.

Такой способ используют, когда толщины небольшие не более от 0,3 до 5,9-6 мм. В случаях, когда нужно сделать протяжённые соединение используется шовный способ.

Принцип здесь тот же самый только вместо двух сжимающих электродов используют ролики. На ролике подаётся ток, а изделия протягивается через них и сваривается.

Для нержавеющей стали этот способ часто используется потому как нагрев в нём локальный и температуру невысокие, а это очень хорошо сказывается на качестве. Ввиду уменьшение коробления и сварочных деформаций в изделии.

Фитинговый метод

Соединить металлические трубы без сварки можно фитингами. Элемент фиксируется на трубопроводе специализированным кольцом. Степень прижима регулируется гайкой.

Производители выпускают фитинги, предусмотренные для монтажа металлических труб. Способ позволяет получить надежный стык, препятствующий утечке. Фитинги монтируют при сборке систем, работающих под давлением. Подбор элемента осуществляют, учитывая область его применения.

По конструкции фитинги разделяют на несколько групп:

1. Прямоточные с неизменным внутренним диаметром. Пропускная способность трубопровода не меняется.
2. Коленные. При установке такого фитинга водопровод поворачивает под углом 90 или 45 градусов. Используются для смещения магистрали в вертикальной или горизонтальной плоскости.
3. Глухие. Имеют одну сторону подключения. Применяются в качестве заглушек для перекрывания патрубков.
4. Тройные. Имеют три разъема соединения. Используются для разветвления магистрали.
5. Крестовые. Применяются при стыковке одновременно 4 труб.
6. Переходные. Диаметр разъемов одной детали отличается. Пропускная способность магистрали изменяется.
7. Штуцерные. Служат для стыковки металлических труб со шлангами.

Тип фитинга подбирают, учитывая место его установки. Используя зажимные конструкции, можно соединить металлические трубы без сварки.

Как сваривать нержавейку электродом в домашних условиях

В домашних условиях варить нержавейку чаще всего приходится дешевым инвертором и обычным электродом для этих сталей. В этом разделе мы остановимся на особенностях и техники сварки электродом, это будет Вам полезно если Вы начинающий сварщик.

Теперь кратко разберём порядок сварки.

Деталь, которую нужно заварить, подготавливаем под сварку зачищаем кромки до металлического блеска, желательно обезжирить поверхность.

Сами кромки детали нужно разделывать согласно ГОСТу если толщина детали 3 и более миллиметра. Разделка кромок чаще всего выполняется шлифмашинкой.

Подключаем аппарат. Очень важный момент — это полярность при сварке. В нашем случае используем обратную полярность (плюс аппарата соединяем с держаком, а к минусу подключим кабель массы).

Если у Вас нет аппарата или нужно узнать какие типы сварочных аппаратов бывают, то переходите по ссылке.

Теперь нужно выполнить прихватки чтобы кромки не разошлись процессе сварки. Прихватки расставляют на расстоянии 100–160 мм друг от друга. Длина прихваток как правило от 10 до 50 мм. Прихватки в процессе сварки нужно переплавить или вы пилить. Практика показывает если требование к шву высокие (шов пойдет под неразрушающий контроль), то прихватки нужно выпиливать иначе получаются поры.

Теперь можно приступать к сварке.

Сделаем оговорку если варить нужно, но температура воздуха ниже минус 10 градусов, тогда изделия нужно подогреть газовой горелкой или индуктором градусов до 100 – 120.

Для начала сварки нужно зажечь дугу. Делается это следующим образом: сварочный электрод закреплённые в держаке подносит детали и несколько раз касаются концом электрода поверхность.

Есть 2 типа движений: клевок — постукивание кончиком электрода по поверхности и чирканье — движение такой же как при зажигании спички. В данном случае нет особых рекомендаций какое использовать, тут кто как привык, так и делает.

Варить нержавейку нужно на минимальным током чтобы не перегревать металл, для этого нужно использовать электроды небольшого диаметра 1,6-2,5 мм (3 мм в крайнем случае). Если использовать электроды большего диаметра процесс будет сильно осложняться из-за перегрева.

Сам процесс нужно стараться вести короткая другой, длина дуги не должна быть больше одного диаметра электрода. Это условие больше рекомендация, но его соблюдение обеспечивает более качественную защиту.

