О сварке водопроводных труб и арматуры

Сварка водопроводных труб и арматуры – это несколько технологий, которые обеспечивают качество соединения металлических изделий. Вообще процесс соединения металлов необъятен, в нем не только выбор режимов и способов, здесь различные марки электродов и присадочных проволок, обмазок электродов и защитных газов. У каждого металла свой режим сварки и свои расходные материалы. Но когда речь заходит о сварке металлических труб, то специалисты в один голос говорят об инверторной технологии с плавящимся электродом. Потому что сваривание труб инвертором – это простота самого процесса, его безопасность и доступность в плане расходных материалов и сварного оборудования.

Но кроме сварки труб инвертором необходимо обозначить и другие технологии:

• Аргонодуговая сварка. Это применение специального оборудования, в состав которого входит инвертор, баллон с аргоном (защитный газ, не позволяющий происходить внутри сварочной ванны окислительных процессов), горелка (в ней установлен неплавящийся электрод, чаще вольфрамовый, через него в зону сварки подается электрический ток) и комплект шлангов и электрических кабелей. Для проведения данного типа сварки необходима и присадочная проволока, которая подается в зону сварного шва, где она расплавляется под действием высоких температур.
• Газовая сварка. Здесь нет электричества, только газовая смесь, которая горит, выделяя большое количество тепловой энергии. При этом кромки двух соединяемых металлических заготовок расплавляются. В сварочную ванну добавляется присадочная проволока, которая вместе с расплавленным металлом становится монолитом, соединяя трубы на уровне межатомных соединений.

В принципе, сварка металлов – это и есть соединение на межатомном уровне. Два соединяемых металла становятся единым целым в месте сварного шва.

Электродуговая сварка труб

Появление инверторов практически отодвинуло остальные способы сварки стальных труб. Небольшие аппараты прекрасно справляются с возложенными на них функциями, швы получаются аккуратными, прочными и надежными. Главное – правильно выбрать электрод для них и режим сварки.

Выбор электродов

У электродов для сварки стальных труб должен быть стальной стержень, а вот обмазка, покрывающая этот стержень, может быть разной:

• основной;
• рутиловой;
• кислотной;
• рутилово-кислотной;
• целлюлозной;
• рутилово-целлюлозной.

Но среди большого разнообразия есть так называемые универсальные марки, которыми сварку можно проводить, невзирая на различные требования самого сварочного процесса. К ним относятся марки УОНИ, ЭА, ОЗШ, ОЗС и т.д. Специалисты рекомендуют начинающим сварщикам использовать марку УОНИ. С ее помощью можно варить даже ржавые трубы. Эти электроды не капризные.

Виды сварных соединений труб

Трубы в системе водопровода могут соединяться по-разному, поэтому существует несколько видов сварных соединений.

• Две трубы одного диаметра соединяются в одной плоскости, т.е. встык.
• Соединяются две трубы с разными диаметрами – сварка производится внахлест.
• Под углом 90° – тавровое соединение.
• Под углом меньше 90° – угловое.

Сварка водопроводных труб встык встречается чаще других. При кажущейся простоте у этого вида есть и свои нюансы:

• Лучше варить такой стык в нижнем положении, когда электрод подается в зону сварки сверху.
• Проварить стык надо во всю глубину сварочной ванны.
• Используются электроды диаметром 2-3 мм.

Для соединения встык лучше выставлять ток величиною 80-100 ампер. Для соединения внахлест ток поднимается до 120 А. При этом трубы небольшого диаметра (до 110 мм) рекомендуется проварить за один проход. Технология сварки профильных труб (прямоугольного сечения) отличается от стыковки круглых изделий – сварка производится точечно в виде прихваток с каждой стороны профиля, чтобы в процессе основного сваривания металл не повело и не покоробило. После остывания точечных прихваток проводится полное заполнение шва по всему периметру.

