Сварка труб ручной дуговой сваркой: Пошаговая инструкция +Фото и Видео

Основателями способа электродуговой сварки можно назвать двух великих русских изобретателей Н.Н Бенардоса и Н.Г. Славянова. Первым в мире выдвинул идею создания устройства для сварки металлическим электродом Н.Н Бенардос, он же с 1882 года на практике использовал для сварки батарею свинцово-кислотного аккумулятора. Первым же источник сварочного назначения в 1888 году создал Н.Г. Славянов, он применил генератор постоянного тока и для улучшения условий горения сварочной дуги включил в цепь балластный реостат.

С тех пор электродуговая сварка бурно развивалась, и на сегодняшний день нет отрасли промышленного производства, где бы не применялась технология электросварки. Источники питания для ручной дуговой сварки также прошли значительную эволюцию, начиная, от примитивного сварочного генератора 19 века, сварочного трансформатора 20-х годов и сварочного выпрямителя 50-х годов прошлого века, до современного сварочного инверторного аппарата.

С применением инверторных технологий при изготовлении сварочной техники ручная дуговая сварка переживает второе рождение. Инверторный сварочный источник имеет ряд преимуществ перед сварочными трансформаторами и выпрямителями: — высокая маневренность из-за малого веса и компактности инвертора; — экономия электроэнергии за счет высокого КПД источника питания; — лучшие сварочные характеристики дуги.

Благодаря этим преимуществам продажа сварочных инверторов на сегодняшний день составляет около 50% от общего объема продаж сварочной техники в мире и этот процент с каждым годом увеличивается.

Ручная дуговая сварка металлическим покрытым (плавящимся) электродом, отличаясь высокой универсальностью и значительной мобильностью, обусловившими преимущественное использование ее в строительстве, имеет ряд технологических особенностей.

Ручная дуговая сварка металлическим покрытым (плавящимся) электродом, отличаясь высокой универсальностью и значительной мобильностью, обусловившими преимущественное использование ее в строительстве, имеет ряд технологических особенностей.

Способ позволяет без замены сварочного инструмента и оборудования (при надлежащем сварочном режиме) выполнять швы различных типов, сечения и назначения, а также вести сварку в любом пространственном положении и в труднодоступных местах.

Широкое применение имеет сварка электрической дугой прямого действия. При этом сварщик поддерживает устойчивый процесс сварки непрерывной подачей конца электрода в зону горения дуги, не допуская значительных отклонений длины дуги. Наилучшие результаты достигаются при сварке короткой дугой. В этом случае электрод плавится спокойно с небольшим разбрызгиванием, и обеспечивается хорошее проплавление основного металла. Нормальная длина дуги обычно не превышает 0,5—1,1 диаметра электрода. При длинной дуге повышается окисление электродного металла, увеличивается разбрызгивание, снижается глубина провара, шов получается со значительными включениями окислов.

При сварке соединений деталей и узлов металлических строительных конструкций и изделий преимущественно используют металлические покрытые электроды диаметром 3—6 мм. Основной объем работ выполняют при токе 90—350 А и напряжении дуги 18—30 В.

Производительность ручной дуговой сварки существенно уступает производительности механизированных и автоматических способов дуговой сварки, особенно при наложении длинных (более 1 м) швов большого сечения в нижнем положении.

Качество швов и сварных соединений, выполненных ручной дуговой сваркой, в значительной степени зависит от условий работ и производственных навыков сварщиков.

В промышленном строительстве ручная дуговая сварка применяется: при изготовлении и монтаже строительных и технологических металлических конструкций; при изготовлении закладных частей и деталей и выполнении монтажных соединений элементов арматуры железобетонных конструкций; при сварке стыковых соединений труб и присоединений деталей и узлов технологических, теплотехнических и магистральных трубопроводов; а также при производстве электромонтажных и санитарно-технических работ.

На процесс дуговой сварки существенное влияние оказывают протяженность и состояние электрической сварочной цепи, а также организация рабочего места сварщика.

