Методика сварки на просвет — как сделать, где используется, особенности

Главная / Техника сварки

Назад

Время на чтение: 3 мин

0

2015

Одним из типов сварочных работ является сварка труб. В своей карьере, пожалуй, каждый сварщик сталкивался с этим. В выполнении сваривания труб есть свои опасности и сложные моменты работы.

Начинающие специалисты, зная о сложности сварки труб, отказываются работать с такими деталями. Специалистов, имеющих серьезный опыт в этом деле немного.

Однако если изучить этот тип сварки, становится понятно, что выполнить его не сложно. Важно правильно сварить корень шва. В этом поможет сварка на просвет.

• Введение
• Этапы работы при сварке на просвет
• Подбор РДС
• Этап сваривания труб
• Ошибки в сварной обработке труб
• Заключение

Введение

Эта статья рассказывает о том, что такое сварка на просвет, как правильно провести состыковку элементов трубы, какие нужны настройки оборудования и как надежно заполнить шов.

Изучив предоставленные данные, можно понять, как происходит сваривание труб на просвет и как добиться качества шва при таком типе сварки.

Сваривая «на просвет» или «под просвет» корень шва, сварщик варит трубы, имея между деталями зазор. Этот зазор должен быть сквозным, то есть, иметь просвет.

Эта технология подходит для труб до двенадцати миллиметров в диаметре. Однако в редких случаях обрабатываются и трубы больших размеров. Уже готовые к обработке детали называются «катушка».

Определение «на просвет» также используется для соединения труб, проходящих радиографический контроль. Во время этой проверки на металл направляются лучи, которые «просвечивают» его.

Этапы работы при сварке на просвет

Подготовка к обработке детали играет важную роль в создании надежного соединения. Этот тип сварки – не исключение.

Однако если выполнять сварку на просвет будет начинающий сварщик, следует провести пару тренировочных заходов. Для этого берутся ненужные детали, которые можно испортить. Подойдут трубы со стенками 5-10 мм, среднего размера.

Подготовительный этап всегда начинается с очистки поверхности детали. Будет ли она сварена для тренировки, либо для последующего применения, место шва должно быть зачищено от грязи, следов краски, ржавчины.

При помощи подходящего инструмента (наждачной бумаги, напильников, шлифмашинки, металлических щеток) убираются неровности и заусенцы.

В конце подготовки поверхность детали должна иметь характерный металлический блеск. После очистки проводится обезжиривание металла. Для этого нельзя применять легко воспламеняемые вещества (бензин, керосин и их производные).

После подготовки проводится состыковка деталей. Их вес может быть большим. А провести точную состыковку сложно. Поэтому на этом этапе применяются дополнительные механизмы (центраторы). Существуют бюджетные, малогабаритные модели.

Их легко монтировать и применять в быту. Между деталями оставляется небольшое расстояние. Оно не должно превышать размеры присадочного прутка. Наоборот, диаметр прутка должен быть чуть больше оставленного зазора.

Рекомендованное расстояние между деталями – 2,5 мм.

Закончив подготавливать трубы, нужно перейти к подготовке присадочных прутков. Оставив между трубами зазор на два с половиной миллиметра, пруток берется размером 2,6 мм.

Электроды такого диаметра выпускаются разными производителями, среди них — Kobelco модели LB52U.

Если прутки долго хранились без применения, перед работой их нужно просушить. Для этого их укладывают в печь на полтора-два часа. Температура просушки не должна превышать 380°С. Просушка проводится перед процессом сварки.

Если проводить прокаливание электродов возможности нет, нужно обеспечить их сухость на этапе хранения. Для этого их нужно помещать в пенал для прутков. Подобный пенал можно сделать самостоятельно либо приобрести.

Покрытие электродов хорошо впитывает влагу из окружающей среды, поэтому сохранение сухости – важный момент. Влажное покрытие может повреждаться при сварке, что ухудшит работу.

Выбор параметров режима

Сварочный ток выбирают: при однопроходной сварке — в зависимости от толщины стенки трубы, а при многопроходной — исходя из высоты валика, которая должна составлять 2 — 2,5 мм. Сварочный ток назначают из расчета 30 — 35 А на 1 мм диаметра электрода.

