Сварка труб разного диаметра

Сварка труб способом ручной дуговой сварки

Именно сварка труб – то, что чаще всего требуется от сварщика. Основной способ – ручная сварка электродами.

Сварочные трубы изготавливаются из низкоуглеродистой мартеновской стали, легированной жаропрочной стали, нержавеющей стали, алюминия и имеют разный диаметр – от нескольких миллиметров до полутора и более метров.

Для поворотов трубопровода, участков ответвления используют специальные фасонные части: переходы, тройники, двойники , угольники и др.

Подготовка труб к свариванию включает правку концов, очистку кромок от грязи, смазочного материала и сборку элементов. На труболитейных заводах кромки труб изготавливают под углом порядка 30°. Если скоса нет, то необходимо снять фаску с помощью режущего инструмента. Сборка элементов трубопровода под сварку заключается в том, что их кромки совмещают; поверхности труб должны совпадать, ось трубопровода не должна нарушаться. После сборки стыки прихватывают сварочными швами длиной порядка 80 мм и расстоянием между прихватами порядка 300 мм (при диаметре трубопровода до 300 мм). Прихватывать элементы рекомендуется тем электродом, с помощью которого затем будет производиться сваривание стыков.

Основные типы сварочных соединений труб – чашеобразное стыковое и V-образное.

Ручную дуговую сварку выполняют в 2-3 слоя, благодаря чему плотность сварочного шва возрастает, а провар корня шва оказывается более глубоким.

На рис. 1 вы видите схему сварки поворотного стыка.

Рис. 1. Последовательность сварки поворотных стыков

Первый слой заваривают на всех стыках участка от точки 1 до точки 2 и от точки 4 до точки 3. Затем секцию разворачивают на 90° и заваривают участки от точки 4 до точки 1 и от точки 3 до точки 2. Первый слой сваривают с помощью электрода диаметром 4 мм при силе сварочного тока порядка 130 А. Постепенно разворачивая секцию, слои наваривают в одном направлении.

На рис. 2 вы видите схему сварки неповоротного стыка.

Рис. 1. Наложение первого и последующего сварных швов

Сварку производят в таком порядке: вначале снизу вверх заваривают швы 1, 2, 3 (внутренняя окружность), затем сверху вниз – швы 1*, 2*, 3* (наружная окружность).

На рис. 3 показана последовательность наложения сварных швов на трубах диаметром более 700 мм.

Рис. 3. Наложение сварных швов при сварке труб больших диаметров

На рис. 4 показан комбинированный способ сварки труб. Он используется в том случае, если невозможно выполнить сварку неповоротных стыков. В этом случае стык сваривают со вставкой; нижняя часть шва заваривается с внутренней стороны, а верхняя часть – с наружной.

Рис. 4. Комбинированный способ сварки

1 – нижняя часть шва; 2 – вставка; 3 – верхняя часть шва;

Замыкающие участки в смежных слоях шва должны располагаться друг от друга на расстоянии порядка 100 мм.

Как варить трубы электросваркой правильно – пошаговое руководство

В процессе ведения домашнего хозяйства нередки случаи, когда требуется соорудить какую-либо конструкцию из обычных труб или профиля. Зачастую для этих целей применяются легкие и удобные в монтаже пластиковые трубы, а также стальные изделия с резьбовыми креплениями. Однако в данной статье мы рассмотрим, как правильно сварить трубу для отопления или других необходимых систем в вашем доме, ведь упомянутые выше варианты не всегда приемлемы и целесообразны.

Подбор электродов

Первое, что вам понадобится для выполнения сварочных работ с трубами отопления или другими сооружениями, это электроды. От качества этого расходного материала будет зависеть не только надежность полученных сварных швов и герметичность системы, но и процесс выполнения работ.

Под электродом понимают тонкий стальной стержень со специальным покрытием, которое позволяет обеспечить устойчивую дугу в процессе электросварки труб, и задействовано в формировании сварного шва, а также предотвращает окисление металла.

Классификация электродов предполагает разделение по типу сердцевины и разновидности внешнего покрытия.

По типу сердцевины бывают такие электроды:

1. С неплавящейся серединкой. Материалом для такой продукции служит графит, электротехнический уголь или вольфрам.
2. С плавящейся серединкой. В данном случае в качестве сердечника служит проволока, толщина которой зависит от типа сварочных работ.

