Способ подготовки кромок при сварке труб

Разделка кромок под сварку

Содержание:

Одним из этапов подготовки металлических деталей для их сваривания в неразъемное соединение является работа с их кромками. Придание им определенной формы называется разделкой. С какой целью выполняют разделку кромок свариваемых деталей? Это необходимо для повышения качества будущей сварной конструкции. Скос кромок обеспечивает хороший провар по всей ширине шва. Кроме того, это гарантирует доступ инструмента сварщика к корню сварного шва. Это главные причины, для чего выполняется разделка кромок при сварке.

Размеры скосов относятся к конструктивным значениям, регламентируемым нормативными документами. Они разделяются в зависимости от формы соединений и способа сварки. Так, например, ГОСТ 5264, в котором содержатся требования к ручной дуговой сварке, не распространяется на соединения трубопроводов, описания которых изложены в ГОСТе 16037. При автоматической сварке и с применением полуавтомата следует обратиться к ГОСТу 11533. Суть разделки кромок под сварку заключается в удалении части металла на торце под определенным углом, называемым скосом.

Нюансы разделки кромок

Разделка под сварку имеет свои особенности. При разделке увеличивается ширина сварного шва. Это приводит к дополнительному расходу материалов. При некоторых ситуациях разделка кромок отсутствует, и сварка производится без этого подготовительного этапа. Если свариваются тонкие детали, то прибегают к отбортовке.

Отбортовкой называется загиб кромок соединяемых деталей. Выполняют отбортовку ручным или машинным способом. Вручную она может выполняться на наковальне с применением молотка или кувалды. Механическая обработка также может проводиться строганием, фрезерованием, долблением, применением абразивов, что требует соответствующего оборудования, например, строгальных или фрезеровальных станков.

Устройство строгальных станков достаточно простое. Высокопрочный резец, проходя вдоль торца под установленным углом, снимает за каждый проход слой металла. Затем механизм станка изменяет его положение и операции повторяются. Фрезеровальные станки находят применение, когда поверхность деталей имеет криволинейную форму. Фаска образуется с помощью фрезы, совершающей перемещение вдоль линии шва.

Для больших конструкций и трубопроводов используют кромкоскалыватели, работающие методом долбления. Абразивную обработку применяют для заготовок маленького размера и для окончательной доводки после строгания и фрезерования. Снимать кромку можно с помощью газового резака. Для машинного способа используют зигмашину.

Фаски на кромках делают с одной стороны или с обеих. Односторонние скосы на прямых деталях способствуют легкости протекания процесса сварки. При двухсторонних фасках необходимо обеспечить сварщику доступ к обеим сторонам соединения.

Конструктивные параметры

Типы разделки кромок под сварку различаются в зависимости от выбранных конструктивных параметров:

1. Угол скоса. Обозначается буквой «β». Это острый угол между двумя плоскостями: торца и скошенной поверхностью. Находится в диапазоне от 10 до 30 градусов. Если скашивается только одна кромка, то угол составляет 45 градусов.
2. Угол разделки. Обозначается буквой «α». Под этим термином подразумевается угол между скошенными поверхностями. Когда угол скоса обеих деталей одинаков, то угол разделки равняется его двойному значению. Соответственно, находится в диапазоне от 20 до 60 градусов. Правильный выбор угла раскрытия обеспечивает проникновение электрода вглубь, достаточного для хорошей проварки корня шва.
3. Величина притупления. Обозначается буквой «С». Часть торца кромки, оставшаяся нескошенной, может иметь острую форму. Это может помешать процессу сварки и вызвать в этой тонкой части прожоги металла. Чтобы этого избежать прибегают к затуплению кромок. Размер притупления составляет порядка 2 мм.
4. Зазор. Обозначается буквой «b». Является расстоянием между кромками в зоне корня шва. Зазор оставляют для лучшего провара в этой области. Его значение обычно составляет около 1,5 мм. Эта величина может быть уменьшена или увеличена в зависимости от технологии процесса сварки.
5. Длина скоса. Обозначается буквой «L». Регулирует плавность перехода от минимального размера скошенной части до толщины детали. Правильно выбранное значение устранит дополнительные напряжения в этой области.
6. Высота и ширина обозначаются как «h» и «в» соответственно.
7. Катет шва. Обозначается буквой «К». Это наименьшее расстояние от плоскости одной детали до границы треугольного шва на другой.