На заводах и в мастерских рабочее место сварщика преимущественно стационарное. Для размещения свариваемого изделия небольшого габарита в удобное для сварки положение используется рабочий стол, к которому присоединен один из проводов электрической сварочной цепи. Вместо рабочего стола часто пользуются сборочно-сварочными приспособлениями (кондукторы, кантователи и др.), в которых размещают свариваемые детали или конструкции.

На строительно-монтажных площадках рабочее место сварщика нестационарно и меняется по мере перехода от сварки одной конструкции к другой.

Протяженность сварочных проводов при этом может достигать 50 м и более. Падение напряжения в такой цепи, превышающее допустимые пределы (4—5%), будет оказывать отрицательное влияние на технологические свойства сварочной дуги. В таких случаях увеличивают сечение проводов сварочной цепи или устанавливают источники тока на более близком расстоянии от места работы сварщика. Для этих целей наиболее рационально использовать применяемые для строительно-монтажных условий специальные малогабаритные передвижные помещения контейнерного типа — машинные залы, в которых размещают сварочное оборудование. Обычно в машзалах устанавливают один источник постоянного тока и один — переменного или один многопостовой (на 3—6 постов) сварочный выпрямитель.

Диаметр электрода и толщина металла

Величина сварочного тока и диаметра электрода – основные параметры, определяющие стабильность протекания сварочного процесса и качества полученного соединения. Оптимальное значение зависит вида металла, технологии соединения, а также подготовки поверхности. Например, при сварке деталей с предварительной разделкой кромок, для выполнения корневого шва рекомендуется использовать электрод диаметром 2 или 3 мм. Последующие слои накладывают с помощью стержней диаметр которых зависит от условий выполнения работ.

При отсутствии кромок можно использовать простую таблицу:

Толщина кромок, мм	Диаметр электрода, мм
Меньше 2	Меньше 2
3-5	3-4
6-8	4-5
9-12	5-6
13-15	6-7
16-20	7-8
Больше 20	8-10

Процедура выполнения дуговой сварки

При выполнении дуговой сварки двумя неплавкими электродами электрическая дуга возникает в любом положении. При сварочных работах одним плавкими электродом электрическая дуга появляется при прикосновении последнего к металлической поверхности и отделении электрода от детали на 3 мм.

Но и в первом, и во втором случае электроды необходимо держать как можно ближе к поверхности свариваемых деталей. От этого будет зависеть температура электрической дуги и, соответственно, скорость и качество выполнения сварочных работ.

Опытные сварщики определяют оптимальное расстояние по равномерному и однотонному звуку. Если расстояние оказывается слишком большим, возникает резкий звук, часто прерываемый громкими хлопками. Если дистанция оказывается слишком большой, электрическая дуга разрывается. В этом случае сварку следует продолжить с точки разрыва.

Обратите внимание, при варке важных зон, на которые воздействуют динамические нагрузки или где особо проявляется эффект усталости металла, необходимо использовать парные неплавкие электроды. Дело в том, что в этом случае необходимо зажигать электрическую дугу вне зоны сварочных работ. А для этого лучше всего подходят именно парные электроды.

Как выбирают значение сварочного тока

В первую очередь необходимо выбрать род и полярность тока, которые устанавливают исходя из химического состава металла и его толщины, а также типа покрытия электродов. В таблице показана зависимость сварочного тока от диаметра электродов:

Диаметр электрода, мм	Минимальный ток, А	Средний ток, А	Максимальный ток, А
1,6	25	30	35
2,0	40	50	55
2,5	60	70	75
3,2	90	100	110
4,0	130	150	160
5,0	170	190	200

Данные актуальны для сварки в нижнем пространственном положении. При выполнении вертикальных швов силу тока необходимо снизить на 15 %, потолочных – на 25 %. Для угловых соединений рабочие параметры могут быть выше, ввиду низкого риска сквозного проплавления шва.

Максимальное значение силы тока зависит от производителя присадочных материалов – значение необходимо уточнять в сопроводительной документации (паспорте).

Классификация сварочных швов

Имеются многочисленные типы и виды сварных соединений и сварных швов. Это вызвало потребность в их четкой классификации. Она разработана в зависимости от многих факторов. Классификация учитывает технологические особенности швов, их пространственное положение, размеры. Достоинством такого дифференцирования является применение обозначений на каждый тип сварного шва.

