Способы автоматической сварки трубопроводов

Описание технологии сварки труб

Сварка труб – это очень частая технологическая операция при любых строительно-монтажных работах. Термические соединения крепче резьбовых и более герметичны.

Технология сварки труб

Все проблемы, связанные с технологией термического соединения, с выбором материалов и оборудования, с обеспечением безопасности сварочных работ регламентируются основным документом ГОСТ 16037 80. Изготовление стальных трубопроводов ведется несколькими способами. Бытовое соединение элементов без перехода, когда монтаж выполняется своими руками, проводится обычно инверторным аппаратом — это значительно упрощает тепловой процесс и обеспечивает безопасность.

Этот аппарат подключаются к домашней сети 220 В. Затем в нем повышается (инвертируется) частота тока, а который потом выпрямляется. Процесс скрепления ведется постоянным током. Для новичков это гораздо проще и безопасней. Качество соединения при этом не страдает. Цена такого устройства находится в пределах от 5 до 10 тысяч рублей. Работы по соединению начинаются с общих подготовительных. С самого начала нужно выбрать инструменты. Подбирается металл и покрытие инструментов — то, чем защищают шов.

В быту используются электроды, которые плавятся. Различные материалы применяются в обмазке для образования защищающего слоя. Сварные врезки бывают различных видов: встык, внахлест, тавровое (перпендикулярное), угловое. Трубы одного диаметра и с одинаковой толщиной стенки обычно скрепляются встык. Элементы разных диаметров соединяют между собой внахлест. При этом труба меньшего внешнего диаметра вставляется в большего диаметра.

Если трубы имеют одинаковый внешний диаметр, но разную толщину стенки, то тонкостенную слегка развальцовывают, и в нее вставляют толстостенную. Шов кладут поверх внешности обеих труб. Сборка сложных конфигураций ведется по чертежу. Для удобства работы отдельные детали после укладки зажимаются в специальном приспособлении струбцинами.

Тавровое соединение предполагает, что элементы соединяются под прямым углом (90 градусов). Угловым называется вариант, когда показатель равен, например, 45 градусам. Круглые трубы не большого диаметра варят единым швом, без отрыва инструмента от поверхности изделия. Если процедура началась в одной точке окружности, то она должна завершиться в этой же точке. Инструмент не должен отрываться от соединяемых деталей.

Соединение труб, диаметр которых больше 110 мм (большой диаметр), выполняется несколькими приемами и способом в несколько слоев. Последующие слои накладываются в противоположном к предыдущему направлении. Каждый слой необходимо отскребать от шлака. При необходимости, элементы, которые свариваются, приходится поворачивать. Угол поворота в диапазоне 60 – 110 градусов. Это удобная зона для сварщика. После каждого поворота варится только часть всего шва. Весь шов будет многослойным.

Если стыки неповоротные, то действие начинается с самой нижней точки. После сварки свежий шов укрывается термопоясом, чтобы обеспечить его изоляцию от воздействия внешних условий (неконтролируемого охлаждения с повышенной скоростью).

Качество сварного шва в неповоротном положении проверяется сначала визуально, потом с помощью специальной аппаратуры – дефектоскопов, а иногда и методом разрушающего контроля. Обязательно надо проследить, чтобы не было просвета между свариваемыми торцами трубы, чтобы весь шов был заполнен металлом.

Виды сварки труб

Сварка труб может, в зависимости от условий и масштаба работ, производиться различными способами:

• газовая сварка сетей водопровода, теплоснабжения и газовых труб в квартирах жилых домов из полудюймовых стальных труб;
• электродуговая ручная;
• электрическая автоматическая или полуавтоматическая, специальным оборудованием – сварочный автомат или полуавтомат;
• сварка стальных труб и нержавеющих (нержавейки) в среде аргона неплавящимся электродом, по-другому TIG-сварка;
• орбитальная, на специальных автоматах с вольфрамовыми электродами в атмосфере аргона под управлением обучающихся программ компьютера;
• индукционная, при которой металл нагревается электромагнитным полем;
• обсадная, для повышения герметичности соединения.

Отдельное место в сварочных технологиях занимает соединение труб из цветных металлов (алюминиевых, медных и т.д.), металлопластиковых, квадратных и эмалированных труб. Эти работы имеют свои особенности. Для них подбираются специальные электроды или аппараты газовой сварки, а также режимы.

Медные трубы рекомендуется сваривать электродуговым типом в атмосфере азота. Электроды должны быть из вольфрамовой проволоки, в состав обмазки входят раскислители или среда углекислого газа. Тонкостенные трубы для бензопроводов лучше сваривать полуавтоматами. Соединение поли пропиленовых труб производится специальным паяльником.

Они получили заслуженную популярность в последнее десятилетие за упрощенную технику работы с ними, за долговечность и низкую стоимость. Обычно используется приспособление, которое в народе называют «утюг».

Сварочное оборудование для пластмассовых труб стоит в диапазоне примерно от 1000 рублей до 5000 рублей. Но при этом существуют и значительно дорогие аппараты, например, за 60000 рублей. Конечно, промышленные и магистральные трубопроводы варятся по совершенно другой технологии и на другом оборудовании. Ко всем сварочным работам допускаются лишь аттестованные сварщики.

Характеристики

Подробные характеристики процесса представлены в таблице:

Вид	Способ	Приспособления
Стальные, встык	Электро, газовая	Струбцина
Стальные, внахлест	Электро, газовая	—
Стальные, под углом	Электро, газовая	—
Стальные, разнотолщинной	Газовая	Подкладное кольцо
Орбитальная	Электросварка	На автоматах
Нержавейка	Электросварка	На автоматах
ПВХ	Нагрев	Утюг
Медные	Электросварка	Вольфрамовый электрод

Подготовка труб перед сваркой

Перед началом трубы требуется специально подготовить. Нужно проверить все геометрические размеры свариваемых труб; геометрическую форму торцов (круг, а не овал); отсутствие трещин, деформаций, надрывов; перпендикулярность плоскости среза к оси трубы; абсолютная чистота среза без следов масла и грязи (очистка ведется сначала металлической щеткой, затем растворителем).