У нержавейки высокий коэффициент литейного расширение, это значит то, что материал сильно увеличивается в размерах при нагреве в процессе сварки. Из-за этого он деформируется (деталь гнёт). Чтобы избежать этого эффекта нельзя перегревать металл, нужно следить за температурой основную детали рядом с зоной сварки и не допускать повышение температуры выше 150-180 градусов Цельсия.

Если длинна шва большая и приходится менять электроды, место в котором обрывали дугу необходимо зачистить шлифмашинкой, продолжить сварку новым электродом. Если место обрыва не зачищать кто в нём и получаются поры.

Если сварка многопроходная, то после выполнения одного прохода необходимо подождать пока металл остынет до температуры около 100 градусов. Это условие также необходимо для снижения межкристаллитной коррозии, риск образования которой возрастает если металл сильно перегреть.

Также для многопроходной сварки очень важно чтобы замки сварочных швов не совпадали. Они должны быть смещены друг относительно друга.

После того как сварка завершена сварочный шов и основной металл рядом с ним необходимо зачистить от шлака и брызг. Зачистку можно выполнять металлической корд щеткой “ведьмой” для шлифмашинки или ручной щёткой. в домашних условиях можно зачищать и с помощью абразивного диска, а вот на производстве этого стараются избегать потому как металл шва нельзя подвергать механической обработке.

У нас есть полезная статья для начинающих, вы узнаете что такое сварка электродом, основные способы и упражнения чтобы быстро научиться. Переходите по ссылке.

Подготовительные работы

Давайте здесь рассмотрим подробнее какие необходимы подготовительные работы при сварке нержавеющей стали электродами. Самое первое что необходимо проверить исправность оборудования. Нельзя использовать неисправное оборудование, не заизолированный кабели и нежелательно использовать самодельные держаки. От этого зависит не только качество выполненные работы, но и ваша безопасность. На то есть немало печальных примеров.

Второе что немаловажно это проверка исправности сварочные маски хамелеон (если у вас конечно такая). Маска должна быстро и в достаточной степени темнеть. Проверить ее можно и без сварки, просто включаем маску, направляем стекло со светофильтрами на свет (на прожектор в цехе, на окно и т.д.) и делаем взмах рукой перед стеклом. Если маска потемнела, то все хорошо она в рабочем состоянии.

Третье — просушка (прокалка) сварочных электродов в печи, согласно режиму, указанному на пачке электродов. Крайне нежелательно выполнять работы особенно по высоколегированной стали без просушки. Это чревато большим количеством пор в шве.

Четвертое — подготовка деталей под сварку: зачистка до блеска кромок заготовки на расстоянии не менее 20 мм. Если к детали высокие требования по качеству, кромки необходимо обезжирить растворителем или водо-спиртовым раствором.

Какими электродами варить нержавейку с черным металлом

Нержавейку с чёрным металлом лучше всего сваривать специализированными электродами марки ОЗЛ-6. Это марка недорогая, соединение получается высокого качества. В настоящее время представлено большое количество марок так называемых переходных электродов – тех которые применяют для соединения черного металл с легированным.

Подробно читайте в нашей статье — Электроды по нержавейке для сварки нержавеющей стали инвертором.

Сварка тонкой нержавейки

Тонкая нержавейка очень легко прожигается, поэтому её достаточно затруднительно варить. При возможности, конечно, лучше использовать полуавтоматическую сварку или в аргоне неплавящимся электродом.

Подробно о том что такое полуавтоматическая mig сварка читайте в статье по ссылке.

Эти способы обеспечивают меньше прогрев металла и более качественную защиту. Если толщины менее 1 мм то тут нужно использовать микроплазменную, контактную или лазерную технологию.

Если всё-таки приходится варить штучными электродами, то сварку тонкой нержавейки инвертором лучше всего проводить с отрывом или обеспечить теплоотвод в виде медный водо или воздухоохлаждающейся подкладки с обратной стороны.

Сварка с отрывом выполняется так: зажигается дуга проваривается коротенький участок размером не более 20-25 мм и дуга обрывается. После снова процесс возобновляется, также проваривая 20-25 мм. Суть заключается в том, что в момент обрыва металл остывает и риск прожога снижается.