Существует много различных позиций, по которым имеется классификация, включающая существующие виды сварки и типы сварных соединений.

Положение шва в пространстве

Немаловажную роль играет расположение шва в пространстве.

Нижнее положение является самым выигрышным. Шов при этом получается прочным и надежным. При верхнем, который иначе называют потолочном, положении, сварщику приходится принимать неестественную позу. Долго сохранять ее весьма трудно. А ведь одним из условий получения качественного шва является непрерывность процесса.

Для повышения точности следует использовать короткую дугу, а ширину шва делать не превышающей диаметр электрода. Для выполнения потолочного шва требуется не только получение профильного образования, но и приобретение практических навыков при более благоприятных условиях.

При выполнении швов во всех положениях существует проблема стекания вниз расплавленного металла. Нижнее положение при этом является самым выигрышном. Потолочное и нижнее положения относятся к горизонтальным. Стекание металла, являющееся чрезмерным, уменьшают, снизив температуру нагрева. Это можно сделать, увеличив скорость передвижения электрода, или регулярно прерывать дугу, давая возможность остыть металлу.

Вертикальный шов часто встречается в конструкциях, но самым простым вариантом не является. Если шов расположен вертикально, то вниз устремляться будет не сварочная ванна целиком, а только отдельные капельки. Если сварка осуществляется по направлению сверху вниз, то эти капельки начнут быстро застывать, образуя своеобразную преграду. Поэтому вести сварку при вертикальном способе следует снизу вверх. Свариваемые детали при вертикальном положении должны быть надежно зафиксированы.

Протяженность шва

Сварочные швы и соединения разделяются по их протяженности. По этому признаку шов бывает сплошным и прерывистым. При выполнении прерывистого шва в нем предусмотрены определенные интервалы, имеющие постоянный размер. Сварные швы прерывистого характера бывают различными. Они так же, как непрерывные, могут быть односторонними и двусторонними.

Такая градация отражается на обозначении шва в чертежах. При этом вводится такое понятие, как шаг шва.

Форма поверхности

Виды сварных швов разделяются по форме, которая имеет их наружная поверхность.

Каждый вид имеет свои преимущества. Играет роль, какую нагрузку выдерживает сварной шов. Когда предстоят статические нагрузки, то целесообразно применять выпуклый шов. Он имеет несколько слоев, что ведет к дополнительному расходу электродов и удорожанию сварочного процесса.

Если предстоит сварка тонких металлических листов, то лучше применять вогнутую форму. Если сварное изделие при эксплуатации будет подвергаться динамическим нагрузкам, то следует выполнять плоские швы или вогнутой формы. Такой выбор объясняется тем, что не будет большого перепада между поверхностями шва и основного материала.

В зависимости от условий эксплуатации типы сварных швов разделяются на рабочие и нерабочие. Рабочим предстоит выдерживать значительные нагрузки, что заставляет предъявлять к ним повышенные требования. Нерабочие просто осуществляют функцию соединения. Однако, если предполагается их использование при не совсем благоприятных погодных условиях, то необходим тщательный контроль за отсутствием трещин и внутренних пустот.

Когда предстоит сварка тонких металлических листов, то лучше выполнять ее ниточным швом. При наплавочном способе больше подойдет уширенный вариант.

Количество слоев

Виды швов в сварке зависят от количества выполняемых слоев. Однослойные швы выполняются за один проход, а многослойные являются многопроходными. Многослойный вариант используют для соединений, имеющих определенную конфигурацию.

Выполнение многопроходного шва является более сложным. Каждый новый слой следует накладывать быстро, пока не остыл предыдущий. К тому же надо успеть убрать шлак, образовавшийся ранее. На механические характеристики многослойного шва оказывает положительное действие то, что при наложении последующего шва, в предыдущем происходит отжиг.

Напряжение дуги

Зависимость между напряжением сварочной дуги и ее длиной имеет прямой характер. Напряжение дуги при ручной сварки варьируется в пределах 15-30 В, однако в момент замены электрода значение способно вырасти до 70 В. С ростом дуги ширина шва увеличивается, а глубина провара уменьшается.