Очистить нужно соприкасающиеся поверхности и примыкающую к будущему шву площадь металла. Для центровки используют подкладное кольцо, специальные приспособления и струбцины.

Оборудование и материалы для сварки труб

Материалы для сварки – это электроды и обмазки. Электроды бывают плавящиеся и неплавящиеся. Обмазки защищают свариваемый шов от окисления и шлаков. Сварочное оборудование очень разнообразно по номенклатуре, назначению и стоимости. Оно различное для электросварки и газовой сварки. Для электросварки — это сварочные аппараты, сварочные инверторы, держатели электродов и проволоки, кабели для подключения и для заземления, всевозможные соединители кабелей и клеммы.

Для газовой сварки необходимы баллоны с кислородом и ацетиленом, газовые горелки, газовые редукторы, приборы для контроля давления, обратные клапаны, ниппели, шланги, различные патрубки. Обратный клапан и предохранительный затвор защищают газовый баллон от проникновения пламени. Ниппель представляет собой переходник с резьбой для соединения шлангов.

При автоматической или автоматизированной сварке более точно выдерживаются нормы расхода электродов. Для защиты самого сварщика необходимы защитные маски, специальные очки, фуражка с козырьком, рукавицы и спецодежда. Все сварочное оборудование должно регулярно проходить планово-предупредительные ремонты (ППР).

Пошаговая инструкция процесса сварки

Технология сварки очень сложная, и поэтому требует тщательной подготовки, педантичного выполнения всех правил. Эти нормы вырабатывались годами трудом и опытом тысяч сварщиков. Они изложены в технологической инструкции.

Инструкция по выполнению работ при сварке:

• Подготовка рабочего места.
• Подготовка труб для сварки.
• Подготовка сварочной аппаратуры.
• Проверить сварочный аппарат, кабели и другое оборудование на исправность.
• Провести разделку кромок.
• Подготовить рабочие поверхности к сварке.
• Подключить кабели к силовым разъемам в зависимости от выбора полярности сварки (+ на держатель электродов, — на массу: при обратной полярности).
• Подключить сварочный аппарат к источнику питания.
• Включить аппарат через кнопку (рычаг) включения.
• Инверторный агрегат нужно размещать не ближе 2 м от стен;
• Аппарат обязательно заземлить.
• Убрать от места сварки все воспламеняющиеся предметы.
• Сварку вести на металлическом столе (замена данного покрытия на любое другое запрещена).
• Подключить инвертор либо к домашней сети 220 В, либо к сети 380 В. Если нет возможности подключиться к электросети, то придется подключаться к передвижному генератору, предварительно проверив сечение используемых проводов.
• Проверить все электрические соединения.
• Розжиг электрической дуги.

После выполнения подготовительных работ можно начинать сварку.

Сварка – это сложный технологический процесс, требования которого подразумевают наличие специального оборудования, материалов и квалифицированного персонала. В быту на простейшем оборудовании возможно выполнение несложных сварочных работ. Более того, в сети есть множество обучающих видео, которые можно посмотреть и сразу же приниматься за сварочные работы. Но в любом случае необходимо строжайшее соблюдение правил электро- и газобезопасности.

Источник

Технология сварки труб автоматической сваркой

При автоматической сварке оборудование самостоятельно обеспечивает устойчивое горение дуги, непрерывную подачу проволоки. Сварщик не подвергается влиянию опасных факторов. Приборы способны функционировать без длительного перерыва. Процесс контролируется программным обеспечением, что позволяет получать однородные сварные соединения.

Автоматическая сварка – способ неразъемного соединения изделий из металла.

Сварка автомат: что это

Процесс формирования шва автоматическим способом сводится к следующим операциям:

• постоянному обновлению плавящегося электрода;
• поддержанию необходимых для получения качественного шва условий (подаче защитного газа или флюса в сварочную ванну);
• равномерному перемещению дуги по рабочей зоне с заданной скоростью;
• формированию сварного соединения.

Отличие от полуавтоматической

Разница между технологиями минимальна. Процессы различаются степенью механизации операций. Полуавтоматические аппараты имеют более простое строение. Они снабжены устройствами подачи расходного материала на держатель. Сварщик отвечает за перемещение дуги, направляет ее в нужную сторону.

Технология, при которой проволока подается оборудованием, а электрод ведется мастером, называется полуавтоматической.

При автоматической сварке все процессы контролируются оборудованием.

Инвертор и автомат

Автомат от инвертора отличается тем, что при его использовании не нужно осуществлять операции вручную. Сварщик выполняет роль настройщика, выставляя нужный режим. Инвертор использует те же расходные материалы, однако технология сварки с его использованием отличается от автоматической. Агрегат требует ручной настройки силы тока, напряжения, скорости подачи проволоки.

При использовании автомата не нужно осуществлять операции вручную.

Принцип работы

Автоматический аппарат регулирует:

• расстояние между свариваемыми заготовками и электродом;
• силу тока;
• скорость движения стержня;
• глубину прогрева свариваемых деталей.

Главным параметром является напряжение дуги, зависящее от длины. При использовании плавящегося электрода автомат обеспечивает равномерную подачу проволоки. Это помогает поддерживать стабильную длину дуги.

Нарушение равенства параметров наблюдается при скачках напряжения, неправильной обработке свариваемых деталей, влиянии магнитного поля. Сварочный автомат нивелирует эти нарушения, восстанавливая нужную длину дуги.

При программировании оборудования применяют 2 принципа регулировки:

• самостоятельный, срабатывающий при постоянной скорости выведения проволоки;
• принудительный, при котором характер подачи проволоки зависит от напряжения дуги.

Рекомендуем к прочтению Технология соединения с помощью ванной сварки

Принцип саморегулирования лежит в основе ряда простых сварочных аппаратов, подающих проволоку с постоянной скоростью. При использовании агрегатов с принудительной регулировкой при увеличении длины дуги возрастает ее напряжение.

Двигатель подающего механизма вращается быстрее, скорость выведения расходного материала повышается.