Что касается внешней оболочки, то множество электродов, которые встречаются на рынке, стоит разделить на несколько групп.

Итак, покрытие может быть:

• Целлюлозное (марка С). Эти изделия применяются главным образом для выполнения сварочных работ с трубами крупных сечений. Например, для монтажа магистралей для транспортировки газа или воды.
• Рутилово-кислотное (RA). Такие электроды оптимальны для сварки металлических труб отопления или водопровода. В данном случае сварочный шов покрывается небольшим слоем шлака, который легко удаляется постукиванием.
• Рутиловое (RR). Данный тип электродов дает возможность получить очень аккуратные сварочные швы, а образующийся в процессе работы шлак очень просто удаляется. Преимущественно такие электроды используются в местах угловых соединений или при наваривании второго или третьего слоя.
• Рутилово-целлюлозное (RC). Подобными электродами можно выполнять сварочные работы абсолютно в любой плоскости. В частности, они очень активно применяются для создания длинного вертикального шва.
• Основное (B). Такие изделия можно назвать универсальными, ведь они подходят для сваривания толстостенных труб, деталей, эксплуатация которых будет производиться при отрицательных температурах. При этом образуется пластичный качественный шов, который не трескается и не деформируется со временем.

Прежде чем приступать к работе, рекомендуем вам проконсультироваться со своими знакомыми сварщиками на предмет разновидности электродов, которыми они предпочитают пользоваться. В каждом конкретном случае это будут разные марки, ведь в продаже может быть доступно большое множество марок, причем отличное от города к городу.

Что нужно отметить отдельно, так это наличие прямой связи между ценой и качеством электродов. Не раз был проверен на практике тот факт, что дешевые расходные материалы не позволяют выполнить правильную сварку труб с необходимым уровнем качества. Поэтому не стоит экономить на этой статье расходов, ведь в результате они могут возрасти намного больше.

Разновидности сварных швов и соединений труб

Способов, как варить трубы электросваркой, может быть несколько:

• размещая детали встык – в данном случае отрезки трубы находятся точно напротив друг друга;
• соединение в тавр – это значит что два куска трубы размещены перпендикулярно, в форме буквы «Т»;
• скрепление внахлест – в таком варианте один из кусков трубы развальцовывается, чтобы его можно было надеть на другой;
• угловое соединение – то есть, две детали размещены под углом 45° или 90°.

При выполнении сварки труб электросваркой могут выполняться такие швы:

• горизонтальные – в таком случае свариваемые трубы расположены вертикально;
• вертикальные – это швы на вертикальном участке трубы;
• потолочные – в данном случае электрод помещают в нижней части детали, над головой работника;
• нижние – соответственно, швы, для выполнения которых нужно наклоняться вниз.

Обращаем ваше внимание, что при работе со стальными трубами соединение должно быть встык, с обязательным провариванием места стыковки по толщине стенки изделия. Оптимальным в данном случае будет использование нижнего поворотного шва.

Есть еще несколько рекомендаций, как сваривать трубы электросваркой:

1. При проведении сварочных работ следует держать электрод под углом в 45° или чуть меньше, тогда расплавленный металл будет попадать внутрь свариваемой трубы в гораздо меньшем количестве.
2. Если вы выполняете соединение в тавр или встык, то вам понадобятся 2-3 мм электроды. При этом сила тока, оптимальная для надежной герметизации системы, составляет в пределах 80-110 ампер.
3. Для надежного проваривания соединения внахлест сила тока должна быть увеличена до 120 ампер, а электроды можно использовать аналогичные.

1. Оптимальная высота сварного шва должна составлять 3 мм над поверхностью трубы. Только после ее достижения можно считать работу завершенной.

Отдельно стоит остановиться на профилированных изделиях. Сваривание таких труб надо проводить точечно. Это значит, что сначала прихватывают две точки с противоположных сторон профиля, потом переходят на две другие точки, и так до тех пор, пока вся труба не прогреется. После этого приступают к выполнению сплошного сварного шва по периметру трубы.

Предварительные работы с деталями

Перед тем как сварить круглую трубу, ее нужно подготовить к работе, то есть провести предварительную обработку стыков и уточнить все тонкости. Для этого сначала проводится диагностика труб на соответствие ряду технических характеристик, предъявляемых к монтируемой системе, в частности, водопроводу.