Оптимальной считается дуга, длина которой равна диаметру электрода. Величина допустимых отклонений не превышает 0,5 мм. В процессе выполнения шва величина дуги не должна меняться.

Возбуждение сварочной дуги осуществляется двумя способами – чирканьем или касанием.

Предел текучести

Качество сварного стыка определяется визуальным осмотром и исследованием на макро и микро-структуру, механические свойства. Сталь имеет свой предел текучести – нагрузка, при которой начинается деформация. Контроль осуществляется разрушающим методом. Вырезают фрагмент шва с металлом, который он соединяет. Проверяют механические качества металла шва и сваренных элементов на растяжение, изгиб и другие показатели.

Прочность и предел текучести шва не должны превышать аналогичные показатели основного металла. По таблице выбирается тип электрода, соединение которого будет соответствовать требованиям по прочности и текучести.

Из исследуемого участка вырезают небольшие кубики, со сторонами по 10 мм. После шлифовки и травления кислотой на них структуру зерна и микротрещины, образованные при растяжении на предел текучести.

Род и полярность тока

Важный параметр, который необходимо учитывать при расчете режима ручной дуговой сварки. Классический способ – работа постоянным током обратной полярности. Сварку переменным током используют преимущественно в строительной отрасли, при монтаже металлоконструкций из толстолистовой конструкционной стали.

При равных рабочих параметрах, глубина провара постоянным током прямой полярности на 50 % меньше, по сравнению с классическим способом.

Преимущества ручной дуговой сварки

Данная электросварка позволяет:

• сваривать металл в ограниченном пространстве;
• быстро производить сварочные работы;
• работать с обширной номенклатурой марок стали. Это объясняется богатым выбором электродов, отличающихся своим химическим составом;
• простота выполнения процедуры, которая под силу даже малоопытному сварщику.

Впрочем, качество и крепость получаемого результата очень сильно зависят именно от опыта сварщика.

Для того чтобы варить дуговой сваркой при помощи постоянного тока, вам потребуются инверторы. А это весьма дорогостоящий электроприбор. С другой стороны, инверторная сварка характеризуется меньшим потреблением электроэнергии, что в длительной перспективе окупает стоимость приобретения инвертора.

Тип и марка электродов

Электрод для ручной дуговой сварки представляет собой стержень из токопроводящего материала, покрытого специальной флюсовой обмазкой. В процессе выполнения работ электрод плавится, заполняя пространство между соединяемыми деталями. Назначение покрытия электрода – стабилизация сварочной дуги и защиты зоны расплава от негативного воздействия кислорода, который входит в состав атмосферного воздуха. Эксплуатационные характеристики соединения во многом зависят от типа покрытия. Современные производители сварочных материалов предлагают потребителям электроды со следующими типами покрытия:

• Основное – характеризуется хорошей химической чистотой и механическими характеристиками шва. Электроды предназначены для сварки металлоконструкций, подверженных динамическим и равнопеременным нагрузкам.
• Рутиловое – отличается стабильностью дуги и простым формированием шва, независимо от рода тока. За счет высокой текучести стержни с рутиловым покрытием используют преимущественно для сварки в горизонтальном положении.
• Целлюлозное – покрытие включает в себя органические соединения, которые способствуют качественному провару шва с малым количеством шлака. В процессе выполнения работ образуется большое количество брызг расплавленного металла.
• Кислое – основу которого составляют оксиды марганца и железа. Они способствуют легкому зажиганию и стабильному горению дуги при минимальных требованиях к качеству подготовки поверхности. Отличается высоким коэффициентом разбрызгивания.

Каждому типу покрытия соответствует собственное буквенное обозначение, согласно требованиям международного стандарта ISO 2560:2009.

Общие сведения

Принцип работы

Дуговая сварка в своем большинстве используется для создания трубопровода, в котором толщина стенок труб от 3 мм и номинальным сечением от 80 мм.