Муфтовый метод

Изделие представляет собой муфту, диаметр которой больше, чем наружный размер фиксируемой заготовки. Деталь надевают на торец трубопровода и крепят гайкой. Стык уплотняют эластичным кольцом. Оно изготовлено в виде конуса. При зажимании гайки кольцо запрессовывают в пространство между внутренней стенкой муфты и трубой.

Изделие отличается простотой монтажа. Для установки не требуется наличие специализированного оборудования для сварки. Монтировать муфту можно независимо от состояния торца заготовки.

Как устанавливают муфту Гебо

Простота монтажа делает муфту востребованной при устранении аварийных ситуаций. Установить изделие может человек, не имеющий навыков в сборке водопроводных магистралей. Монтаж осуществляется в следующей последовательности:

1. Край заготовки очищают от коррозии и загрязнений. Это необходимо для наилучшего прилегания уплотнителя. Для очистки используют наждачную бумагу.
2. На заготовку устанавливают фиксирующую гайку с внутренней резьбой. Следует учесть расположение детали. Гайку монтируют бортиком наружу.
3. Устанавливают разрезное кольцо. При соединении оно играет роль зажима. По мере надавливания гайкой на кольцо его внутренние поверхности прижимаются к трубе. Так заготовка неподвижно фиксируется.
4. Монтируют необходимое для прижима уплотнителя кольцо.
5. Устанавливают эластичное уплотнение и собирают муфту.

При зажимании гайки контролируют усилие, прилагаемое к ключу. Превышение допустимых показателей приведет к нарушению целостности комплектующих. После сборки получают герметичный стык. Так соединяют стальные трубы без сварки.

Режимы сварки

Как уже говорилось ранее технология сварки нержавеющей стали электродом имеет ряд особенностей таких как: необходимость высокой скорости выполнения процесса и минимальное значение силы тока. В связи с этим режимы выполнение процесса отличаются от режимов для углеродистых сталей. Ниже в таблице приведены режимы для коррозионностойких сталей.

Режимы для сварки в среде аргона неплавящимся электродом

Режимы для контактной сварки

Режимы для плазменной сварки

Полезная статья — Как варить алюминий

Врезка в полипропиленовую магистраль

Как правило, весь монтаж пластикового трубопровода выполняется методом спаивания соединений специальным электрическим оборудованием. Но если доступа к такой аппаратуре нет, то для изготовления отводов от главной магистрали можно применить другой способ. Врезка в полипропиленовую трубу без пайки выполняется при помощи специальной обжимной арматуры.

Установка патрубка

В строительных магазинах продается приспособление, которое позволяет отвести от главной трубы большого диаметра линию с меньшим. И при этом не требуются никакие специальные инструменты. Арматура представляет собой, как бы дополнительную стенку трубы внутри покрытую резиной, от которой отходит небольшой патрубок. Необходимо только правильно подбирать фланец, чтобы он подходил под сечение трубопровода.

Монтаж предельно прост. На внутреннюю поверхность широкой части арматуры наносится силиконовый герметик. Затем она прикладывается в нужном месте к магистрали. Далее приспособление намертво фиксируется на трубе при помощи двух встроенных креплений. Нужно только не перестараться с затяжкой, чтобы они полностью не выдавили герметик.

Накладка для врезки в трубопровод Источник prostroiku.info

Через отходящий от арматуры патрубок, электродрелью высверливается отверстие в магистрали. Затем внутренние стенки патрубка также обмазываются герметиком и в него заглубляется труба, подходящего диаметра. На конце патрубка также есть встроенный хомут, которым соединение надежно фиксируется.

Как правильно варить нержавейку — сварка нержавеющих труб

Рассмотрим основные особенности сварки труб из нержавеющей стали. Начать нужно на потолочной части немного отступив от нижней точки 20-30 мм. Весь шов нужно разделить на участке. Их размеры зависит от количества сварщиков и диаметра трубы.

Ниже на схеме изображен порядок и расположение участков шва.

Очень важно разбивать участки шва чтобы замки нижнего и последующих слоев не совпадали. Это зачастую ведет к дефектам. Они должны быть смещены миллиметров на 30-35 друг относительно друга. Если сварка выполняется в среде аргона неплавящимся электродом, а защитить обратную сторону шва аргоном нет возможности то можно использовать специализированный флюс пасты. Их нужно наносить на корневую часть шва с внутренней стороны до сварки.