Сварка водопроводных труб

В первую очередь трубы надо подготовить, поэтому до начала сварки необходимо обратить внимание на следующее:

• Стыковаться должны трубы с одинаковой толщиной стенок.
• Сечение каждой трубы должно быть круглым (не овальным) и соответствовать диаметру.
• На кромках не должно быть дефектов (трещин, заломов и прочих).
• Торец трубы должен быть ровным под 90°.

После чего с краев удаляются масляные и жировые пятна, краска и другие загрязнения. Кромки зачищаются до металлического блеска на расстояние 1 см от края.

Трубы небольшого сечения варят за один проход. Изделия большого сечения проваривают в несколько слоев. Все зависит от толщины стенок свариваемых водопроводных труб. К примеру, стенки толщиною 5-6 мм варят в два слоя, 6-12 мм в три.

Перед тем как проводить следующий слой сварки, необходимо чтобы предыдущий остыл.

Еще один важный момент: устанавливая трубы в необходимом положении, нужно сделать прихватку в одном или нескольких местах, чтобы не произошло смещение элементов водопроводной конструкции, после этого производится полная сварка. Варить стык можно двумя способами: коренным и валковым. Первый – это заполнение шва снизу доверху так, чтобы металл не выходил за пределы поверхности труб. Второй – это с образованием над поверхностью стыка валика высотою до 3 мм.

И несколько полезных советов, которые определяют качество конечного результата:

• Многослойная сварка производится послойно, при этом укладка каждого слоя должна производиться в разных направлениях.
• Точка соединения следующего слоя не должна совпадать с точкой стыковки предыдущего.
• Оптимальное положение стыка – нижнее. Поэтому трубы надо постоянно поворачивать, чтобы электрод находился сверху. Оптимальный угол поворота 60-110°. В этих пределах стык находится в удобном положении относительно сварщика. Длина шва в таком диапазоне самая длинная, а это обеспечивает беспрерывность зоны сваривания.
• В некоторых случаях сварку проводят в нижнем положении, после чего трубы поворачивают на 180° для продолжения процесса. Последовательность проведения такого соединения следующая: сначала проваривается шов с заполнением 2/3 его объема, затем производится поворот на 180°, варится шов с полным заполнением, далее еще один поворот на 180° и полный провар до конца незаполненного шва.
• В случае, если поворачивать водопроводные трубы нет возможности, то сварка проходит по следующей технологии: сварной стык делится на две равные части так, чтобы можно было варить с самой нижней точки, поднимаясь вверх до самой высокой. Таким образом проваривается одна часть, затем другая с противоположной стороны труб. Варить лучше послойно с заходом на соседний шов.
• При вертикальной сварке водопроводных труб нужно сначала заполнять металлом стык на 75% от объема, после остывания нанести еще один слой для полного заполнения.

Большое значение при сварке стальных водопроводных труб играет проверка качества стыка. Шов обязательно обстукивают молотком, чтобы сбить шлак. Затем визуально проверяется на предмет наличия трещин, сколов, непроваров и прожогов. Оптимально – подать в трубопровод воду, которая сразу же покажет наличие дефектов.

Сварка арматуры

Варить арматуру можно, как и трубы, разными способами. Чаще всего применяется электродуговая сварка инверторами, для этого используются электроды марки АНО или МР. Процесс сварки достаточно прост, главное знать некоторые нюансы, в основе которых лежит режим ток сваривания, размер сечения арматуры и способ соединения.

Что касается диаметра арматурных стержней, то варить их надо, учитывая диаметр электродов. Так при диаметре арматурного стержня меньше 14 мм необходим электрод диаметром 3 мм, больше 14 мм – электрод 4 мм. Жестких требований относительно данного соотношения нет, т.е. арматуру большого диаметра можно варить и электродами 3 мм. Необходимо отметить, что при сварке ответственных конструкций лучше придерживаться вышеописанного соотношения, хотя многое зависит от квалификации сварщика.