Температура плавления иногда достигает 3500 градусов по Цельсию. Для достижения качественного соединения приходится заполнять стык расплавленным металлом и вдоль и поперек. Количество слоев напрямую связано с толщиной стенок изделия.

Какого качества будет выполнено соединение, влияет не только сварочный аппарат, в первую очередь это зависит от правильного выбора и подготовки электродов.

С целлюлозной пленкой – для труб с большим сечением

Так же для осуществления дуговой сварки труб понадобится трансформатор – выпрямитель или инвертор, для создания постоянного тока.

Хорошо если сварочный агрегат оснащен несколькими режимами работы(с разного вида электродами)

Нюансы дуговой сварки

• Аппарат следует включать, только тогда, когда электрод коснулся изделия
• Важно следить за размером образующейся электрической дуги.
• Сварка производится плавными движениями, что гарантирует равномерное заполнение шва расплавленным металлом
• Плавные движения из стороны в сторону контролируют толщину соединения
• Изделия с большим сечением и толстыми стенками свариваются с внутренней стороны и внешней.

Скорость сварки

Оптимальный скоростной режим выполнения работ подбирают исходя из толщины кромок соединяемых деталей. Сварочная ванна должна равномерно заполняться жидким металлом с плавным переходом к основной поверхности без наплывов и подрезов.

Медленная скорость движения электрода приводит к образованию большого количества жидкого металла, который будет препятствовать качественному провару кромок. При слишком быстром перемещении дуги свариваемые кромки не будут получать достаточного количества тепловой энергии, что приведет к образованию трещин после охлаждения.

Минимальный катет условного шва

При сваривании двутаврового соединения, катет берется по наименьшему размеру вписанного треугольника. Поверхность наплавленного металла может иметь выпуклую и вогнутую форму. Кривая не должна отклоняться от прямой линии более чем на 30%.

Минимальное значение катета относительно более толстого элемента определяется по таблице, исходя из текучести стали. Значения делятся на предел текучести до 400 Мпа и свыше этого значения.

К тонкой детали, катет не должен превышать 1,2 ее толщины.

Таблица зависимости катета от сопротивления.

Пространственное положение шва

Потолочный шов – самый сложный в исполнении, требующий высокой квалификации сварщика. Его выполняют короткими промежутками с движением электрода на себя, что позволяет контролировать длину дуги, процесс формирования шва и угол наклона электрода.

При выполнении вертикальных швов, расплавленный металл сварочной ванны стремится вниз. Соединение выполняют короткой дугой, с направлением движения снизу вверх. Сварку вертикальных поверхностей обычно осуществляют без предварительной подготовки кромок.

Условные обозначения

Сварные швы по ГОСТ 5264-80 имеют обозначение на чертеже с указанием характеристики соединения, разделки и варианта исполнения. Буквенно-числовое обозначение располагается на полке стрелки, которая указывает на шов. Расшифровка указывает:

1. ГОСТ, по которому изготавливается деталь.
2. Буквенно-числовое обозначение.
3. Способ сварки, аппарат.
4. Катет.
5. Для прерывистых швов длина провариваемых участков.

На чертеже видимые швы прочерчиваются жирной линией, невидимые – пунктиром. На боковом изображении прорисовывается форма выступающей за пределы поверхности соединенных элементов части шва.

Буква с числом – обозначение характера стыка электродуговой сварки:

• соединенные встык, С1 – С25;
• торцами под углом, У1 – У10;
• тавровые , Т1 – Т11;
• нахлесточные и накладные, Н1 – Н3.

Для швов, производимых на полуавтоматах, в среде защитных газов и другими способами вид соединения обозначается теми же буквами. Отличие технологии сварки определяется цифрами и выполняется о другим нормативным документам. Например, если применяется защитный газ, указывается ГОСТ 14771-76.

В конце маркировки характеристики соединения при необходимости устанавливают дополнительные обозначения. Наклонная линия характеризует прерывистый шов стыкового соединения. Z ставят на тавровый стык и накладное соединение с шахматным расположением провариваемых отрезков.

Металлоконструкция имеет по контуру замкнутые, незамкнутые соединения. Они обозначаются кругом и квадратом без одной стороны. Марка свариваемого материала может указываться в маркировке или технологической карте.