Конструкция автоматического оборудования

Сварочные аппараты состоят из следующих элементов:

1. Подающего механизма. При использовании двигателей, работающих от переменного тока, устанавливаются регулируемые редукторы. В остальных случаях применяются нерегулируемые блоки.
2. Подающих роликов. Элементы располагаются на выходах редуктора. Ролики предназначены для равномерной подачи расходного материала.
3. Токопроводящий мундштук. Устройство помогает направлять проволоку, поддерживать электрический контакт. Мундштук должен минимизировать смещение конца электрода относительно обрабатываемой области заготовки.
4. Подвески сварочной головки. Механизм должен обеспечивать возможность перемещения в разных направлениях.
5. Тележки, предназначенной для автоматического ведения головки вдоль соединения. На корпусе располагаются проволочная кассета, управляющий блок. Тележка обеспечивает плавный ход головки при разных скоростях сварки.
6. Дополнительных компонентов. Сварочные агрегаты могут снабжаться механизмами подачи флюса или защитного газа, устройствами для заключительной обработки шва.

Сварочные аппараты состоят из подающего механизма и роликов.

Автоматы, работающие в среде защитных газов, вместо мундштука оснащаются горелками.

Разновидности автоматических аппаратов

С учетом конструктивных особенностей агрегаты делятся на:

• тракторные аппараты, работающие в среде защитного газа или под флюсом;
• подвесные устройства;
• многодуговые агрегаты.

Тракторный тип

Прибор создан для формирования длинных сварных соединений. Электрический двигатель приводит в движение ходовой и подающий механизмы. Все элементы заключены в единый корпус, являющийся основанием трактора. Электрод установлен возле вертикальной оси, пролегающей через центр тяжести.

Трактор – это простой, но в то же время функциональный сварочный аппарат.

Эта особенность помогает вести сварку в емкостях и трубах большого диаметра. Низкое расположение центра тяжести делает аппарат более устойчивым.

Подвесная конструкция

Оборудование состоит из таких компонентов:

• подающего блока;
• приводного суппорта;
• вертикального передвижного механизма;
• флюсового контейнера;
• проволочного барабана;
• управляющего блока.

Подвесные приборы бывают самоходными или стационарными. Последние отличаются невозможностью перемещения. Они применяются для сварки труб. Самоходные агрегаты снабжаются тележкой для передвижения по рабочей зоне. Их используют для формирования протяженных сварных швов.

Сфера применения

Универсальный метод используется для:

• установки сложных металлоконструкций;
• соединении деталей с большими площадями сцепления;
• сварки любых металлов и сплавов, в том числе разнородных заготовок;
• формирования сложных вертикальных соединений;
• сварки труб разного диаметра;
• формирования кольцевых соединений со сложным технологическим процессом.

Рекомендуем к прочтению Плюсы и минусы сварки лазеромАвтоматический метод используется для сварки любых металлов и сплавов.

Особенности автоматической технологии

Главный элемент агрегата – головка. Она подает проволоку и электрический заряд, необходимый для горения дуги. Присадочный материал наматывается на катушку или бобину.

Роликовая система задает скорость и направление подачи проволоки. Перед выходом в сварочную ванну присадка выпрямляется, после чего попадает в мундштук.

Дуга при автоматизированной сварке разжигается так же, как при ручной.

Площадь сварочной ванны зависит от типа оборудования. Металл или электрод при корректной настройке агрегата не перегревается. Риск залипания электрода отсутствует, присадка стабильно подается в шов. При снижении напряжения дуги электрод подается назад. Увеличивается расстояние между концом стержня и заготовкой, что помогает стабилизировать электроразряд.

Выполнить подобные действия вручную практически невозможно.

Виды сварки автоматом

Способ выбирают с учетом характеристик соединяемых материалов, типа оборудования, требований к качеству швов.

В газовой среде

автоматическая дуговая сварка в аргоне ведется с использованием неплавящегося вольфрамового электрода. между стержнем и заготовкой появляется дуга. незадолго до этого начинается подача инертного газа, предотвращающего контакт сварочной ванны с воздухом.

это помогает получить прочный однородный шов. аргонодуговая сварка чаще всего ведется с помощью стационарной головки. заготовка автоматически проворачивается под этим элементом, что помогает получить равномерное соединение.

реже сварка выполняется с использованием движущейся головки.

сварку в защитных газах можно выполнять неплавящимся электродом.

с использованием флюса

при сварке под флюсом плавящийся стержень подается в сварочную ванну с помощью роликов. напряжение на конце проволоки способствует формированию дуги. флюс защищает обрабатываемые области от попадания посторонних включений. после сварки таким способом шов требует дополнительной механической обработки. при отказе от чистки соединение становится менее прочным.

плазменная сварка

метод применяется для быстрого соединения стальных деталей. особенностью плазменной сварки считается то, что:

• дуга образуется между электродами, установленными в головке горелки;
• в процессе сварки в обрабатываемую область подается гелиевая или аргоновая смесь, находящаяся под высоким давлением (это обеспечивает ионизацию пламени, повышает температуру дуги);
• используемое для плазменной сварки оборудование устанавливается на поворотные кронштейны;
• расстояние от головки до центральной области меняется, что позволяет использовать оборудование при создании кольцевых швов;
• с учетом толщины металла и нужной глубины шва оборудование может снабжаться механизмом подачи присадочной проволоки.

рекомендуем к прочтению особенности электрошлаковой сваркиплазменная сварка применяется для соединения стальных деталей.

как варить автоматической сваркой

Процесс состоит из нескольких этапов, первым из которых является подготовка оборудования и свариваемых деталей.

Инструменты и необходимое оборудование

Помимо сварочного агрегата, придется приобретать:

• контактные губки;
• тракторные сопла;
• флюсовые конусы;
• ролики для распрямления проволоки;
• токоподводы.

Придется приобрести ролики для распрямления проволоки.

Режимы автоматической сварки

Чтобы шов получился прочным и однородным, нужно правильно настроить аппарат. При выборе режима учитывают такие факторы:

• толщину свариваемых деталей;
• геометрическую форму соединения;
• протяженность шва;
• глубину плавления кромок деталей.

