Способы сварки стальной трубы

Сварка труб — основные методы и способы сварки труб

Успех такого сложного соединения во многом зависит от правильного выбора способа сварки труб, который выбирают для конкретного вида металла.

В целом же лучшим вариантом для соединения труб признаётся электродуговая сварка.

Но это под силу только сварщику, имеющему хотя бы минимальный опыт работы. Новичку желательно сначала потренироваться.

При работе с трубами из толстого металла лучше использовать непрерывный способ сварки при токе в 40-60 ампер. Важно именно проварить металл, а не прорезать его. При этом электрод ведётся не очень быстро – иначе качество шва пострадает.

Прерывистую точечную сварку труб применяют при сваривании тонкостенных труб. Здесь необходимо строго следить за процессом, потому, что стенки легко проварить насквозь. Для соединения тонких труб лучше использовать полуавтоматы. Они работают с малой силой тока, обеспечивая отличное качество как непрерывного, так и точечного сварного шва.

Сварка труб ручной дуговой сваркой

Профессионалы советуют при сварке труб ручной дуговой сваркой делать тройной шов – он будет надёжнее одиночного. Наиболее удобно работать сварщику с поворачиваемой трубой. Сварка так называемых поворотных стыков производится следующим образом:

• сначала соединяется одна четверть диаметра трубы;
• потом трубу поворачивают на 180 градусов, и варится противоположный первому шву участок;
• далее новый поворот и сварка второй четверти диаметра трубы;
• после этого производится ещё одно вращение трубы, и соединяется оставшейся участок.

После очистки от окалины на первый шов наносят второй. Заключительный третий шов начинают наносить с противоположной стороны второму шву.

При сварке жёстко зафиксированной трубы применяется иная методика:

• первый шов ведут снизу вверх до половины диаметра трубы, а потом опускается вниз, обратно к началу;
• нанесение второго шва начинают также снизу, но ведут с другой стороны и в обратном направлении.

Другие способы сварки

Подобный способ сварки неповоротных стыков исключает непроваренные участки, и шов получается более надёжным. При выполнении третьего шва работают по схеме первого варианта.

Самое надёжное соединение даёт многослойная сварка. В некоторых случаях применяют сварку спиралью – очистив от окалины начальный шов, второй ведут параллельно валику первого.

Сварка медных труб

Выбор способа сварки медных труб зависит от назначения соединяемых труб, герметичности шва и иных характеристик. Применяют три метода сварки – электродуговую, контактную и газовую.

Наиболее перспективной признаётся электродуговая сварка с использованием неплавящегося электрода из вольфрама и присадочной проволоки, в состав которой добавлены раскислители.

В качестве защитного газа целесообразно использовать азот, потому что сварка получается дешёвой.

Однако при работе с тонкостенными медными трубами лучше применять аргон.

Сварка стальных труб

Самой востребованной остаётся сварка стальных труб – как в производстве, так и в быту. Здесь существенную роль играет квалификация сварщика. Что касается сварочного оборудования, то используются электросварки, газосварки и полуавтоматы.

Перед началом сварки проводят предварительную тщательную очистку кромок от загрязнений и окислов, затем снимают фаску, что позволит получить V-образную площадь, благодаря которой шов станет прочным и герметичным.

При сварке газовой горелкой достаточно одного шва. С целью исключения непровара окончание шва немного накладывается на начало. Сорт присадочного материала должен быть одинаковым с металлом свариваемой трубы.

А самыми распространёнными на сегодня являются электросварка и полуавтоматическая. В обоих случаях процесс начинается с подготовки свариваемых труб. Затем соединяемые части центрируют и равномерно прихватывают в трёх-четырёх точках.

Первый шов «тройкой». Важно заполнить фаску по высоте всего на две трети. После очистки шва от шлака и проверки качества работы, меняют электрод «четвёрку» и приступают к нанесению дополнительного шва.

Сварка оцинкованных труб

Специальная технология сварки оцинкованных труб позволяет соединять их, не нарушая цинкового покрытия. На место стыковки наносят флюс, который и обеспечивает защиту от выгорания покрытия. Под флюсовым слоем цинк сначала от воздействия тепла становится вязко-жидким, затем расплавляется, но не выгорает и не испаряется. По завершению сварки это обеспечивает защиту от коррозии.

