Сварка трубы поворотным способом

Технология ручной дуговой сварки покрытым электродом

Выбор параметров режима

Род и полярность тока определяют в зависимости от марки стали, толщины стенки трубы, марки покрытого электрода.

Сварочный ток обуславливается диаметром электрода d_э (мм), который выбирают в зависимости от толщины трубы:

Низкоуглеродистые и низколегированные конструкционные стали:

Высоколегированные хромоникелевые стали:

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

Диаметр электрода, мм

Сварочный ток (А) при положении шва

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

С двумя прихватками длиной 10-15 мм, высотой 3-4 мм	С одной прихваткой длиной 10-20 мм, высотой 3-4 мм	Без прихваток (с помощью приспособления)
Вертикальное положение стыка
Горизонтальное положение стыка

При сварке труб диаметром 30-83 мм :

вертикальный стык сваривают участками по три четверти периметра; каждый последующий валик горизонтального стыка укладывают в противоположном направлении; «замковые» участки последующих валиков смешают относительно предыдущих швов.

Сварка поворотных стыков труб

При сварке на вращателях подбирают скорость вращения трубы (Vвр), равную скорости сварки (Vсв). Положение сварки, наиболее удобное для формирования шва, находится не в зените, а в точке, отстоящей от вертикали на 30-35° в сторону, обратную направлению вращения трубы.

Когда вращателей нет или они нецелесообразны, свариваемые стыки труб поворачивают на углы 60-110°. Это позволяет формировать шов в самом удобном положении — нижнем.

Трубы диаметром более 219 мм сваривают обратноступенчатым способом за два полных оборота:

Трубы с поворотом на 180° сваривают в три приема. Вначале одним или двумя слоями сваривают участки ГЛ и ВЛ. После этого трубу поворачивают на 180° и заваривают участки ВБ и ГБ на всю толщину.

Затем трубу поворачивают на 180° и заваривают оставшуюся разделку на участках ГА и ВЛ. Сварку труб с поворотом на 180° могут выполнять как один сварщик, так и двое.

Сварку стыков труб с поворо том на 90° ведут тоже в три приема. Сперва заваривают участок стыка АВБ, укладывая один-два слоя. Потом трубу поворачивают на 90° и заваривают участок АГБ на всю толщину. Наконец, следуют обратный поворот на 90° и заварка оставшейся толщины трубы на участке АВБ.

Сварка с поворотом стыка позволяет качественно формировать шов с минимальными деформациями и напряжениями, плавным переходом к основному металлу, с минимальной чешуйчатостью без наплывов и подрезов.

Сварка неповоротных стыков труб

Вертикальные неповоротные стыки сваривают снизу вверх.

Сварку первых трех слоев в стыках труб диаметром более 219 мм следует выполнять обратноступенчатым способом. Длина каждого участка должна быть 200-250 мм.

Длина участков последующих слоев может составлять половину окружности стыка. Стыки труб с толщиной стенки до 16 мм можно сваривать участками длиной, равной половине окружности, начиная со второго слоя.

Очередность выполнения швов (1-14) и слоев (I-IV) одним сварщиком

Очередность наложения превого слоя двумя сварщиками при сварке неповоротных стыков труб диаметром более 219 мм

Горизонтальные неповоротные стыки труб диаметром более 219 мм, выполняемые одним сварщиком, необходимо сваривать обратноступенчатым способом участками длиной 200-250 мм. Четвертый и последующие слои можно сваривать вкруговую.

Очередность (1-12) выполнения швов одним сварщиком

При сварке горизонтального стыка двумя сварщиками последовательность сварки корневого шва зависит от диаме тра труб. Если диаметр менее 300 мм, то каждый сварщик заваривает участок длиной в половину окружности. В один и тот же момент сварщики должны находиться у диаметрально противоположных точек стыка. Если диаметр труб 300 мм и более, то корневой шов сваривают обратноступенчатым способом участками по 200-250 мм.