Для подбора режима используют прилагаемые к инструкции таблицы.

Пошаговая инструкция

Автоматизированную электродуговую сварку ведут так:

1. Осматривают оборудование. При обнаружении неисправностей к сварке металла приступают только после их устранения. При необходимости аппаратуру очищают от загрязнений. Сварку не выполняют в слишком маленьких, слабо освещенных или запыленных помещениях.
2. Проверяют соответствие диаметра сопла горелки толщине проволоки. От сечения присадки зависит и выбор наконечника. При наличии брызг в сопле его тщательно очищают.
3. Проверяют правильность подключения кабелей, осматривают роликовые механизмы. Эти детали не должны иметь следов грязи или ржавчины.
4. Проверяют наличие флюса в бункере.
5. Подготавливают детали, тщательно зачищая кромки шлифовальным кругом. Заправляют аппарат расходными материалами, устанавливают нужный режим.
6. Запускают процесс сварки. Выполняют заключительную обработку шва.

Преимущества и недостатки автоматической сварки

К достоинствам автоматизации процесса относятся:

1. Отсутствие необходимости длительной настройки и регулировки устройства. Использование специальных программ облегчает процесс подготовки оборудования.
2. Высокая производительность. Агрегат не делает перерывов, качество его работы не зависит от профессионализма мастера.
3. Уменьшение объема отходов. Количество забракованных заготовок зависит не от человеческого фактора, а от правильности настройки агрегата.
4. Ровность и прочность шва. Автомат формирует однородное сварное соединение одинаковой высоты. Наплывы или прожоги появляются крайне редко.
5. Экономичный расход проволоки, газа, электрической энергии.
6. Возможность сварки в труднодоступных местах, замкнутых емкостях, опасных условиях (при высокой температуре или загазованности).

Недостатками автоматического оборудования считают низкую маневренность, необходимость дополнительной настройки при смене операций, высокую стоимость.

Варим трубы автоматическим способом

Современные сварочные технологии шагнули далеко вперед. Одним из направлений является автоматическая сварка труб.

С применением автоматической сварки появилась возможность исключить значительный ряд недостатков, которые допускает дуговая ручная сварка (неоднородность шва, низкая надежность выполненных работ).

Качественная дуговая ручная сварка возможна только при ее выполнении квалифицированными рабочими, что тоже является минусом. Также необходима качественная подготовка труб к сварке.

Схема процесса ручной дуговой сварки.

Ручная дуговая сварка имеет еще несколько недостатков:

• как уже указывалось выше, страдает качество швов при выполнении сварочных работ непрофессионалом;
• оказывает негативное воздействие как на окружающую среду, так и на рабочего, производящего процесс;
• ручная дуговая сварка имеет малый КПД и низкие показатели производительности (по сравнению с автоматической).

Если судить по степени автоматизации, то автоматическая сварка – наиболее современный технологический процесс в наше время. Отметим, что практически все виды возможно автоматизировать. Степень механизации сварочных процессов бывает двух видов:

Автоматическая подразумевает механизированную подачу электрода и перемещение дуги, а полуавтоматическая – только подачу проволоки. Рассмотрим более подробно процесс автоматизированной сварки.

Оборудование для автоматической сварки и технология производства

Автоматическая сварка возможна только при использовании специального оборудования. Это непосредственно источник тока и специальный аппарат для подачи электрода с наличием автоматической головки для сварки (дуговой). Традиционно для автоматического варианта необходимо наличие плавкого электрода либо электродной проволоки, смотанной в бухты (мотки), массой от 5 до 60 кг.

Во время сварки происходит постепенная подача такой проволоки в зону дуги по мере ее расходования в процессе плавления.

Традиционно для автоматического варианта сварки необходимо наличие плавкого электрода либо электродной проволоки, смотанной в бухты (мотки), массой от 5 до 60 кг.

Из-за короткого расстояния, через которое проходит проволока, сварочный аппарат производит процесс постоянно подающимся коротким электродом. Это значительно уменьшает нагревание проволоки (преимущество перед другими видами). При изменении скорости плавления изменяется и скорость подачи проволоки. Так поддерживается постоянная длина дуги при сгорании проволоки.

Чтобы защитить сварочную ванну от воздействия воздуха, облегчить раскисление металла и его легирование, осуществляют предварительную засыпку шва достаточно объемным слоем флюса, в который погружается дуга.

Использование флюса предохраняет от разбрызгивания металла, повышает показатели сварочного тока и производительность (если сравнивать со сваркой открытой дугой), значительно повышается качество шва.

Виды сварочных автоматов

Современные производители выпускают дуговые сварочные автоматы двух видов, которые различаются по способу регулирования:

• автоматы, в которых регулируются электрические величины;

• автоматы, в которых подача сварочной проволоки осуществляется с постоянной скоростью.

Первый вид сварочных автоматов предусматривает регулировку подачи проволоки (скорости) и в зависимости от этого параметра меняется электрический показатель (чаще всего напряжение дуги). Напряжение дуги зависит только от ее длины и меняется соответственно ее изменению. Такие автоматы выпускаются довольно давно и положительно зарекомендовали себя в производстве сварочных работ.

Примение автоматического сварочного аппарата исключает необходимость применения более сложных схем регулировки.

Наиболее современным и более технологичным считается сварочный аппарат второго вида (наличие постоянной скорости подачи проволоки). Интенсивность саморегулирования сварочной дуги исключает необходимость применения более сложных схем регулировки.

Можно просто подавать проволоку в дугу в непрерывном режиме и со скоростью, равной скорости плавления. Происходит увеличение длины дуги, значит, налицо уменьшение скорости подачи проволоки. От чего же зависит саморегулирование? От плотности тока в проволоке.

Если плотность небольшая, процесс саморегулирования проходит очень медленно и это вызывает уменьшение длины дуги и, как следствие, короткое замыкание. Если же происходит увеличение, возможен обрыв дуги.

Быстрое возрастание плотности тока вызывает увеличение скорости плавления и процесса регулирования.