Согласно инструкции должны быть соблюдены такие условия:

• Геометрические размеры.
• Наличие сертификата качества, в частности, если это трубопровод для питьевой воды.
• Идеально круглая форма труб – никакие дефекты торцов в виде приплюснутого или овального сечения не допускаются.
• Одинаковая толщина стенок труб по всей их протяженности.
• Химический состав изделий должен соответствовать ГОСТам РФ для тех или иных систем. Данная информация выясняется из технической документации или лабораторными исследованиями.

Далее можно приступать, собственно, к подготовке труб к стыковке и сварке.

Процесс подготовки включает такие стадии:

• проверяют ровность среза на торце трубы – он должен быть равен 90º;
• торец и участок в 10 мм от него нужно тщательно зачистить до появления металлического блеска;
• все следы масел, ржавчины, красок следует удалить и обезжирить поверхность на торце трубы.

Последнее, о чем нужно позаботиться – правильная конфигурация торца. Угол раскрытия кромки должен составлять 65º, а показатель притупления – 2 мм. Дополнительная обработка позволит добиться требуемых параметров.

Такую работу можно выполнить фаскоснимателем, торцевателем или шлифовальной машиной. Профессионалы, работающие с трубами больших диаметров, пользуются фрезерными станками или газовыми и плазменными резаками.

Процесс сварки

Когда вся предварительная подготовка позади, можно браться за сварку. Если у вас нет необходимых навыков, и вы никогда раньше не выполняли подобных работ, сначала рекомендуем попрактиковаться на лишних кусках труб, чтобы не испортить всю систему.

Тонкости электросварки

Если производится сваривание труб круглой формы, то шов на них должен быть непрерывным. Это значит, что как только работа начата, ее нельзя прерывать, пока не образуется сплошной сварной шов. В случае работы с поворотными и неповоротными стыками сварка труб отопления электросваркой должна выполняться в несколько слоев. Их количество будет зависеть от толщины стенок трубы.

Зависимость количества слоев от параметров стенки выражается в таких величинах:

• 2 слоя сварочного шва выполняют на трубах с толщиной стенки до 6 мм;
• если стенки колеблются в пределах 6-12 мм толщины, потребуется 3 слоя;
• все прочие изделия, толщина стенок которых еще больше, нуждаются в наложении 4 слоев шва.

Стоит отметить, что каждый последующий слой сварки можно наносить только после полного остывания предыдущего. Перед нанесением весь образовавшийся шлак необходимо удалить.

Кроме того, стоит учесть ряд важных особенностей:

1. Какую полярность и ток нужно применять (постоянный или переменный), будет зависеть от толщины стенки труб, их материала и оболочки электродов. Вся информация должна быть указана в инструкции к электродам.
2. Толщина электродных стержней влияет на силу тока, необходимую для сварки. Прикинуть этот показатель можно, умножив толщину стержня на 30 или 40. Так вы сможете вычислить силу тока в амперах и выставить ее на сварочном оборудовании.
3. Скорость выполнения работ не имеет регламентированной величины. Просто нужно следить, чтобы дуга не оставалась в одной точке слишком долго, иначе, кромка прогорит, и все придется начинать сначала.

Чтобы облегчить себе работу, перед началом сварки газовых труб электросваркой можно выполнить сборку стыков.

Собираем соединения

Этот процесс следует выполнять в такой последовательности:

1. Трубы следует зафиксировать в тисках или ином приспособлении, соединив их встык. Далее место соединения с помощью электрода нужно прихватить в 2-3 местах. Если это будут только 2 точки, то сделайте их с противоположных сторон окружности.
2. В случае, когда точка соединения сделана только одна, окончательное проваривание стыка нужно начинать с противоположной стороны.
3. Обратите внимание, что толщина электрода для труб с толщиной стенок в пределах 3 мм должна составлять не более 2,5 мм.

И еще немного полезной информации относительно техники выполнения сварного шва.

Если вы работаете с трубами, толщина стенок которых превышает 4 мм, то их соединение выполняется двумя швами – корневым, проходящим по всей толщине стали, и валковым, представляющим собой валик 3 мм высотой.

Выполняя вертикальные швы на трубах сечением 30-80 мм, сваривание производится в два шага – сначала делают шов на ¾ длины, а далее – все остальное.

Когда вы делаете горизонтальный шов в несколько слоев, в каждый последующий подход электрод должен перемещаться в противоположном направлении.