Начальник конструкторского бюро проектирования крупных металлоконструкций завода ХСМК Долгополов С. В.: «Если при изготовлении детали используются однотипные швы, обозначение может быть упрощено до стрелки с небольшой полкой. Она может иметь только схематическое обозначение характеристики шва и даже не иметь полки, только стрелка. Определить расположение соединения, с какой стороны от проекции чертежа оно находится, проще всего по маркировке: над линией видимый шов, невидимый – ГОСТ и все характеристики пишутся под линией полки».

Подогрев и термическая обработка

При сварке стали, которая склонна к образованию закалочных структур, резкое охлаждение шва приводит к повышению внутренних напряжений и образованию трещин. Предварительный подогрев поверхности позволяет снизить разность температур и регулировать скорость охлаждения соединяемых деталей. При выполнении работ в условиях низких температур, предварительный подогрев – обязательная процедура даже для низкоуглеродистых сортов стали.

Для снятия внутренних напряжений используют различные методы термической обработки – полный или низкотемпературный отжиг, а также нормализацию.

Форма кромок

Для листового материала, толщина которого менее 4 мм, сварка ГОСТ 5264-80 производится без зачистки кромок. Удаляются с соединяемых торцов грязь, окалина, заусенцы. Лист такой же толщины сваривается с отбортовкой или с подкладками.

Пластина толщиной до 60 мм сваривается разделкой одной или обеих кромок. Разделка имеет прямолинейную форму и делается с одной и обеих сторон, в зависимости от наложения шва. При сварке с одной стороны для формирования корня соединения применяются съемные накладки.

Для пластин более 60 мм сварные швы ГОСТ 5264-80 выполняются с криволинейным скосом под многослойную сварку. Двухсторонняя разделка кромок может выполняться одинаковой с обеих сторон в форме буквы V, Что в сечении выглядит как Х. Или делается криволинейная ассиметричная разделка, с нижней стороны меньше.

Технология сварки трубопроводов ручная дуговая сварка

Для устройства участков трубопровода из любых металлических элементов используется сварка труб ручной дуговой сваркой. Подобная технология позволяет создать прочный сварочный шов между двумя отдельно подобранными отрезами трубы с целью создания единой системы для транспортировки носителя. Именно поэтому частных мастеров периодически может интересовать вопрос, как сваривать трубы по ГОСТ, чтобы система работала исправно и надежно, а сварной шов имел привлекательный товарный вид.

Важно: учитывая, что в специализированных магазинах выставлены на продажу множество сварочных аппаратов профессионального и бытового назначения, многие мастера берутся самостоятельно выполнять сварочные работы. О том, как варить трубы из стали и других металлов правильно, в материале ниже с подробной видео-инструкцией.

Сваркой называют процесс обработки металлических деталей при высоких температурах с целью их объединения в единую конструкцию. Чтобы провести процесс правильно и по ГОСТ, используют специальные электроды, которые формируют электродугу от сварочного аппарата к поверхности металла. Таким образом при высоких температурах происходит одновременное плавление электрода и металла, что приводит к образованию сварочного шва.

Важно: место формирования дуги и плавления электрода с металлом профессионалы называют сварочной ванной. При этом площадь ванны полностью зависит от положения электрода, режима сварки, скорости, обработки деталей и общих параметров фаски.

Стоит знать, что фаску (специальная скошенная борозда по краю детали) формируют на этапе подготовки металла к сварке. Средние параметры фаски должны равняться по ширине 8-15 мм, по длине 10-30 мм, в глубину — не менее 6 мм.

Сваривать отрезы трубы, равно как и других металлических деталей можно одним из способов:

• Термический. Основным принципом здесь является плавление металла.
• Термоомеханическая сварка. К этому способу относят сварки с применением магнитоуправляемой дуги или сварку контактную стыковую.
• Сварка механическая. Здесь обработка и соединение деталей проводят методом трения или взрыва.

Важно: для выполнения сварки самостоятельно используют метод дуговой обработки.