Как и в случае с трубами, способов соединения арматуры несколько:

1. Стыковое.
2. Нахлесточное.
3. Тавровое – под прямым углом.
4. Угловое – под острым углом.
5. Перекрестное – используется при создании сеток.

Обычно для соединения арматуры первыми двумя способами используется электродуговая сварка инвертором или трансформатором. Остальные соединяются методом контактной сварки.

При соединении встык арматуры большого диаметра (больше 16 мм) нужно провести заострение стержней, чтобы создать канавку, заполняемую металлом электрода. Для этого края стержней стачиваются под конус с углом 45-50°. Если проводится сварка внахлест, то необходимо учитывать длину сварочного шва или длину нахлеста, что одно и то же. Есть определенное соотношение диаметра прутка и длины нахлеста в зависимости от марки арматуры:

• Если соединяются между собой две арматуры марки А400С, то длина нахлеста должна равняться восьми диметрам арматурного стержня.
• А500С – 10 диаметров.
• В500С – 10 диаметров.

К примеру, если для сборки конструкции была использована арматура диаметром 12 мм, то длина сварочного шва должна быть в десять раз больше, то есть 120 мм или 12 см.

Рифленую арматуру при сварке внахлест необходимо обточить до прямоугольного сечения, чтобы увеличить площадь контакта. Это одновременно увеличивает и качество сварочного шва.

Сварка арматуры производится в определенном режиме с точным подбором тока. Этот параметр именно подбирают, потому что нет точных данных относительно диаметра прутка, диаметра используемого электрода, марки арматуры. Поэтому сварщик сначала пробует проводить сварочный процесс на каком-то определенном значение тока. К примеру, если электрод начинает прилипать к стержню, то это говорит о низком токе и его следует увеличить.

Контактная сварка арматуры

Для проведения контактной сварки арматуры используется специальное оборудование, в основе которого лежит трансформатор, подающий ток на один из двух электродов. Между последними зажимаются два соединяемых стержня арматуры, в зазор которых и подается электрический ток, проходящий от одного электрода к другому. Происходит нагрев, расплавление металла, а давление со стороны электродов создает необходимый прижим, что в целом и обеспечивает прочное и надежное соединение двух арматур.

Есть 2 технологии точечной сварки: мягкая и жесткая. Мягкая – это:

• плавный нагрев;
• больше времени на весь процесс;
• плотность тока на электроде не больше 100 А/мм²;
• скорость протекания тока происходит за 1-3 секунды.

• плотность тока 120-300 А/мм²;
• время протекания тока 0,1-1,5 секунд;
• соответственно и время сварки небольшое.

Жесткая технология – это повышенная производительность, но увеличивается потребление электроэнергии, приличные нагрузки на питающую сеть.

Режим сварки во многом будет зависеть от марки стыкуемой арматуры. Некоторые из них, к примеру, стальная арматура класса А-1 варится непрерывным плавлением. Класс прутков А 2-4 варится прерывистой технологией с предварительным нагревом. Но если аппарат контактной сварки не соответствует необходимой мощности (в зависимости от прочности и диаметра арматуры), то любой класс варится с подогревом.

Возможно Вам также будет интересно прочитать про монтаж чугунных труб.

Заключение

Сварка водопроводных труб и арматуры – процессы на самом деле непростые. И хотя появление инверторов дает возможность сварочный процесс проводить без особых сложностей, все равно знание нюансов сварной технологии гарантирует качество конечного результата. Поэтому каждый сварщик просто обязан знать режимы и особенности сварки.

Электродуговая сварка труб: нюансы и особенности процесса. Видео:

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:

• Стыковое;
• Внахлест;
• Тавровое;
• Угловое;
• Торцовочное.

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 https://otrubah.com/montazh/svarka-vodoprovoda-armatury.html

Источник https://e-metall.ru/blog/svarka-stalnykh-trub/

Источник