Конечные (замковые) точки шва, выполняемого в несколько слоев, нужно размещать в разных местах.

Работа с поворотными и неповоротными стыками

Техника, как сварить трубы разного диаметра с поворотными и неповоротными стыками требует отдельного упоминания.

Среди правил выполнения таких работ можно привести следующие:

1. Поворотные стыки будет удобно выполнять во вращателе. Желательно, чтобы скорость выполнения работы и вращения механизма была одинаковой.
2. Место контакта металла с дугой (сварочная ванна) должна располагаться на 30º ниже верхней точки трубы, установленной во вращатель, с противоположной направлению вращения стороны.
3. Такую работу можно выполнять и вручную. Для этого трубу каждый раз проворачивают на 60-110º, чтобы с ней было удобно работать.

Однако наиболее сложной будет работа при развороте трубы на 180º.

В таком случае сварку лучше разделить на 3 стадии:

• В первую очередь приваривают в 1-2 слоя 2/4 сечения трубы по внешнему радиусу сгиба.
• Далее трубу разворачивают и доваривают оставшуюся часть шва, выполнив сразу все слои.
• В конце труба еще раз проворачивается, и на внешней части сгиба добавляют оставшиеся слои шва.

Сваривание неповоротных стыков выполняется в две стадии.

Методика работы такова:

1. Трубу нужно визуально разделить на два отрезка. Шов в данном случае получится одновременно и горизонтальным, и вертикальным, и потолочным.
2. Сваривание начинают с нижней точки окружности, плавно перемещая электрод к верхней точке. Таким же образом проводят работу с противоположной стороны.
3. При этом дуга делается короткой, по длине равной ½ толщины сердечника электрода.
4. Высота валкового шва может достигать 2-4 мм, все зависит от толщины стенки трубы.

Заключительным этапом сварочных работ является контроль качества соединений.

Проверка надежности соединений

Зачастую контроль над качеством сварного шва и герметичностью системы вам придется выполнять самостоятельно путем визуального осмотра.

Для этого сначала шов нужно очистить от шлака и простучать его легким молотком. Далее визуально осматривают сам шов на наличие в нем сколов, порезов или трещин, плохо проваренных кусков или прожогов насквозь, а также прочих дефектов.

Последним этапом будет замер толщины шва. Для этого можно использовать стандартные приборы, а также щупы, шаблоны и прочие приспособления.

Обратите внимание, что газотранспортную или водопроводную систему нужно еще проверить на герметичность. Для этого выполняют пробный пуск жидкости под давлением.

Правила техники безопасности при работе со сварочным аппаратом

Немаловажным моментом при проведении любых электротехнических работ, в том числе сваривания металлических труб, является соблюдение правил техники безопасности. Если ими пренебречь, можно получить разнообразные травмы, такие как термические ожоги кожи, ожоги сетчатки глаз вспышкой дуги, удары электрическим током и другие.

Поэтому перед началом работ следует выполнить следующие действия:

• жилы, проводящие ток, и компоненты сварочного аппарата должны быть изолированы;
• корпус сварочного оборудования и дополнительные приборы нужно заземлить;
• спецодежда и рукавицы должны быть абсолютно сухими;
• надеть галоши или постелить резиновый коврик в небольшом по размеру помещении для дополнительной изоляции;
• чтобы уберечь глаза и лицо, при работе следует надеть защитный щиток.

Таким образом, мы частично рассказали, как следует выполнять сварочные работы на электрическом оборудовании. Безусловно, чтобы работа была успешной, у вас должны быть некоторые практические навыки. Тем не менее, благодаря информации, изложенной в материале, вы будете знать, с чего начинать практиковаться. При соблюдении наших рекомендаций, у вас обязательно получится сваривание металлических труб на достойном уровне.

Правильная сварка разных труб

Сварка – это установление межатомных связей между отрезками труб при их нагревании или пластическом деформировании. Иногда пластическое деформирование и нагревание используются одновременно (ГОСТ 2601-84).

Виды сварки труб.

Правильная сварка разных труб встречается двух видов: сварка труб давлением и сварка плавлением. Металл по кромкам свариваемых деталей плавится от источника нагревания – это плавление. Металл пластически деформируется по краям свариваемых частей методом их сжатия под давлением – это давление. При ней температура ниже, чем температура плавления.