Классификация сварочных автоматов по способу перемещения

Качественный шов вы получите в том случае, если будете очень точно перемещать автомат при сварке изделия. Выпускаемые сегодня автоматы подразделяются на:

• подвесные сварочные автоматы;
• самоходные сварочные автоматы;
• сварочные тракторы.

Подвесные сварочные автоматы лишены возможности перемещаться, при сварке перемещаются изделия.

При сварке самоходными сварочными аппаратами осуществляется их установка на специальную тележку, и сварочные работы производят, перемещаясь по изделию либо находясь в неподвижном положении над подвижным объектом.

Самоходный сварочный автомат, а также сварочный трактор осуществляют движение по рельсовому пути. Сварочные аппараты являются более легкими и мобильными по сравнению с самоходными автоматами, их предназначение – сварка больших деталей, разнообразных корпусов и так далее.

Подготовка труб для сварочных работ

Разделку кромок производят с целью качественного провара заготовки вдоль сечения (это одно из условий прочности сварного соединения с металлом). Различают V-, К-, Х-образные формы кромок. Шов кромок может быть либо односторонним, либо двусторонним. Подготовка трубы к сварке включает в себя следующие действия:

Разделку кромок производят с целью качественного провара заготовки вдоль сечения.

• очистка сварочных поверхностей от грязи и грунта;
• проверка формы кромок, при необходимости их правка (концы труб после правки кромок должны совпадать при осуществлении сборки);
• эллипс торца, вмятины и выбоины не должны быть больше, чем предусмотрено ГОСТом;
• очистка до блеска металла кромок снаружи и внутри на расстояние не меньше чем 10 миллиметров (при дуговой сварке);
• производство стыковки труб при помощи домкратов либо центраторов, которые обеспечат качественное совмещение кромок труб;
• фиксация стыков труб (при дуговой сварке) прихватками (количество определяется по специальной формуле, но не может быть меньше трех, длина должна составлять 6-8 см, толщина не меньше 4 мм);
• если швы стыков труб прямые, односторонние и продольные, допускается смещение кромок относительно друг друга;
• спиральные и двусторонние продольные швы допускается варить без смещения кромок.

Процесс подготовки к сварочным работам труб из нелегированных и низколегированных сталей включает такой этап, как разделка кромок. Такая разделка сварных кромок проводится чаще всего автогенными резаками. После того как разделка завершена, может понадобиться доработка кромок механическим способом (особенно кольцевых швов).

Особенности сварки трубопроводов высокого давления

Схема термообработки сварных стыков труб

Для сварки трубопроводов высокого давления применимы любые промышленные виды сварки. Выполнять такие работы могут только те сварщики, у которых имеется удостоверение об успешном прохождении испытаний, предусмотренных правилами Гостехнадзора, так как при работе с данными изделиями необходима высокая квалификация и ответственность.

При сварке труб с давлением требуется выполнение особых условий и строгий контроль качества. Затруднение вызывает большая толщина стенок трубы по отношению к небольшому диаметру.

Обязательно обеспечение высокого качества сварного шва вне зависимости от температурного режима, будь то нормальная, повышенная либо отрицательная температура транспортируемой среды. Шов должен быть устойчив к любой коррозии и выдерживать любые показатели давления.

Сварку стальных трубопроводов, находящихся под высоким давлением, производят электродуговым либо газовым способом (в зависимости от диаметра и толщины). Газовая сварка применяется только для труб из углеродистой стали с проходом от 6 до 25 мм.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка с использованием флюса (при ручной подварке корня шва) применяется для труб с проходом 100 мм и более.

Сварка при помощи высокого давления

Сварка давлением подразумевает под собой процесс соединения верхних слоев свариваемых деталей.

Также для сварки давлением характерна диффузия частиц, которая ведет к стиранию границ раздела и прорастанию сквозь них кристаллов. Сварку давлением применяют в основном в машиностроении и приборостроении.

Способ с давлением зависит от вида свариваемого изделия и требований, предъявляемых к нему. Существуют 3 разновидности сварки давлением:

• точечная (применяется для тонколистовой стали);
• стыковая (давлением или оплавлением, применяется при производстве инструмента);
• роликовая (обеспечивает непрерывный либо прерывистый сварочный шов).

Сварка давлением рассматривается как разновидность контактной сварки. Поверхности находятся под высоким давлением, что позволяет получить соединение деталей без подогрева. Качество соединения под давлением напрямую зависит от работ по подготовке поверхности, от вида металла и от прилагаемых усилий.

Технология сварки давлением подразумевает применение нагрева и давления. Нагрев происходит с помощью электротока в месте контакта соединяемых элементов, давление создается при помощи электродов или других специальных приспособлений.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка труб под флюсом

Инженеры уже давно думали об автоматизации сварки, которая бы посодействовала ускорению многих работ на производстве. Один из изобретенных вариантов — автоматическая сварка под флюсом.

Этот метод был внедрен в промышленность в 1939 году благодаря разработкам академика Патона Е.О. и его команды при институте электросварки.

Как осуществляется дуговая сварка под флюсом? В чем ее преимущества? Какое используется оборудование для автоматической сварки?

Суть процесса и варианты

Автоматическая сварка под слоем флюса, называемая в международной системе SAW, основана на горении электрической дуги, плавящей кромки металла. Для этого в зону сварки подается проволока, (ГОСТ 16130-72 или с иными составами), между кончиком которой и изделием возбуждается дуга.

Сварочный трактор, параллельно с этим, подает в зону соединения специальный порошок — флюс, который покрывает расплавленную часть шва, защищая от воздействия внешних газов.

Дополнительно, слой флюса содействует лучшей вплавляемости легирующих элементов в шовную структуру, и уменьшает разбрызгивание металла.

Плавящийся конец проволоки удерживается головкой сварочного автомата на определенном расстоянии от изделия. Сварочный станок может работать неподвижно, когда его используют для сварки труб, которые вращаются на роликах, приводящихся в движение редуктором. Или же головка аппарата может двигаться по заданной траектории, благодаря наличию шаблона, соответствующего форме соединения.