Элементы геометрической подготовки формы кромок под сварку имеют свое обозначение, которое используется на чертежах, в технологической и конструкторской документации.

Виды разделок

Классификация предлагает различные виды разделки кромок под сварку. Они находят применение в зависимости от толщины элементов, применяемой технологии, типа шва. Каждый вид получил название по латинской букве, которую он напоминает. Три вида имеют прямолинейный скос, а один — криволинейный.

V-образная

Является наиболее часто применяемой. Это объясняется простотой выполнения и возможностью использования для различных толщин свариваемых деталей. Диапазон толщин — от 3 до 26 мм.

Представляет собой разделку обеих кромок с одной стороны. Угол разделки — 60 градусов. Применяется для стыковых, угловых и тавровых соединений.

X-образная

Используется также достаточно часто. Скосы выполняют с обеих сторон. Способ применяется для соединения деталей, имеющих толщину от 12 до 60 мм. Угол разделки такой же, как в предыдущем варианте. С каждой стороны осуществляется несколько проходов. При таком способе значительно снижается расход электродов при сварке. Остаточные деформации при нагреве являются незначительными.

U-образная

Единственный вид криволинейного скоса. Иногда называется «рюмочным». Разделка кромок для сварки таким способом является наиболее трудной. Применение оправдано, когда необходимо получит высокое качество шва. Обе кромки скашиваются одинаково с одной стороны. Подходящая толщина деталей — от 20 до 60 мм. При сварке кромок таким способом происходит уменьшенный расход электродов. Вручную выполнять трудно, поэтому применяются кромкорезы.

К-образная

Наиболее редко применяемый способ. Скос кромок под сварку в соединении делается только для одной детали. Одна из кромок односторонняя, а вторая имеет сразу два скоса. Если возникли затруднения, какая подходит разделка кромок под сварку таблица поможет сделать правильный выбор.

Из нее видно, что форма кромок зависит от типа соединения, характера шва и толщины свариваемых деталей.

Смещение деталей

Кромки не обязаны отличаться симметричностью и быть параллельными между собой. Однако, смещение кромок сварных стыковых соединений имеет ограничение. Все допуски указаны в нормативных документах. Величина допускаемого смещения зависит от толщины соединяемых деталей.

Свои нюансы имеет сварка трубопроводов и других различных труб. Это потребует повышенной точности. Допустимое смещение кромок при сварке труб будет гораздо меньшем, чем у деталей, имеющих плоскую форму. Способом предупреждения появления значительного смещения является надежная фиксация соединяемых элементов. Оправдавшим себя методом фиксации является выполнение прихваток — коротких поперечных швов.

Кромки для труб

К соединениям из труб, в частности к трубопроводам, предъявляются повышенные требования. Они являются наиболее трудными при сварке, требуют прочности, надежности и долговечности. Разделка кромок под сварку трубопроводов из стали определена требованиями ГОСТа 16037.

Большое значение придается перпендикулярности оси трубы к ее торцевой поверхности. Чтобы выдержать это требование, перед началом разделки кромок следует совершить обрезку торцов и проконтролировать получение требуемого прямого угла. Угол раскрытия должен составлять 60-70 градусов. Величина притупления кромок составляет 2-2,5 мм. Кромки под сварку труб могут обрабатываться различными способами: с помощью механической обработки, газовой резкой и другими.

При сборке соединения необходимо отслеживать, чтобы совпадали оси и поверхности стыков. Жесткое требование предъявляется к величине зазора. Его значение находится в диапазоне 2-3 мм. Чтобы не произошло перекоса соединения, зазор должен быть одинаковым по всей окружности.

Интересное видео

Источник

Сварка труб в стык. Подготовка труб под сварку, разделка кромок

Содержание

Общие сведения по сварке трубопроводов

При монтаже трубопроводов, сварные стыки между трубами в трубопроводе могут быть поворотными, неповоротными и горизонтальными, как показано на рисунке ниже. Перед сборкой и сваркой необходимо проконтролировать следующие факторы: наличие сертификата на трубы, отсутствие эллипсности по диаметру трубы, отсутствие разностенности. Допускаемая величина разностенности составляет не более 10% от толщины стенок, но не более 3мм. Также необходимо обратить внимание на содержание различных химических элементов в составе трубы и определить, соответствуют ли эти значения требованиям, указанным в стандартах на эти трубы.