К сварке плавлением можно отнести сварку газом. В данном методе при нагреве используется пламя газов, сжигаемых в горелке. Сварка газом (при помощи смеси газов) начала применяться с развитием промышленного производства таких газов, как кислород, водород и ацетилен.

Эти способы применяются при соединении труб из меди и прочих цветных металлов. Сварка газом в наше время широко используется в строительстве. Выбор метода сваривания зависит от диаметра труб, марки, толщины металла и других факторов.

Сварка труб плавлением делится на:

• электрическую дуговую, в которой источник нагрева – это электрическая дуга;
• электрическую простую, в которой источником нагрева является расплавленный шлак с протекающим через него током;
• электронно-лучевую – металлы плавятся потоком электронов;
• лазером – металл плавится мощным пучком фотонов;
• газом – металл плавится с помощью газовой горелки. Этот метод лучше всего подходит для сварки газовых труб. Шов от газовой горелки получается аккуратнее и плотнее, что немаловажно именно для газовых труб.

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 V_уд, то общий объем наплавленного металла равен произведению L, S и V_уд, что равно 1880 г.

Масса наплавленного металла равна произведению объема на коэффициент наплавленного металла и составляет 1,88 кг\м 3 , если используются электроды типа ВСП-1 с коэффициентом 10.

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.

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.

Специфика сварки поворотных стыков

Схема наложения швов при поворотной сварке.

При строительстве различных трубопроводов важно знать о том, что технология сварки поворотных стыков, неповоротных, а также горизонтальных, различна.

Сварка поворотных стыков производится в три слоя. Сначала следует разделить стык на четыре условных отрезка. Первые два сваривают, потом делают поворот трубы на 180 градусов, после этого сваривают оставшиеся отрезки. Потом трубу следует повернуть еще на девяносто градусов и варить второй слой. И завершают сваривать стык, еще раз повернув трубу на 180 градусов и сваривая повторно оставшиеся два отрезка.

При сварке поворотных стыков металлических труб, диаметр которых больше 500 мм, используется обратноступенчатая технология. Пользуясь этим способом, мы разделяем стык на короткие участки длиной от 150 до 300 мм в зависимости от диаметра трубы. Слой 3 также накладывается при вращениях трубы.

При сварке поворотных стыков металлических газовых труб, диаметр которых не превышает 200 мм, стык на условные отрезки не делится, а сваривается применением сплошного шва при вращениях труб во время сварки. Слои 2 и 3 при сварке газовых труб производятся в противоположном направлении. Каждый слой должен перекрывать предыдущий слой на 10-15 мм.

Специфика сварки неповоротных стыков

Для неповоротных стыков также используется технология трехслойной сварки. При сварке неповоротных стыков труб с толщиной 12 мм каждый слой в высоту делается не выше 4 мм, валик в ширину должен быть равен величине трех диаметров электрода. Каждый неповоротный стык сваривается поступательно-возвратным способом. Дуга должна быть короткой – не больше 2 мм. Смежные слои при сваривании неповоротных стыков должны перекрывать друг друга примерно на 20-25 мм.

Специфика сварки горизонтальных стыков

При сваривании горизонтальных стыков используются электроды диаметром 4 мм. Для создания шва электроды движутся возвратно-поступательно, образуя ниточный валик не выше 1,5 мм. Второй валик перекрывает первый. Ток вначале составляет до 160 А. Во время сваривания третьего и четвертого валика используются электроды диаметром 5 мм. Ток увеличивается до 300 А.

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.

Как варить трубы: виды сварки и их особенности

Соединение отдельных элементов трубопроводов производится различными методами, однако, наиболее популярный из всех — сварка. Этот способ применяется как в быту, так и на разных промышленных предприятиях при соединении деталей трубопроводов из разных материалов (металл, пластик). Технология сварки труб позволяет стыковать детали на трубопроводе в любых положениях, что очень удобно. Кроме этого, сварные соединения отличаются повышенной прочностью и герметичностью, в отличие от резьбовых.

Сварка — наиболее надежное и долговечное соединение, применяемое при монтаже трубопроводов различного назначения

Особенности соединения трубопроводов с помощью сварки

Соединение отдельных элементов трубопроводных магистралей или бытовых ответвлений выполняется по единым стандартам. Мастер использует специальную аппаратуру, регламентируемую ГОСТом, которая оказывает воздействие на трубу тем или иным способом (в зависимости от конкретного случая).