Оператор установки только настраивает режимы сварки и запускает процесс. Технология автоматической сварки под флюсом требует человеческого контроля над работой и корректировки режимов, а также периодической оценки качества результата. Модели, называемые сварочный трактор, передвигаются самостоятельно на собственных шасси, вдоль линии соединения.

Все основные узлы такой машины двигаются вместе с ней.

По ГОСТ 8713-79 различают следующие виды работ, которые может выполнять сварочный станок:

• сваривать изделия на весу, без поддержек для обратной стороны шва;
• на специальной медной подкладке, предохраняющей от протекания и наплывов;
• на подушке из порошка;
• на медном ползуне, сопровождающем движение головки аппарата.

В некоторых случаях требуется накладывать предварительный корневой шов, по которому сварочный трактор будет вести свою работу. В других технологиях необходимо производить подварочные швы с обратной стороны изделия.

Применение сварочного метода

Автоматическая дуговая сварка соответствует параметрам ГОСТ 8713-79. Благодаря высокой скорости работы она успешно применяется для нанесения ровных швов в продольном положении.

Для обеспечения прямого движения головки, сварочный станок снабжается шаблонами, вдоль края которых двигается электродная проволока и горит дуга. Таким методом быстро соединяются толстые листы железа, используемые для промышленных конструкций.

Возможны и фигурные движения головки аппарата. Для этого устанавливают соответствующий шаблон.

Сварочные трактора для сварки под флюсом способны выполнять все швы, обозначенные ГОСТ 11533-75. Они хорошо подходят для соединений: встык, внахлест, угловых и тавровых. Шов получается ровный и хорошо расплавленный, без перерасхода присадочного материала.

Там где требуется проложить трубопровод особенно успешно применяется автоматическая сварка кольцевых швов. Сущность метода заключается во вращении изделия под неподвижной головкой сварочного аппарата. Благодаря повышенной силе тока, работы ведутся быстрее, чем в ручном режиме. Швы получаются высокого качества.

Автоматическая сварка труб может проводиться на большом участке, соединяя секции в одну линию. Размер таких заготовок достигает 25 метров. Реальны и большие соединения, но это зависит от возможности транспортировки трубы к месту укладки. Дополнительно, задействуют тягачи или железнодорожная техника.

При помощи крана трубы укладываются в магистраль, а заключительный стыковой шов выполняет сварщик вручную. Это значительно ускоряет процесс прокладки трубопроводов.

Преимущества автоматического метода

Сварочный станок, работающий в автоматическом режиме, отличается рядом преимуществ перед другими видами сварки. А именно:

• высокая производительность выполнения работ за счет увеличенной силы тока и скорости ведения шва, которая может превышать показатели других методов в 15 раз;
• хорошее качество соединения благодаря стабильность подачи присадки и постоянной скорости прохода всей линии;
• глубокое проплавление;
• работа с трубами больших диаметров;
• задействование меньшего количества сварщиков на одинаковый объем работ;
• более благоприятные условия труда для сварщика и меньший вред для здоровья, ввиду удаленности от источника излучения и дыма.

Быстрые режимы автоматической сварки под флюсом достигаются и за счет использования порошка, который подается в зону горения дуги из специального бункера по трубке. Количество высыпания регулируется широтой открытия заслонки. Внешне, флюс похож на круглые светлые шарики, мелкого гранулирования. Посыпание зоны сварки флюсом имеет следующие преимущества:

• исключает разбрызгивание металла сварочной ванны и присадочного элемента;
• придает стабильности дуге;
• задерживает процесс остывания сварочного шва, что улучшает его физические свойства;
• защищает сварочную ванну от взаимодействия расплавленного металла с кислородом;
• раскисляет металл и помогает качественней вплавляться легирующим элементам.

Сварочный трактор плавит часть порошка электрической дугой от проволоки, вследствие чего образуется небольшая корка на поверхности соединения. Другая часть порошка так и остается в виде гранул. После завершения шва требуется удаление слоя шлака молотком и щеткой по металлу. Очищенное изделие готово к покраске или обработке антикоррозийными составами.

Разновидности автоматической сварки

Автоматический сварочный аппарат, создающий дугу подачей тока на проволоку, и защищающий сварочную ванну слоем флюса, может иметь несколько вариантов исполнения. Это могут быть станки с подвижной головкой, выполняющие ровные или шаблонные линии швов. Для трубопроводов используют неподвижные головки, под которыми изделие вращается на роликах.

Тракторы сами ездят по изделию, перевозя аппарат и одновременно ведя сварку. Во всех моделях применяется плавящийся электрод (проволока ГОСТ 16130-72). За последующее время, после внедрения в промышленность этих методов, были разработаны и другие устройства, позволяющие автоматизировать сварочные работы.

Некоторые принципы работы таких установок похожи, а другие отличаются в корне.

В среде аргона

Одной из разновидностей является автоматическая аргонодуговая сварка неплавящимся электродом. В качестве последнего выступает стержень из вольфрама с некоторыми добавками.

Между ним и изделием возбуждается электрическая дуга, а аргоновый состав газовой смеси, подаваемый через сопло головки аппарата, не дает углероду вырываться через поверхность шва. Благодаря этому соединение получается крепким и ровным.

Сварка в среде защитных газов может выполняться стационарно закрепленной головкой устройства, под которой изделие проворачивается, так и движущейся частью по линии соединения. Аргонно-дуговой метод активно применяется при работе с нержавеющими трубами и емкостями.

Порошковой проволокой

Еще одним вариантом является автоматическая сварка порошковой проволокой. Аппарат подает плавящийся электрод в зону сварки по роликам. Напряжение на конце проволоки создает дугу. Но для защиты расплавленного металла используется не порошок из бункера, а флюс, находящийся в самой проволоке.

Для этого последняя изготавливается трубчатой формы и укладывается в бобины. Такой расходный материал стоит дороже, но облегчает подготовку к сварочному процессу. Сварочный станок не требует загрузки флюса в бункер. Наплавленный шов, как и в случае с насыпным порошком, нуждается в очистке.

Аппараты могут работать перемещаясь на самом изделии или неподвижно, с прокруткой свариваемых частей под ними.

