Сварка поворотных стыков труб. Сварка труб с поворотом

19.11.2020 Автор: VT-METALL

Вопросы, рассмотренные в материале:

• О подготовке труб к сварке поворотным способом
• «Операционный» шов при поворотной сварке труб
• Требования к сборке и сварке труб поворотным способом

При монтаже трубопровода нередко используется сварка труб поворотным способом. Это обусловлено тем, что при таком способе стыковки большее количество швов сделано в нижнем положении, а это, в свою очередь, считается наиболее оптимальным, так как растет темп и качество сборки.

В нашей статье мы расскажем о том, как осуществляется сварка трубы поворотным способом, что нужно сделать на этапе подготовки, а также разберем основные требования, которые выдвигаются к сборке и такой сварке трубопроводов.

Содержание

1. Первый способ сварки поворотного стыка
2. Второй способ сваривания труб с поворотом стыком
3. Третий способ. Сварка поворотных труб большого диаметра
4. Видео: сварка поворотных стыков труб
5. Сварка поворотных стыков с диаметром трубы менее 200мм

Провар корня шва выполняют электродами, диаметром 2-4мм. Высота первого шва составляет, как правило, 3-4мм. Для выполнения второго и последующих слоёв выбирают электроды большего диаметра и при повышенной силе тока. Первый и второй слои шва можно выполнить несколькими способами, которые рассмотрены ниже.

Выбор параметров режима

Род и полярность тока определяют в зависимости от марки стали, толщины стенки трубы, марки покрытого электрода.
Сварочный ток обуславливается диаметром электрода dэ (мм), который выбирают в зависимости от толщины трубы:

Низкоуглеродистые и низколегированные конструкционные стали:

Iсв = (30-40)dэ, А

Высоколегированные хромоникелевые стали:

Iсв=(25-30)dэ, А

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

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

Ориентировочные режимы сварки

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

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

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

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

Очередность ручной сварки стыков труб диаметром менее 100 мм

При сварке труб диаметром 30-83 мм :

Первый способ сварки поворотного стыка

Стык трубопровода условно разделяют на 4 примерно одинаковых участка. Сначала сваривают участки 1-2, затем трубу поворачивают на 180° и заваривают участки 3 и 4. Схема этого способа сварки указана на рисунке ниже.

После сварки первого слоя, трубу разворачивают ещё на 90° и выполняют сваривание участков 5 и 6. И потом, после поворота трубы ещё на 180°, выполняют сварку оставшихся участков 7 и 8.

Подготовка к работе

Технология подготовки к началу сваривания следующая: перед началом работы требуется подготовить металл, то есть провести разметку, резку и сборку труб. Для этого нужно установить отрезки труб в исходном положении и очистить каждый стык от шлака, ржавчины, грязи, старой краски и прочих наслоений. После этого следует провести разметку, то есть с помощью рулетки, угольника и чертилки перенести размеры детали с чертежа на металл. Можно для этой цели использовать металлический шаблон. Следует учитывать, что отрезки труб в процессе сварки несколько укорачиваются. Поэтому следует оставлять припуск, пользуясь расчетом 1 мм на поперечный стык, 0,1–0,2 на 1 мм продольного шва.

Так как трубы имеют преимущественно круглое сечение, при заготовках отрезков труб используют чаще всего термическую резку.

Этапы сварки полипропиленовой трубы.

Примерно треть от общей трудоемкости составляет сборка деталей под сварку. При сборке следует учитывать производителя, исходить из серии изделия, диаметра труб и других факторов. Для сборки используют так называемые сварочные прихватки. Это короткие легкие швы с поперечным сечением до одной трети полноценного шва. Длина прихватки зависит от толщины и диаметра трубы. Она может быть от 20 до 120 мм. Сварочные прихватки используют для предупреждения смещения отрезков труб, что может привести к трещинам при охлаждении. При сварке газом или электричеством труб большой толщины и диаметра или сварке в неудобном положении сборку выполняют с использованием механических приспособлений.

Для того чтобы произвести зажигание дуги, производят короткое замыкание конца электрода с трубой и отрывом электрода от поверхности трубы. Расстояние должно быть равно величине диаметра покрытого электрода. Это нужно для нагревания металла до нужной температуры в катодном пятне. Нагревание произведет выброс первичных электронов.