Полезная информация! Весь процесс заключается в соединении отдельных участков трубопровода посредством шва. После завершения работы в обязательном порядке проводится проверка сваренных элементов (так называемый контроль качества).

По типу прилагаемых усилий сварку труб подразделяют на четыре вида:

При термическом методе происходит нагрев краёв трубы. При термомеханическом — соединение труб осуществляется за счёт нагрева специальной проволоки. Механический способ применяется, как правило, в промышленных целях и может осуществляться благодаря силе трения или направленному взрыву. А также существует холодная сварка, которая выполняется с помощью специальных химических составов. Средство наносят на края труб, предназначенных под сварку, и прижимают их, в результате чего через некоторое время образуется довольно прочный шов.

Чаще всего металлические и полимерные трубы соединяются методом термической сварки

Сварка труб разного диаметра производится с использованием специальных проводников. Это может повлиять на надёжность соединения, однако, если всю работу выполнить правильно, то тогда стык будет прочным и герметичным и прослужит долго.

Типы сварки и их отличия

Сварка — это физико-химический способ соединения отрезков трубопровода, который образует герметичное соединение двух участков конструкции. Это происходит или с помощью сплавления или же благодаря пластической деформации под давлением. Технология формирования сварного шва может быть разной в зависимости от типа сварки:

По методу исполнения этот процесс может быть:

Ручной метод подразумевает, что все этапы сварочных работ выполняются человеком. Автоматический метод производится с помощью специальных станков. При автоматической сварке все этапы механизированы и не требуют человеческого вмешательства, однако, на стадии подготовки мастера вносят необходимые настройки, задавая сварочную программу. Цена на такие станки довольно высока и, поэтому их используют крайне редко, как правило, на больших предприятиях, которые выполняют большие объёмы работы.

На сегодняшний день существует около 50 видов сварки и огромное разнообразие сварочного оборудования. Наиболее распространёнными видами на сегодняшний день являются:

Электросварка требует применения специального оборудования, работающего от электросети

Электросварка

На сегодняшний день использование электросварки является наиболее популярным методом. Хотя ещё несколько лет назад первенство отводилось газовым горелкам. Такая популярность электросварки обусловлена простотой и низкой стоимостью проведения работ. Часто её называют дуговой или контактной. По типу прилагаемых усилий её относят к дуговой группе термомеханических работ.

Чтобы выполнить такую работу, потребуется инвертор или трансформатор. Эта аппаратура выполняет следующую функцию — подаёт заряд на электрод. Электродом обрабатывают края свариваемого элемента. При соприкосновении материалов образуется дуговой электрический заряд огромной мощности. Эта реакция сопровождается выделением высоких температур, что и дает возможность заниматься обработкой трубы.

Слой обмазки (покрытия) электрода позволяет поддерживать во время работы специальные условия, которые препятствуют поступлению кислорода в место плавления.

Рассмотрим, от каких факторов зависит ширина шва:

• от толщины электрода;
• от материала свариваемых изделий;
• сварочные устройства могут включать в себя разные режимы сварки, что тоже влияет на характеристики шва;
• от скорости движения дуги и напряжения в сети.

Вышеперечисленные параметры определяют не только характеристики сварного шва, но и на количество шлаков, образовываемых во время сварки.

Важно! Стоит запомнить, что образованные шлаки подлежат удалению.

Электросварка труб считается более дешевой, чем газовая, однако, на создание шва таким способом уходит большее количество времени. К другим преимуществам электросварки можно отнести:

Электросварку невозможно осуществить без электродов, размер которых выбирается в зависимости от типа обрабатываемых труб

Выбор электродов

Сварные швы могут быть разными, как правило, их качество зависит от того, какой именно электрод был использован для сварки труб. Выбор электрода зависит от нескольких важных факторов:

• материал, из которого изготовлена труба;
• показатель сечения трубы;
• толщина стенки.

Полезная информация! Для тонкостенных труб используют электроды с толщиной 2–3 мм. Сварка толстостенных труб производится электродами диаметром 4–5 мм.

Все электроды отличаются в зависимости от толщины обмазки. Процентное соотношение массы обмазки к общей массе электрода может колебаться от 3 до 20%. Слой обмазки, нанесённый на стержень электрода, создаёт необходимую среду, при которой процесс проходит без доступа кислорода. Существует определённая закономерность — количество шлаков, влияющих на качество шва, зависит от толщины слоя обмазки.