Напряжение на дуге должно быть минимальным, что соответствует сварке короткой дугой.

Скорость сварки регулируют так. чтобы гарантировались проплавление кромок и формирование требуемых размеров шва.

Расход защитного газа зависит от марки свариваемой стали и токового режима (от 8 до 14 л/мин).

Присадочная проволока диаметром 1,6-2 мм выбирается но марке свариваемой стали (см. статью Сварочные материалы).

Ориентировочные режимы

Минимальные режимы по току в зависимости от марки W-электрода

Сварку начинают сразу же после установки прихваток, которые при выполнении первого слоя нужно переплавить. В труднодоступных местах первый корневой шов можно выполнять без присадочной проволоки, если зазор и смешение кромок не превышают 0,5 мм, а притупление кромок не более 1 мм. Исключение составляют стыки труб из сталей 10 и 20, которые всегда нужно сваривать с присадкой.

Очередность наложения слоев при сварке одним сварщиком неповоротного стыка

Зажигать и гасить дугу следует на кромке трубы или на уже наложенном шве на расстоянии 20-25 мм от конца шва. Подачу аргона прекращают спустя 5-8 с после обрыва дуги.

Сварку трубопроводов из высоколегированных, особенно коррозионностойких, сталей выполняют с защитой корня шва либо подачей аргона внутрь трубы, либо применяя флюс-пасту ФП8-2.

При сварке высоколегированных сталей нужно соблюдать ряд условий:

• минимальные токовые режимы;
• короткая сварочная дуга;
• максимальная скорость сварки без перерывов и повторного нагрева одного и того же участка металла;
• избегать поперечных колебаний горелки;
• присадочную проволоку следует подавать равномерно, чтобы не создавать брызг расплавленного металла, которые, попав на основной металл, могут вызвать впоследствии очаги коррозии

На толстостенных (более 10 мм) трубопроводах диаметром более 100 мм из низкоуглеродистых и низколегированных сталей корневой шов сваривают аргонодуговым способом без остающихся подкладных колец.

Сварку следует вести обратноступенчатым способом участками длиной не более 200 мм. Высота корневого шва должна быть не менее 3 мм. При этом необходимо обеспечить плавные переходы к поверхности трубы.

Направление и очередность укладки корневого слоя

Аргонодуговую сварку используют также, когда приваривают подкладное кольцо в трубах из углеродистых и низколегированных ст алей. Кольцо плотно, но без натяга, устанавливают в трубу, оставляя зазор между кольцом и внутренней поверхностью трубы не более 1 мм. Кольцо прихватывают снаружи угловым швом длиной 15-20 мм с катетом 2.5-3 мм к трубам диаметром до 200 мм в двух местах, а большего диаметра в трех-четырех местах.

Прихватку, независимо от марки стали трубы и подкладного кольца, выполняют с присадочной проволокой Св-08Г2С диаметром 1,6-2 мм. Подкладное кольцо приваривают однослойным угловым швом с катетом 3-4 мм с тем же присадком.

Прихватку и приварку подкладного кольца делают без предварительного подогрева независимо от марки стали и толщины стенки трубы. Исключение составляют трубы из стали 15Х1М1Ф с толщиной стенки более 10 мм — конец такой трубы подогревают до 250 — 300 °С.

Подбор РДС

Настройка сварочного режима – основа качественного соединения деталей. Сварка на просвет не исключение. Существуют разные типы РДС, подходящие разным видам сварных работ.

При обработке труб, в выборе сварочного режима значение имеет толщина стенки трубы и используемые присадочные прутки. Сила тока подбирается к каждому типу детали отдельно. В этом поможет опыт, либо совет коллеги.

Касательно других пунктов сварочного режима:

1. Применяется короткая длина сварной дуги.
2. Скорость сваривания подбирается средняя. Повышенная скорость чревата пропусками, пониженная – прожигами в полотне шва.
3. Полярность настраивается отрицательная.
4. Тип тока – постоянный.

Важную роль в режиме сваривания играет мощность напряжения дуги. Однако она и несколько других показателей подбираются в соответствии с конкретной деталью. Многие характеристики сварных работ зависят от предпочтений мастера.