В каких условиях рекомендуется сваривать трубы?

Работы по сварке трубопроводов допускается выполнять при температуре окружающего воздуха не ниже -20°С. Если температура будет ниже, то расплавленный металл начинает активно поглощать различные газы (в основном, кислород и водород). В результате этого образуются поры и другие дефекты в сварных швах. Всё это значительно уменьшает механические свойства труб и снижает их эксплуатационные показатели.

Также необходимо учесть тот момент, что содержащиеся в металле трубы легирующие элементы сильно влияют на свариваемость. Поэтому, сварку труб, содержащих легирующие элементы, необходимо сваривать при температуре, не ниже -10°С из-за того, что при сварке данные трубы склонны к образованию холодных закалочных трещин в сварных швах. Иногда эти трещины выходят за границу сварного шва в зону термического влияния.

Подготовка труб к сварке

Очистка стыков труб

Очистку свариваемых труб рекомендуется выполнять следующим образом. Следы от масел, красок, лаков и других органических покрытий убирают при помощи бензина, или специального растворителя. От грязи и ржавчины кромки можно очистить стальными щётками или абразивными кругами.

Разделка кромок труб под сварку

При подготовке стыков труб под сварку необходимо проверить следующие показатели: перпендикулярность торца трубы к её продольной оси. Суммарный угол раскрытия стыка должен составлять 60-70°. Величина притупления 2-2,5мм. Фаски с торцов труб можно снимать механической обработкой, газовой резкой или другими способами, которые позволяют получить нужную форму, размеры и качество поверхности обрабатываемых кромок. Схема разделки кромок указана на рисункесправа:

Сборка труб под сварку

При сборке стыков труб необходимо совмещать их кромки так, чтобы поверхности стыков обоих труб совпадали, и ось трубопровода не была смещена. Зазор между кромками должен быть в пределах 2-3мм и он должен быть равномерным по всему диаметру.

Сборку и центрирование возможно сделать вручную, но минусы этого процесса состоят в том, что он достаточно трудоёмкий и не способен обеспечить высокую точность. Для сборки труб на производстве пользуются центраторами. Для совмещения стыков магистральных труб большого диаметра используют внутренние центраторы, которые позволяют отцентрировать трубы по внутреннему диаметру.

Наружные центраторы позволяют центрировать трубы по наружному диаметру и их конструкция проще, чем у внутренних центраторов. Но при большой разностенности труб или при большой гибкости труб, с помощью наружного центратора сложнее обеспечить хорошее качество сварки.

После сборки труб диаметром до 300мм, стыки скрепляют прихватками, длиной 50-80мм в 4-х местах. При сварке труб диаметром более 300мм прихватки располагают равномерно по окружности, и рекомендуемое расстояние между прихватками составляет 250-400мм.

Прихватки, являются неотъемлемой частью сварного шва и они должны выполняться теми же сварщиками, которые в дальнейшем, будут проваривать стык трубопровода с использованием таких же электродов.

При сборке внутренними центраторами вместо прихватки лучше выполнять сплошную заварку корня шва. Особенно, если температура окружающей среды низкая. Этот приём позволяет уменьшить внутренние напряжения и снизить риск возникновения закалочных трещин в металле сварного шва и околошовной зоне.

Видео: газовая резка трубы со снятием фаски под сварку

Некоторые особенности монтажа трубопроводов

При монтаже трубопроводов лучше всего наибольшее количество их стыков сваривать в поворотном положении. В случае, если толщина стенки трубы равняя 12мм, сварку выполняют в три слоя. Первый слой создаёт провар в корне шва и обеспечивает хорошее сплавление кромок.

Для выполнения местного провара необходимо, чтобы наплавленный металл формировал внутри трубы узкий нитевидный шов, высотой 1-1,5мм, равномерно распределённый по окружности.

Чтобы обеспечить провар без наплывав и грата, электроду сообщают возвратно-поступательное движение, с небольшой задержкой электрода над расплавленной ванной металла, небольшими поперечными колебаниями между кромками и с формированием маленького отверстия в вершине угла скоса кромок. Отверстие получают путём проплавления основного металла электрической дугой. Диаметр отверстия равен зазору между стыками, или превышает его не более, чем на 2мм.

Источник