При выборе электрода необходимо учитывать все вышеперечисленные параметры. Для получения качественного шва следует обращать внимание на многие факторы, влияющие на совместимость разных типов электродов с трубами.

Холодная сварка

Холодная сварка для труб регламентируется соответствующей документацией и является методом получения неразъёмных, герметичных соединений. Этот метод исключает нагрев свариваемых деталей, а сама стыковка выполняется благодаря деформации. Холодная сварка производится за счёт давления, оказываемого на детали. В результате такой сварки происходит разрушение оксидной прослойки и соединение выполняется на атомарном уровне (диффузия атомов).

Холодная сварка осуществляется на специальном оборудовании в промышленных условиях

Такая сварка подразделяется на три типа в зависимости от технологии:

Холодная точечная сварка проводится с использованием пуансона. Пуансон является устройством, которое выполняет прессовку материалов. Второй тип — шовная сварка, выполняется двумя способами: сварка по всей длине и выполнение сварных точек, образующих впоследствии непрерывный шов. Стыковой вариант выполняется благодаря сильному сжатию, закреплённых в зажимах элементов.

Рассмотрим основные сферы использования холодного метода:

• соединение деталей, выполненных из одного металла;
• производство металлопроката, который обладает несколькими слоями, представленными разными металлами;
• при армировании алюминиевых проводов. Армирование выполняется медью.

Метод холодной сварки является довольно популярным на сегодняшний день. Его популярность обусловлена следующими достоинствами:

• при холодной сварке исключается деформация металлических деталей. Это связано с тем, что нагрев заготовок не производится;
• использование такого метода позволяет получить очень аккуратный шов, отличающийся высокой прочностью и герметичностью. Кроме этого, он не нуждается в дополнительной обработке;

Обратите внимание! Существуют случаи, когда холодная сварка является единственным выходом из ситуации. Например, соединение алюминия и меди можно выполнить только методом холодной сварки.

• после выполнения такого процесса не остаётся никаких отходов (остатков электродов, брызг металла и т. д.);
• работа производится без использования электроэнергии;
• такой метод, кроме всего прочего, отличается экологичностью, так как работа производится без выделения токсичных веществ, а также без излучения вредного для человеческих глаз.
• возможность соединения больших площадей при использовании сварки взрывом.

Газовая сварка позволяет получить наиболее эстетичный шов в месте соединения деталей

Газовая сварка

Соединение разных видов труб с использованием газовой горелки является очень старым, но и надёжным способом монтажа коммуникаций. Для этих целей используются специальные газовые горелки, которые способны нагревать трубу до высоких температур.

Вследствие нагрева края с соединительной проволокой быстро доходит до температуры плавления. В результате металл наплывает друг на друга и получается прочное неразъёмное соединение, которое имеет устойчивость к механическим воздействиям.

Рассмотрим основные преимущества использования газовой сварки для монтажа трубопроводов разной направленности:

• высокая эффективность способа;
• использование газовой горелки позволяет получить аккуратный, качественный шов;
• процесс не отличается особой сложностью;

К недостаткам такого метода можно отнести:

• работа с газовой горелкой должна производиться только специалистом, который обладает определёнными навыками в этой области;
• газовая сварка — довольно затратный метод, так как используются дорогостоящие ресурсы.

Диффузная сварка

Все предыдущие методы сварки трубопроводов используются для соединения металлических труб, но на сегодняшний день такие изделия конкурируют на строительном рынке с пластмассовыми деталями. Для соединения отдельных элементов пластиковых коммуникаций используется специальный метод, который завоевал большую популярность — диффузная сварка.

Диффузная сварка — это метод соединения полимерных труб — полипропиленовых, ПЭ и прочих

К основным преимуществам такой сварки относят:

• получение эстетичного шва;
• минимум необходимых инструментов;
• высокая скорость монтажа;
• привлекательная цена.

Для получения неразъёмного соединения двух пластиковых труб используют специальные устройства, которые осуществляют нагрев пластика. Такие устройства комплектуются различными насадками. Все насадки имеют свой диаметр, подходящий под размеры сечения конкретной трубы.