Ключевым моментом в сварке на просвет является правильное технологическое окно. Оно представляет собой углубление, образованное во время расплавления краев стыка труб.

За ним нужно тщательно следить, так как с его помощью можно вовремя заметить, что качество шва нарушено.

Сваривание корня шва на просвет требует много практики. Подбор правильного режима сварки происходит опытным путем, а значит, чем больше сваривания труб будет проведено, тем проще будет определиться с настройками для конкретной детали.

На стадии, когда опыта еще нет, можно спрашивать рекомендации у мастеров старшего поколения.

Начало настройки сварочного аппарата

После закалки электродов, необходимо настроить силу тока для работы. Она зависит от размера стенок свариваемых труб. При этом необходимо подобрать силу тока так, чтобы электроды не заливало шлаком или металлом при работе наверху.

Основные настройки сварочного полуавтомата.

При этом стоит обращается внимание на то, что в случае изменения полярности (когда электрод становиться «+», а труба «-»), расплавленный металл пойдет в направлении объекта сварки. Важно отметить, что такой процесс есть только при сварке постоянным током. Далее электрод зажигается, и им расплавляют кромки (этот процесс обычно называется разделкой), в результате чего между ними появляются перемычки. Затем необходимо образовать короткую дугу и слегка прикоснуться к фаскам. При этом касания должны быть одинаковыми для обеих сторон. В процессе сварки молекулы металла с электрода двигаются к объекту, а затем, «перевешиваясь» за перемычки, образуют внутренний валик. В дальнейшем следует продвигаться, не двигая на себя электроды, т.е. не увеличивая зазоры. При этом электрод должен быть перпендикулярен поверхности объекта и слегка наклонен относительно оси объекта.

В случае, если электрод неправильно подобран, возможен такой вариант, при котором объект не успеет остыть и сварочный шов от сварки просядет, образуя провис. Если же допущена ошибка и электрод оттянут от трубы, металл может провалиться. Поэтому необходимо постоянно осуществлять контроль над технологическим окном. Именно наличие этого отверстия указывает на правильность процесса и на наличие провара. При этом отверстие (технологическое окно) должно иметь относительно стабильный небольшой размер, около 3 мм. В случае, если у окна будет больший диаметр, то это приведет к образованию провиса.

После выполнения сварки корня, поверхность зачищается.

Этап сваривания труб

После того, как была проведена подготовка поверхностей и выбран РДС, можно начинать процесс сварки на просвет. В начале создания соединения формируется несколько точек-прихваток.

Эти элементы защитят корень шва от деформации во время работы. Число прихваток создается в зависимости от диаметра труб. Большие диаметры требуют большего количества прихваток.

Количества точек должно быть достаточно, чтобы скрепить детали. Это крепление должно быть надежным, поэтому варить прихватки нужно также, как варится шов.

После создания всех точек производится зачистка стыка. Это делается для выявления корневых дефектов. На этом этапе их еще можно удалить и переделать. Если при последующей обработке корень будет иметь дефекты, деталь будет испорчена.

После создания надежного шва начинается равномерное заполнение соединения. При сваривании трубы на просвет это простой этап.

При нормальной зачистке проходит переплавка корня на уровне тридцати процентов. Хорошая степень зачистки позволит уменьшить корневую переплавку.

В случае, если во время сваривания потребуется смена присадочного прутка, то продолжать работать нужно немного ниже места остановки. Это придаст соединению аккуратности и защитит от появления дефектов.

Сварка стальных труб «на просвет» – пошаговая инструкция

«На просвет» варят трубы с толстыми стенками, в которых 2 мм – это только величина притупления.

Подготовка и разделка кромок

Абразивный способ — наименее надежный по причине внедрения абразивных частиц в металл, что препятствует качественной плавке, ведет к появлению трещин.

1. Применяйте двустороннюю Y-подобную симметричную разделку с углом в 65 градусов, оптимальной величиной притупления и зазора в 2 мм.
2. При подготовке скоса кромок используйте термические или механические методы. В силу дороговизны термической обрезки (лазерной, плазменной) на практике применяют различные виды механической обработки, которые позволяют получать плоскость с высокой точностью:
   обработка на фрезере;
3. ручная обработка скоса;
4. резка при помощи абразивных кругов;
5. обработка кромкорезами долбежного типа.
6. Зачищайте места соединения свариваемых изделий до белого металла. Не должно оставаться неровностей, заусенцев, ржавчины.
7. Проведите обработку поверхностей ацетоном или любым подобным ему веществом. Наличие жира, грязи, пыли препятствует качественному соединению молекул металла.