При работе с оцинкованным материалом крайне важно наличие вентиляции. В противном случае от цинковых паров сварщик может «заработать» лёгочное заболевание или хуже того, задохнуться.

Сварка профильных труб

Основной способ сварки профильных труб – обычное соединение торцов встык. Выполняют её дуговым или газовым методом, но благодаря простоте и качественному шву больше распространён первый из них. Однако электросварка профильной трубы требует опыта работы сварщика, хотя бы небольшого.

Много зависит, к примеру, от правильного подбора электрода. Чем он толще, тем мощнее дуга. Излишне толстым электродом профильную трубу можно прожечь, а слишком тонким получить непрочный шов. Учитывая то, что для данного изделия характерная толщина составляет 1,5-5 мм, подойдут «двойка и «тройка».

При работе с профильными трубами важна скорость движения электрода по материалу. Если замедлиться, то есть риск прожечь деталь, при убыстрении – получить некачественный шов. Оптимальное движение подбирается опытным путём.

Сварка газовых труб

Настоящего профессионализма требует сварка газовых труб, которая довольно опасна. Работать нужно быстро и качественно.

Перед началом соединения обрабатывают кромки труб: очищают от загрязнений. Если труба толстостенная – больше 4 мм, то производят скос кромок для облегчения прогревания металла на месте контакта.

Практикуются два способа сварки газовых труб:

• сварка слева направо. Применяют тогда, когда толщина металла больше 5-ти мм. Дуга направляется на уже приваренный участок, вместе с горелкой перемещается присадка. Вариант экономит расход газа и повышает производительность на 25%;
• сварка справа налево. Здесь горелку продвигают по не приваренным участкам – присадочная проволока «идёт впереди паровоза». Лучший метод для работы с тонкостенными газовыми трубами.

Сварка трубопроводов

Способ электродуговой сварки трубопроводов часто применяют при монтаже или изготовлении технологических линий. Производятся они на постоянном или переменном токе.

Экономичным, а значит, более выгодным является сварка на переменном токе, потому что получается меньший расход энергии. Да и оборудование требуется более доступное.

Источник

Методы сварки стальных труб

Сварка стальных труб — один из самых надежных методов монтажа инженерных систем. В отличие от фланцев, она не требует повышенного расхода металла, не утяжеляет вес конструкций, что сказывается на стоимости проекта в целом. Резьбовая стыковка уступает сварным швам по устойчивости к вибрациям и внутреннему давлению. Соединение металла осуществляется на молекулярном уровне и служит гарантией долгого срока службы.

Сварка стальных труб используется для всех видов трубопроводов:

• Магистральных;
• Промышленных;
• Технологических;
• Систем газоснабжения;
• Водопроводов;
• Канализации.

Технология постоянно совершенствуется, постепенно удалось достичь высокого уровня автоматизации процессов, например, в изготовлении электросварного трубного проката. Методы сварки классифицируют по природе воздействий:

• Механическая: производится давлением. Например, при вращении шпинделя механическая энергия превращается в тепловую, что вызывает оплавление. К механическим относят диффузионную сварку в вакууме, ультразвуковое соединение и посредством взрывов.
• Термическая: межатомные связи устанавливаются посредством нагрева. Источниками энергии служат электрическая дуга, ток, пламя, излучение. Оплавление кромок сопровождается формированием ванны, в которой концентрируется расплавленный металл.
• Термомеханическая: виды, объединяющие воздействие температурой и давлением. Например, при использовании контактного метода материал нагревают, затем осуществляют пластическую деформацию.

В зависимости от сложности поставленной задачи и условий работы подбирают оптимальный способ и материалы. Несмотря на кажущуюся простоту действий, сварщик должен обладать высокой квалификацией, достаточным уровнем мастерства, не иметь перерывов в работе более 6 месяцев.

Выбор электродов и оборудования

Сварочный электрод — это стержень со специальным покрытием, обладающий высокой электро- и теплопроводностью. Сегодня выпускается более 200 видов, примерно половина из которых предназначена для ручных технологий сварки, остальные категории — для промышленных.

Электроды можно разделить на две большие группы:плавящиеся и неплавящиеся.