Плазменная сварка

Для быстрого соединения легированных сталей была разработана автоматическая плазменная сварка. В подобных устройствах электрическая дуга горит между двумя электродами в головке горелки. Аргон или гелий, подающиеся под высоким давлением и закрученный завихрителем, содействует ионизации пламени дуги, и усилению ее температуры.

Плазменная сварка устанавливается на кронштейны, которые могут вращаться по оси. Расстояние от центра до головки может изменяться, что делает удобным это оборудование для круговых автоматических швов днищ емкостей.

В зависимости от толщины металла и требуемой высоты шва, устройство может снабжаться дополнительным блоком подающим присадочную проволоку.

Кроме вышеперечисленных агрегатов встречаются их полуавтоматические версии, где сварщику требуется направлять сварочную головку или руководить движением трактора.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка востребованы не только на крупных предприятиях, но в небольших фирмах. Ведь таким способом можно значительно повышать производительность и доходность.

Некоторые умельцы смогли сделать самодельный аппарат на основе полуавтомата, который способен передвигаться по заданной траектории.

Режимы и особенности

Сваривание автоматическим методом происходит на повышенных токах. Это обеспечивает высокую скорость и эффективность процесса. Рекомендуемые параметры следующие:

Диаметр проволоки, мм	Сила тока, А
2	200-300
3	350-500
4	400-700
5	500-1000

Кроме этого, на каждый вид работы при задействовании автоматической сварки на трубопроводе, составляется технологическая карта, в которой указывается весь комплекс усилий и ресурсов, чтобы соединить один километр трубы.

Сюда входят: трудоемкость (наличие определенного числа человек и дней на выполнение), выработка за одну смену, необходимость в кране (количество машин на смену), затрачиваемость энергетических ресурсов (тока и горючего), конкретные требования по сборке и сварке изделий, техника безопасности.

Благодаря автоматизации сварочного процесса ускорилось выполнение многих работ. Эти машины облегчают монтаж трубопроводов и других конструкций. А высокое качество швов позволяет использовать их на ответственных соединениях.

Сварка газовых труб: технологии, особенности, оборудование

Большинство профессиональных и домашних сварщиков рано или поздно сталкиваются с необходимость сварить трубы. Не удивительно! Это один из самых распространенных типов сварки. Но сварка труб отличается повышенными требованиями к качеству и герметичности швов, особенно это касается газовых и водопроводных узлов. Для этих целей используют специальные электроды.

Электроды для сварки трубопроводов сконструированы с учетом всех особенностей будущей эксплуатации труб. Швы получаются прочными и долговечными, они выдерживают максимальную температурную нагрузку.

Такие электроды имеют особый состав, за счет чего и обеспечивают хорошее качество сварных соединений. У начинающих сварщиков обычно много вопросов по этой теме.

Как правильно выбрать электроды? Какими стержнями варить трубу нкт? Какие электроды лучше для сварки труб? На эти, и многие другие вопросы мы постараемся ответить в этой статье.

Электроды для газопровода

Каким электродом варить трубу, если планируется вводить через нее подачу магистрального газа? Мы рекомендуем электроды марки ОК-46, ЛБ-52 или УОНИ-13/55 (этими же электродами можно сварить трубу нкт).

У всех перечисленных марок подходящий состав, они могут быть сделаны с применением марганца, фосфора, серы или кремния. А электроды ОК-46 с рутиловым покрытием и вовсе считаются универсальными.

По нашему опыту ими особенно удобно варить детали с широким зазором.

Подводный металлоискатель своими руками

Также на рынке есть марка LB 52U с основным покрытием. Давайте остановимся на ней поподробнее. Такие электроды содержат незначительное количество водорода, поэтому шов получается очень качественным. При этом дуга стабильна, легко зажигается, полностью проваривает металл.

Если предстоит сварка особо ответственных узлов (например, поворотных), при этом труба сделана из углеродистой или низколегированной стали, то мы рекомендуем электроды для сварки труб марки МТГ-01К. Дуга горит стабильно, шлак удаляется легко и быстро, при этом разбрызгивание металла незначительное.

Выводы

Как видно из статистики, самые качественные электроды применяются в крупной промышленности.

На этой странице показана информация по теме «Электроды для сварки труб» и всему, что с ней связано. Смотрите далее информацию по данному вопросу, а внизу страницы подобраны марки электродов с этой меткой на сайте.

На практике с потребностью сваривания металлических труб приходится сталкиваться довольно часто. К такой работе всегда необходимо относится с большой долей ответственности, особенно если это трубы для системы отопления, водопровода или систем с высоким давлением. Для сварки труб ВГП (водогазопроводных) требуются соответствующие сварочные материалы

При сваривании таких труб швы должны выдерживать максимальные нагрузки и одного мастерства здесь, конечно, будет недостаточно.

Для получения качественного, долговечного и прочного шва необходимо также применять и подходящие сварочное материалы, которые способны обеспечить необходимый шов, благодаря своему специальному составу.

На этой странице мы постараемся подробно расписать, какие какие электроды лучше для сварки труб.

Электроды для сварки трубопроводов высокого давления

Специалисты рекомендуют электроды для сварки трубопроводов высокого давления таких марок как: ОК 53.70 и ОК 74.70, компании ESAB, МР-3с.

Если трубы произведены из стали 20, то применяют тип Э42А УОНИ-13/45, а если в их изготовлении использовался металл ЗОХМА, 20ХЗМВФ подойдет ЭП-60, ЦЛ-19ХМ и ВСН-2.

Электроды МР-3с могут иметь синего или зеленого цвета обмазку. Они просты в использовании, дают возможность работать на низком токе, от аппарата, подключенного к обычной сети.

Электроды марки ОК 53.70 позволяют выполнить одностороннюю сварку магистральных сетей высокого давления и многих других подобных очень ответственных конструкций, в построении которых использовались малоуглеродистые стали.

Они покрыты специальным флюсом. Благодаря ему происходит выделение малого количества газов.

Низкое содержание примесей неметаллического происхождения позволяет добиться создания шва, отличающегося высокой пластичностью и хорошей ударной вязкостью.