Центрирование и стыковка трубы

1. Центрирование и стыковку изделий небольшого диаметра проводите путем фиксации с помощью подручных средств или воспользовавшись помощниками.
2. Трубы большого размера (от 60 мм) центрируйте специальным оборудованием – центратором: внутренним или наружным. И тот, и другой обладают электрогидравлическим приводом. Внутренние являются более предпочтительными по причине того, что при их применении стык остается незакрытым. Это позволяет использовать автоматы для сварки, а также не ограничивает в манипуляциях при ручном соединении.
3. Не допускайте отклонений при ручном способе центровки. Состыковать идеально без центратора – нереально, но старайтесь минимизировать отклонение.
4. Соединив ровно трубы, приступайте к варке корневого шва.

Сварка корня

1. Варите шов при следующих условиях:
   минимальный ток;
2. обратная полярность;
3. короткая электрическая дуга;
4. сухие электроды;
5. отсутствие ветра в трубе.
6. Варите вертикальным способом, электрод перпендикулярен плоскости.
7. Электродом расплавляйте кромки – между ними появится перемычка, которая называется сварочной ванной. Перед перемычкой находится так называемое технологическое окно.
8. Внимательно следите за величиной технологического окна: на протяжении всего процесса оно должно оставаться одного диаметра.
9. Делайте коренной шов высотой не более 1 мм. Обратный валик также не должен превышать эту величину.>
10. Начало и окончание шва, участок перехода между электродами зачищайте для избегания образования пор в металле, наличие которых рано или поздно приведет к потере герметичности трубы.

Заполнение и облицовка сварного шва

1. После сварки корня заполняйте сечение шва целиком.
2. Используйте в зависимости от толщины стенок и материала однослойный или многослойный способ прохода.
3. Движение электрода при заполнении – треугольник: кромка 1 — кромка 2 — технологическое окно.
4. Обращайте внимание на прогрев кромок и корневого шва. Чем не больше прогрев, тем шире шаг заполнения.
5. После каждого слоя очищайте поверхность от шлака.
6. Если имеете навык, и, если позволяет диаметр стенки, выполняйте заполнение и облицовку одним проходом.

Видео-урок сварки труб под просвет

Ошибки в сварной обработке труб

Поскольку на практике просветная сварка труб сложная работа, у начинающих сварщиков часто происходит забраковка деталей. Избавиться от нее без практики и наработки личного опыта невозможно.

Ускорить обучение может разбор теории сварочного дела и стандартов по сварке на просвет.

Далее будут приведены ошибки в просветной обработке труб и способы их предотвращения.

Первая проблема заключается в непроваренных участках. Их появление происходит, когда превышена скорость сварки, а мастер не достаточно опытен. Недостаток практики играет ключевую роль в сварке на просвет.

И именно наработка опыта позволит предотвратить появление непроваров в будущем.

Нередко портит деталь наличие провисших участков, созданных неаккуратностью шва. Это результат несоблюдения технологического процесса и режима сварки на просвет.

Опыт и интуиция важны в просветном сваривании, однако изучение техдокументации к заданию существенно облегчит выполнение работы.

Еще пара советов для предотвращения типичных ошибок:

1. Несмотря на сложность, сваривание производится при короткой длине сварной дуги. Даже если хочется облегчить задачу, нельзя менять длину дуги. Сварка уже на среднем значении ухудшит качество соединения.
2. В процессе сваривания пруток не отрывается. Отрыв присадочного прутка производится только при необходимости его обновления.
3. От детали к детали нужно следить за настройками силы тока.
4. Не стоит игнорировать подготовительный этап. Правильная зачистка и разделывание кромок облегчает работу.
5. Работа проводится только сухими присадочными прутками.
6. Не стоит проводить процесс сварки на просвет во время непогоды.
7. Качество оборудования и дополнительных элементов тоже имеет вес в надежности результата.