В стыках труб диаметром до 300 мм с толщиной стенки более 40 мм первые три слоя следует сваривать обратноступенчатым способом, а последующие слои — участками, равными половине окружности.

Стыки труб из низколегированных сталей диаметром свыше 600 мм при толщине стенки 25-45 мм сваривают так: все слои шва выполняют обратноступенчатым способом участ ками не более 250 мм.

Трубы диаметром более 600 мм из хромомолибденованадиевых сталей сваривают одновременно двое и более сварщиков, у каждого из которых свой отрезок стыка. Применяют обратноступенчатый способ (участки по 200-250 мм). Четвертый и последующие слои допускается выполнят ь участками, равными четверти окружности.

Очередность выполнения и примерное расположение слоев и валиков (1 — 20) при сварке вертикального и горизонтального стыков толстостенных труб из углеродистых и низколегированных сталей

Источник

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:

Высоколегированные хромоникелевые стали:

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

Покрытие электрода	Диаметр электрода, мм	Сварочный ток (А) при положении шва
		нижнем	вертикальном	потолочном
Основное	2,5	70-90	60-80	55-75
	3	90 -110	80-100	70-90
	4	120 -170	110-150	95-135
	5	170-210	150-190	—
Рутиловое	2,5	70-90	60-80	55-75
	3	90-130	80-115	75-105
	4	140 -190	125-170	110 -155
	5	180 -230	165-205	—

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

С двумя прихватками длиной 10-15 мм, высотой 3-4 мм	С одной прихваткой длиной 10-20 мм, высотой 3-4 мм	Без прихваток (с помощью приспособления)
Вертикальное положение стыка
Горизонтальное положение стыка

При сварке труб диаметром 30-83 мм :

вертикальный стык сваривают участками по три четверти периметра; каждый последующий валик горизонтального стыка укладывают в противоположном направлении; «замковые» участки последующих валиков смешают относительно предыдущих швов.

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.

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.

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.

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.

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.

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».

Сварка труб электросваркой плавящимся и неплавящимся электродами

Эффективнее всего проводить сварку технологических трубопроводов электродом вручную или посредством автомата. Это может быть методика работы плавящимся или неплавящимся электродом (аргонно-дуговая сварка). Технология сварки труб реализуется в три основных этапа:

1. Подготовительный, который делится на две части – подготовка мастера и подготовка материала. К подготовке сварщика стоит отнестись очень ответственно, так как от этого зависит его безопасность. Обязательно нужно подготовить спецодежду и защитную маску для глаз, чтобы предотвратить ожог яркими искрами. Под подготовкой деталей имеется в виду тщательная зачистка труб под сварку от коррозии, краски и загрязнений. Перед ручной дуговой сваркой трубопроводов нужно хорошо металлической щеткой или наждачной бумагой обработать стыки и площадь, прилегающую к ним. Если этого не сделать, то могут быть «пробелы» в самом шве, так как материал «не перехватится» на загрязненную трубу.
2. Сварочный процесс. Когда все готово, можно начинать. Самое основное в дуговом способе ( вне зависимости вручную она проводится или инвертором) это удержать дугу. Сначала необходимо зажечь электрод и возбудить дугу. Затем полноценно производится шов. Его тип выбирается непосредственно мастером в процессе работы. На способ ведения электрода и на технологию сварки трубопровода в целом влияет множество факторов – расположение труб, материал их изготовления, предпочтения сварщика.
3. Проверка качества работы. Когда шов готов (не стоит забывать оббивать шлак, который образуется над ним в виде валика), можно запустить коммуникацию на предмет контроля качества соединения.

Технология сварки водопровода, газопровода и других инженерных коммуникаций практически одинаковая. Важно соблюдать последовательность действий и учитывать виды швов в разных положениях, так как от умения их варить и будет зависеть качество коммуникации.

Источник