Электроды для нефтепроводов

Сегодня широко используются трубные электроды для нефтепроводов иностранного производства, например, LB52U (Япония) и OK 53.70 Швеция. Есть много подобных им, разработанных и изготовленных на местных заводах.

К ним можно отнести ЛЭЗ ЛБгп, это марка прошла испытания во ВНИИИСТе и получила сертификат НАКС. Они покрыты серой, углеродом, кремнием и марганцем. Выпускают их диаметром 2,5, 3 и 4 мм.

Ими варят трубы, сделанные из низколегированного металла.

Производит их в основном Лосиноостровский электродный завод, ЛЭЗ. Их состав похож на тот, который делается для производства смеси, наносимой на основание практически любого электрода.

Но изменение пропорций серы, углерода, кремния и марганца позволили добиться просто отличного результата. Электроды ЛБгп предназначены для создания очень прочных швов.

Изделия диаметром 2,5 и 3 мм используются для сварки и ремонта корневого слоя трубы, а 3 и 4 мм для создания облицовочного слоя.

Электроды для газопровода

Чаще всего используются такие электроды для газопровода как ОК-46, ЛБ-52, УОНИ-13/55 и МТГ. У всех этих марок особый состав. УОНИ 13-55 сделаны с применением марганца, серы, углерода, фосфора и кремния. Марка ОК-46 считается универсальной. При ее создании используется рутиловое покрытие.

Ими хорошо варить широкие зазоры. Производят их и с использованием ильменита. Такие электроды можно расположить между кислыми и рутиловыми. Марка ОК-46, которая имеет условное обозначение E43 3 R 11, используется для сварки судовых металлов и углеродистых конструкций, труб.

Они отлично поджигаются, ими приятно работать.

Японская LB 52U марка отличается низким содержанием водорода, что позволяет добиться выполнения очень качественного шва. Такие электроды позволяют получить стабильную дугу, полное проплавление. На них нанесено основное покрытие.

Для создания качественного корневого шва поворотных и неповоротных мест соединения газопроводов, других конструкций ответственного назначения, сделанных из углеродистых, низкоуглеродистых, и низколегированных металлов, характеризующихся прочностью класса К60, можно применить марку электрода МТГ-01К.

Они создают стабильную дугу, удаление шлака легкое, разбрызгивание небольшое.

Электроды для сварки трубопроводов теплосети

Наиболее часто используются электроды для сварки трубопроводов теплосети следующих марок: Э42А, УОНИИ-13/45, диаметром 3 мм, для сварки труб, сделанных из углеродистых и низколегированных металлов типа У, имеющих толстое покрытие Д.

Читать также: Зарядное устройство с десульфатацией своими руками

Минитрактор из мотоблока нева переломка своими руками

Подойдет и тип Э-09Х1МФ, марка ЦЛ-20, предназначенная для создания шва на легированном теплоустойчивом металле трубы.

У них толстое покрытие типа Д. Для соединения труб из нержавейки, углеродной, легированной стали рекомендуется применить марку ЦЛ-9.

У таких электродов основное покрытие, они отличаются низким содержанием водорода, за счет чего получается высококачественный шов.

ЦЛ-9 позволяют работать в любом пространственном положении. При работе с ними важно учесть то, что они образуют при горении токсичные ядовитые соединения фтора, а от них необходимо беречь дыхательную систему.

Коэффициент наплавки ЦЛ-9 11 г/Ач, для получения килограмма металла нужно использовать 1,7 кг электродов. Особенность работы ими состоит в том, чтобы создавать короткую дугу, при этом нужен ток постоянный, обратной полярности.

Это важно учесть при работе.

Если создавать большую дугу, то сваривание получится плохого качества, будут образовываться поры в швах. Из-за этого необходимо тщательно очищать металл трубы от любых загрязнений перед началом работы. После очистки можно осуществить сваривание более широких швов. Состав покрытия: карбон, сульфур, никель, фосфор, ниобий, магний, силиций и хром. Купить ЦЛ-9 можно диаметром 3, 4, 5 мм.

Трубопроводы пара и горячей воды, котлы и турбины сваривают маркой МР-3. Они сделаны из проволоки Св-08 и Св-08а, которая соответствует установленным стандартам и нормам. Они покрыты рутилом. У них коэффициент наплавки 8,5 г/Ач. Купить МР-3 можно диаметром 3-5 мм.

В зависимости от их толщины используется соответствующий ток. Напряжение может быть 80 – 140, 140 – 200, 160 – 200 ампер. Сварщик должен выбрать при работе ими позицию углом назад. Ему необходимо наклонить электрод в сторону наплавления.

Рекомендуется применять короткую и среднюю длину дуги.

Электроды для сварки трубопроводов с водой

Чаще всего используются электроды для сварки трубопроводов с водой следующих марок: МН-5, МНЖ5, если труба медная, НЖ-13, если она сделана из нержавейки, МНЧ-2, если чугунная.

Для бытового инвертора и сварки черных труб можно купить МР-3с электроды. Они позволяют работать при низком токе. Ими хорошо варить трубы, сделанные из углеродистых и низколегированных металлов.

Основной водопровод, который обычно проложен под землей и к нему подключаются потребители в люках, делается из чугуна.

Для создания шва в нижнем, полу потолочном, вертикальном положениях лучше всего применить марку МНЧ-2. Для сварки серого и ковкого чугуна используется ОЗЧ-2.

Применяя марку ЦЧ-4 можно варить холодным и горячим методом. Этот электрод подходит только для нижнего положения.

Его особенность заключается в том, что можно приварить к чугуну вентиль, любое изделие, сделанное из других видов металла.

Выбрать наиболее подходящий электрод для определенного вида работ можно руководствуясь указанными на упаковке данными.

В большинстве случаев подходит марка УОНИ, ОЗС, АНО, ЦУ-5, KOBELKO LB-52U, ESAB. Нержавеющие трубы водопроводные варят электродом ЦЛ-11, аналогом ESAB ОК 61.30.

Хорошо зарекомендовали себя Сычевский, Каменский, Уральский заводы изготовители электродов.

Источник