Рассмотрим основные этапы соединения двух пластиковых труб с помощью такого аппарата:

1. Ориентируясь на диаметр соединяемых труб, подбирается нужная насадка.
2. Внутрь устройства закладываются трубы.
3. Происходит нагрев материала труб и сдавливание их торцов внутри аппарата.
4. После того, как соединительный шов сформирован, аппарат выключается.

Спустя несколько часов полученное соединение уже можно эксплуатировать. Такой метод является довольно простым и быстрым, а линия сварки трубы отличается прочностью и аккуратностью.

Виды сварных соединений

Для разного вида труб (по материалу и назначению), является нормой применение различных методов сварки. Однако практически во всех случаях необходим электрический переменный ток. Это связано с финансовой выгодой, так как использование других вариантов электрической энергии влечёт за собой больше затрат. Сварные соединения — это две или большее количество деталей, которые стыкованы между собой с помощью сварных швов.

При стыковом сварном соединении заготовки не деформируются и оно является наиболее надежным

Рассмотрим основные виды сварных соединений:

Важно! При сваривании труб с толщиной стенок более 3 мм необходима разделка их кромок. Угол раскрытия стыка должен быть не больше 60–70°. При разделке трубы под сварку необходимо произвести удаление фасок с торцов. Это можно выполнить механическим путём или любым другим подходящим способом.

Стыковые. Этот вид сварного соединения является очень распространённым из-за того, что практически не подвергаются деформации в процессе варки. Кроме этого, такие стыки обладают наименьшими внутренними напряжениями. Также они отличаются повышенными прочностными характеристиками как при статических, так и при динамических нагрузках. Швы при такой сварке могут быть:

• одинарными (для труб с показателями сечения до 500 мм);
• двойными (для труб с показателями сечения выше 600 мм).

Угловые. Угловые соединения являются подвидом стыковой сварки и, как правило, применяются для стыковки трубы с какими-либо дополнительными деталями под углом. Сварка трубы под углом выполняется двумя способами:

Прочностные характеристики угловых соединений не так хороши, как у стыковых, однако, всё же весьма неплохи.

Внахлёст. Такое соединение не используют для приварки металлических труб. Как правило, им стыкуют отдельные детали или же пластиковые трубы. Это связано с тем, что такое соединение является наиболее ненадёжным.

Работы по сварке толстостенных труб производятся двумя сварщиками одновременно

Технология сварки толстостенных труб

Сварка толстостенных труб проводится в случае, если толщина стенки трубы превышает 20 мм. Такая сварка проводится слоями повышенной толщины. Это позволяет увеличить прочность соединения на 10–15%. Такой тип работ производится, как правило, двумя сварщиками одновременно. Первый сварщик наносит обычный шов, а второй — толстый слой.

Как сваривать трубы с толстыми стенками:

1. Начинается сварка в потолочном положении с постепенным наращиванием толщины шва (линия сварки толстостенных труб должна быть максимально ровной).
2. Далее необходимо выйти в полувертикальное положение.
3. С помощью электрода выполняется горизонтальная площадка.
4. Затем сварка выполняется в нижнем положении. Это позволяет использовать электроды с толщиной до 5 мм.

Сварка труб на просвет

Многие люди задаются вопросом: как выполнить сварку труб под просвет? И даже некоторые специалисты не до конца разбираются, как варить трубы этим методом. Особенно это касается молодых людей, только окончивших техникумы и ПТУ.

В первую очередь при сварке трубы под просвет необходимо прихватить трубы. Это исключит возможность деформации корня. Сколько нужно выполнить точек прихвата — определяют исходя из размеров труб. Прихватываются детали таким образом, чтобы зазор в месте стыка не сходился.

После выполнения прихвата стыка его необходимо зачистить. Кроме этого, очень важно запомнить, что если вы в процессе выполнения сварки под просвет обнаружили дефекты на корне (например, трещины), необходимо их удалить. После того, как выполнена зачистка поверхностей, производится заполнение шва. Как правило, заполнение шва считают самым простым этапом, однако, в некоторых случаях на его заполнение уходит до 30% корня.

Рекомендуется оставить маленькое углубление при заполнении шва. Достаточно будет глубины в 1,5 мм. Это необходимо для выполнения облицовки. Если поступить так — облицовочный материал ляжет очень аккуратно в эту небольшую борозду и получится эстетичный шов. Очень важно запомнить два правила: при заполнении шва необходимо выдерживать рабочий угол, а также варить на короткой дуге.