Для зажигания дуги применяются следующие способы: впритык и скольжением.

При зажигании впритык металл греется в точке короткого замыкания. А при зажигании дуги методом скольжения металл нагревается сразу в нескольких точках по поверхности сварки трубы.

Чаще используют второй метод. Первый же используется при сварке узких труб небольшого диаметра в неудобном положении.

Второй способ сваривания труб с поворотом стыком

Также, как и в первом способе, стык условно делят на 4 примерно равных участка. Сначала сваривают участки 1 и 2, потом поворачивают трубу на 90° и выполняют сварку участков 3 и 4. Схема этого способа показана на рисунке ниже.

После того, как заварен первый слой шва, трубу поворачивают на 90° и сваривают участки 5 и 6, затем снова поворачивают трубу на 90° и сваривают участки 7 и 8.

Необходимое оборудование, материалы и средства защиты

Выполнять сварочные работы необходимо в просторном, хорошо проветриваемом помещении или на открытом воздухе, вдали от легковоспламеняющихся веществ. Основным рабочим средством для соединения труб будет электрический сварочный аппарат переменного или постоянного тока. Хорошее оборудование стоит немалых денег, поэтому для разовой сварки по возможности его лучше одолжить. Кроме того, понадобятся:

• фиксирующие устройства;
• электроды и электрододержатели;
• сварочный кабель;
• молоток и зубило;
• наждак и металлическая щетка.

Обязательным условием является наличие средств индивидуальной защиты (СИЗ). Руки должны быть защищены плотными сварочными перчатками; для защиты головы и, в первую очередь, глаз, понадобится сварочный шлем. Он оборудуется затемненным стеклом, «отсекающим» инфракрасную и ультрафиолетовую части светового спектра.

Работать следует в удобной, не сковывающей движения закрытой одежде из негорючих материалов.

Третий способ. Сварка поворотных труб большого диаметра

Данный способ сварки применяют для сваривания труб большого диаметра, более 500мм. При таком способе стык разделяют на несколько участков и сварку выполняют обратно-ступенчатым способом. Схема сварки показана ниже.

Рекомендуемая длина каждого каждого участка шва составляет 150-300мм и зависит она от диаметра трубопровода.

Третий слой сварного шва, независимо от способа сваривания первых слоёв, выполняют в одном направлении при постоянном повороте трубы.

Правила безопасности

Техника безопасности при сварочных работах.

Любые виды сварки (газом, электричеством и т.д.) должны производиться на площадках, оснащенных специальным оборудованием. К нему относятся специальные ширмы и щиты для защиты от воздействия электрической дуги. Эти защитные устройства должны располагаться в таком положении, чтобы присутствующие в помещении, но не участвующие в сварке рабочие были полностью защищены.

Если производится сварка труб большого диаметра и массой больше 20 кг, должны быть в наличии подъемно-транспортные механизмы. Ширина прохода к месту сварки должна составлять не меньше одного метра. Температура в помещении, где производится сварка, должна быть не ниже +16 градусов по Цельсию. Должна быть вентиляция и достаточное освещение места сварочных работ.

Лица, выполняющие сварочные работы, должны пользоваться специальной одеждой. Технология сварки предусматривает заземление металлических частей устройства, рабочий стол и корпус трансформатора тоже должны иметь заземление. Изоляция на всех кабелях и проводах должна быть целой и защищенной от механических и температурных повреждений.

Все детали устройства должны быть изготовлены из огнестойкого материала. В случае неполадок в электрической цепи производить исправления может только профессиональный электрик при выключенном рубильнике.

Теперь приведем пример расчетов объема и массы наплавленного металла.

Если исходить из общей длины электрода 47 см и площади поперечного сечения шва 0,5 см и принять удельный объем наплавленного металла за 7,8 г\см, то объем равен произведению длины на сечение и на удельный объем.

Если длину обозначить L, сечение – S, а удельный объем – как Vуд, то общий объем наплавленного металла равен произведению L, S и Vуд, что равно 1880 г.

Масса наплавленного металла равна произведению объема на коэффициент наплавленного металла и составляет 1,88 кг\м3, если используются электроды типа ВСП-1 с коэффициентом 10.