Сварку выполнять без поперечных колебаний на минимальной длине дуги. Валики делать не больше 6 мм по ширине и не выше 2,5–3 миллиметра. Случай обрыва дуги, точку обрыва необходимо зачистить механически или с помощью шлифмашинки. Далее нужно отступить миллиметров 18–20 от места обрыва и возобновить процесс.

Когда сварка многослойная (многопроходная) обязательно дожидаться остывание предыдущего слоя до температуры около 100 градусов и только после этого начинать новый слой. После сварки каждого слоя нужно внимательно осмотреть соединение, нету ли на нём дефектов. Если есть, то их необходимо удалить, а шов подварить.

Соединения, не требующие сварки

Детали трубопровода соединяют без применения сварочного аппарата. Такой способ позволяет монтировать системы водоснабжения независимо от наличия электрической сети.

Магистрали без сварки соединяют следующим образом:

1. Фланцами. На краях детали перпендикулярно поверхности расположены выступы. В них изготовлены отверстия для монтажа крепежных элементов. Для стяжки используются болты с гайками. При стыковке металлических труб отверстия совпадают. Болтами плотно притягивают фланцы соседних деталей. Чтобы обеспечить герметичность соединения металлических труб без сварки, между выступами устанавливают уплотнитель.
2. Муфтами Гебо. Фитинг позволяет зажать трубу необходимого диаметра независимо от состояния ее торцов. Герметичность обеспечивается уплотнительным кольцом. Чтобы соединить металлические трубы без сварки с помощью такого метода, не требуется специализированный инструмент. Достаточно гаечных ключей.
3. Хомутами. Способ применяется при порыве трубы. Хомут накладывается на поврежденный участок. При стяжке приспособления эластичная прокладка прижимается к месту порыва.
4. Ремонтными обоймами. Приспособление состоит из двух частей, соединенных резьбовыми крепежными элементами. Герметичность достигается установкой эластичного уплотнителя.
5. Фитингами. Можно зажать трубу системы водоснабжения независимо от состояния ее торцов.

Способ монтажа подбирают отдельно для каждого случая. Для правильной сборки следует четко соблюдать технологию установки деталей.

Сварка нержавейки основные факторы сложности

О сложностях, возникающих при сварке нержавейки не раз говорилось в рамках статьи в данном разделе просто обобщим эти факторы.

Высокий коэффициент линейного расширения

Данный фактор ведёт к деформациям при остывании так как металл сильно расширяется при расплавлении. Способ устранения — снижение сварочного тока и увеличение скорости сварки.

Низкая теплопроводность

Этот фактор приводит перегреву и растеканию сварочной ванны. Способ устранения — снижение силы сварочного тока, применение теплоотвода.

Межкристаллитная коррозия

К этому фактору приводит сильный перегрев расплавленного металла в сварочной ванне и зоне термического влияния. Способ устранения- не перегревать металл сварочной ванне, контролировать температуру при многопроходной сварке и давать остывать предыдущему слою.

Соединение с помощью ремонтно-монтажной обоймы

Основная область применения конструкции – это восстановление целостности магистрали после порыва. Используя обойму, герметизируют образовавшееся отверстие.

Конструкция предусматривает наличие двух металлических деталей с отверстиями для крепежных элементов. Сжатие отдельных элементов осуществляется болтами и гайками. Между частями обоймы расположен эластичный уплотнитель.

Трубопровод в месте порыва зачищают наждачной бумагой. Удаляют следы коррозии, лакокрасочные покрытия и загрязнения. Очистка необходима для плотного прилегания эластичного уплотнителя.

На магистраль устанавливают обойму. Перед этим на место повреждения укладывают уплотняющую прокладку. Части обоймы зажимают между собой болтами. Чтобы избежать перекоса, болты затягивают поочередно.

Прижимаясь друг к другу, половинки обоймы придавливают уплотнитель к месту порыва. При этом вероятность возникновения утечки исключается. Ремонтно-монтажную обойму рассматривают как временную меру устранения порыва. Через некоторое время потребуется капитальный ремонт.