К первому типу относят проволоку, которая плавится под действием тока или другой энергии, заполняя собой пространство между свариваемыми деталями. Покрытие (или обмазка) стержня при этом выделяет газ, который обволакивает рабочую зону и защищает расплав от окисления.

Второй тип представляет собой стержни из угля, графита или вольфрама. При сварке поступающее тепло расплавляет кромки деталей, а энергия расплава плавит электрод. Присадочный материал добавляется в центральную зону по необходимости. Процедуру осуществляют в среде инертных газов. Этот способ позволяет сваривать неферромагнитные сплавы, в том числе стали аустенитного и мартенситного класса, но из-за сложности редко применяется в других областях.

От типа сварочного оборудования зависит технология сварки. Рассмотрим основные виды:

• Трансформатор: снижает напряжение электросети с 220 или 380 В до нужной величины, чаще всего, до 70 В. В настоящее время мало применяется из-за большого веса.
• Инвертор: применение инверторных технологий уменьшило силовой трансформатор, создав стабильный источник тока.
• Генератор: автономный источник питания для дуговой сварки.
• Выпрямитель: аппарат, который преобразует переменный ток в постоянный.
• Автомат дуговой сварки: автоматическое устройство, выполняющее соединение поверхностей на недоступных человеку скоростях.
• Сварочный аппарат: совокупность механизмов, обеспечивающих перемещение головки вдоль шва, подачу флюса, защитного газа, и другие функции. Если действие происходит механизированным способом, устройство называют сварочным автоматом.

Для работы сварщика необходимо обеспечение средств защиты: маска со светофильтром, элементы тепло- и электрозащиты от расплавленных брызг и тока. Если сварка производится в месте с недостаточной вентиляцией, требуется дополнительное вытяжное оборудование для предотвращения отравления газами или пылью.

Соединение стальных труб сваркой

Параметры выполнения сварных соединений трубопроводов регламентированы ГОСТ 1637-80, а методы испытаний — ГОСТ 57180-2016. Основные виды сварных швов классифицируют по признаку расположения соединяемых деталей:

При выполнении работ учитывается ряд нюансов:

• Режимы настройки аппарата: оптимальный диаметр электрода, сила подачи тока, расстояние между проводником и металлом.
• Диаметр и толщина стенки стальной трубы: стыковка деталей, способ выполнения корневого шва и валика зависят от вида проката.
• Поворотные и неповоротные стыки: необходимо учитывать положение ванны с расплавом.

При ручной сварке в ходе выполнения шва специалист контролирует ряд параметров: толщина стенок трубы должна быть максимально приближена к характеристикам трубопровода, а образование выпуклых валиков с внутренней или наружной стороны находится в пределах допусков.

Основные этапы работ:

• Диагностика: проверка элементов на овальность, изучение технической документации.
• Подготовка: срез торцов трубы должен составлять 90⁰ или иметь уклон 30⁰, зону сварки очищают до блеска и обезжиривают;
• Выполнение шва: сварку выполняют послойно (для толстостенного проката), каскадным методом, обратно-ступенчатым и др.
• Удаление наплывов и окалины после кристаллизации;
• Проверка ультразвуковым или радиографическим методом.

Для фиксации деталей возможно выполнение прихваток: точечных участков. При сварке оцинкованных труб используют защиту в виде флюса, так как цинк при нагревании воспламеняется.

Особенности сварки труб

Монтаж трубопроводной системы производят на месте. Предварительно трубы сортируют по толщине стенок или иным параметрам в заводских условиях. На участке прокладки сваривают плети из нескольких элементов, затем монтируют в траншею или на опоры.

Основные требования к соединениям стальных труб сваркой на месте прокладки изложены в СНиП 3.05.04.85. При снижении температуры допустимо обустройство защитных палаток, внутри которых выполняют сварочные работы. В зависимости от типа трубопровода формируется ряд дополнительных требований. Например, трубный прокат, предназначенный для монтажа систем подачи питьевой воды берегут от попадания сточных вод и иных загрязнений.

При прокладке систем производится проверка на вогнутость, изменение толщины стенок, наличие пор и включений. Допуски формируют на основании отраслевых стандартов.

Источник