Сварка поворотных стыков с диаметром трубы менее 200мм

Если диаметр соединяемого трубопровода не превышает 200мм, то стык можно не делить на участки, а сваривать его одним сплошным швом, см. рисунок ниже:

При этом второй и третий слой выполняют аналогично первому, но каждый раз, при последующем слое, меняют направление сварки на противоположное. И во всех случаях необходимо перекрывать каждый предыдущий слой последующим на 10-15мм.

Дополнительные

Технология сварки

Сразу же после зажигания дуги начинается плавление металлов – основного и электродного.От длины дуги зависит качество шва и производительность работы. Поэтому выбрать правильную длину дуги особенно важно. Подавать электроды в дугу надо со скоростью плавления электрода. Чем выше квалификация специалиста, тем лучше он умеет держать длину дуги.

Дуга, которая равна от 0,5 до 1,1 диаметра электрода, считается нормой. Для того чтобы рассчитать длину дуги точнее, нужно знать, какого типа и марки используются электроды. Также имеет значение и положение места сваривания. Если дуга длиннее нормы, то устойчивость горения снижается, увеличиваются потери на угар, поверхность шва получается неровной, глубина проплавления – неравномерной.

Для того чтобы шов был выполнен качественно, нужно обратить внимание и на угол наклона электрода. Для работы в нижнем положении угол наклона электрода составляет от 15 до 30 градусов назад. Как правило, дуга направлена туда же, куда направляются электроды. Правильный наклон, кроме качественного шва, дает еще и меньшую скорость охлаждения металла.

Чтобы получить валик металла нужной ширины, нужно производить колебательные движения электрода в поперечном направлении. При помощи колебательных движений получаются швы с шириной валика от 1,5 до 4 диаметров электрода. Именно такие швы применяются чаще всего.

Получение хорошо проваренного корня достигается при движении треугольником. Это движение производят, выполняя угловые швы с катетами шва более 6 мм и стыковых кромок со скосом.

Можно выделить такие швы по способу их заполнения: однослойные, многослойные, однопроходные, многопроходные.

Шов называется многослойным, если число его слоев соответствует числу проходов дугой. Такие швы чаще всего используют в проблемных местах и на стыках.

Многопроходные швы применяются в углах и тавровых соединениях.

Для усиления прочности применяется выполнение шва каскадом, секциями или блоками. Все эти швы производятся методом обратноступенчатой сварки.

Правильное сваривание корня шва

При правильном сваривании корня электричеством и газом нужно после варки зачистить конец и начало под нож, чтобы скрыть следы перехода на другой электрод. Сварка корня вторым электродом начинается с уже проваренных и зачищенных мест, покрывая их вторым слоем. Сварка корня, выполненная именно таким образом, позволяет создать практически монолитный шов.

В процессе сварки иногда происходят наружные и внутренние дефекты разного характера. К наружным дефектам относятся пары, брызги, вогнутый корень, микротрещины и другие дефекты.

Некоторые дефекты исправимы. Но следует рассчитать экономическую целесообразность такого исправления.

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.

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.

Сварщик 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».

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.

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.

Чтобы 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.

Горизонтальная наплавка

Сварка неповоротных стыковых труб горизонтального расположения считается достаточно сложной технологией. Выполнить такую работу может только профессиональный сварщик, имеющий определенные навыки и опыт. Наиболее трудным можно назвать постоянное регулирование электрода для изменения угла наклона.

Сварка выполняется в трех последовательных позициях:

• Потолочная.
• Вертикальная.
• Нижняя.

Каждый шов выполняется с индивидуальным значением величины тока. Потолочная позиция предусматривает сварку на высоком уровне мощности. Все этапы предполагают безотрывную сварку, в ее начале лучше всего использовать метод «углом назад», а завершать работу — «углом вперед».

Виды трубопроводов и сварка

Сварка трубопроводов проводится с учетом их типа:

• магистральные;
• водяные;
• технологические и промышленные;
• канализационные;
• конструкции для подачи газа.

Выделяют следующте виды сварки :

• механический (за счет трения);
• термический (плавление с применением плазмы, газа или электро-лучевого метода);
• термомеханический (магнитоуправляемая дуга, получаемая при стыковом контактном способе ).

Использование определенного типа соединения зависит еще и от материала труб:

Как спаять медную трубу самостоятельно В современной квартире имеется немало трубопроводов из меди. Их можно обнаружить в радиаторах отопления, некоторых участках водопровода, кондиционерах, холодильных установках. При полной или…

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.