Подготовка металла

Ручная дуговая сварка труб должна проводиться только по заранее подготовленному металлу. Для этого необходимо проверить металлические отрезы туб на полное соответствие технических характеристик металла по ГОСТ. То есть, сравнить параметры обрабатываемого металла, убедиться в наличии сертификатов, отследить ровность диаметра просвета и отсутствие расхождений в толщине стенок туб. Также стоит выяснить химический состав сплава труб и его соответствие ГОСТ.

• Перед сваркой трубу правильно режут на нужные отрезки таким образом, чтобы срез был идеально ровным и не имел ни зазубрин, ни сколов. В случае наличия таких изъянов все неровности нужно отшлифовать абразивными материалами до абсолютной гладкости.
• Все стыки с фасками необходимо обезжирить и очистить от грязи, копоти, ржавчины.

Важно: чтобы сварочный шов получился ровным, крепким и товарного вида, необходимо следить, чтобы угол раскрытия фасок был равен 60-70 градусов. А при этом величина их притупления должна составлять 2-2,5 мм. Добиться идеальной ровности можно при помощи торцевателя или фаскоснимателя.

Выбираем электроды

Качественная сварка труб ручной дуговой сваркой может быть проведена только в том случае, если электроды для водопроводных металлических труб будут подобраны верно. Начинающий мастер-сварщик может растеряться в многообразии предлагаемой продукции, не совсем понимать, какими из них варить в конкретном случае. Поэтому внесём ясность в ассортимент электродов. Так, все они делятся на две группы:

• Неплавящиеся электроды. Их сердцевина выполнена из графита, вольфрама, или угля электротехнического.
• Электроды, которые имеют плавящееся основание. Здесь используется в основном сварочная проволока различного сечения.

Кроме того, все электроды для дуговой сварки классифицируют по типу покрытия, а соответственно и по назначению:

• Покрытие из целлюлозы с маркировкой С. Используются для создания сварочного шва вертикальной или кольцевой формы при сварке труб диаметром от 360 мм и более.
• Покрытие электродов RA (рутилово-кислотный тип). Такие элементы отличаются лёгкостью снятия образующегося в процессе сварки шлака.
• Электроды с маркировкой R и RR. Особенность такого электрода в том, что его можно легко поджечь повторно. Кроме того, шлак, образующийся при сварке, удаляется также просто. С применением электродом типа R и RR удаётся достичь идеального шва с товарным видом. Чаще всего такие электроды для сварки труб применяют при сварке внешней стороны шва или при формировании углового шва.
• Электроды с маркировкой RC. Самые продуктивные сварочные элементы для дуговой сварки с рутилово-целлюлозным верхним слоем, которые используют при самой сложной сварке в любых направлениях (дуговая, сверху-вниз, снизу-вверх и пр.) и для формирования прихваток в местах соединения двух труб.
• Элементы для сварки с маркировкой В. Такие электрода дают возможность формировать сварочный шов, не поддающийся растрескиванию, на поверхностях труб с толстой стенкой.

Процесс сварки

Установка прихваток

Для того чтобы качественно соединить трубы большого диаметра, необходимо сначала состыковать две детали трубопровода при помощи прихваток. То есть, сформировать сварные точки в местах стыковки труб. При диаметре тубы до 300 мм прихваток можно делать 4 шт. с четырех сторон окружности. Если же водопроводная труба имеет больший диаметр, то прихватки делают с шагом 25-30 см. Стоит помнить, что каждая прихватка должна быть в длину около 50 мм, а в высоту — 3-4 мм.

Важно: сваривание водопроводной магистрали лучше проводить в положении «поворотное». При этом если толщина стенок трубы больше 12 мм, то следует делать три сварных шва по всей толщине металла. Для первого и самого глубокого шва в месте соединения труб лучше использовать электроды сечением 2-4 мм. Высота шва здесь должна быть 3-4 мм. Следующий (верхний) шов формируют с использованием электродов большего сечения. Такая технология не нарушит внутренний просвет тубы.

Варим трубу

• Водопроводную трубу варят в месте соединения в несколько этапов. В первую очередь стоит сформировать прихватки, как сказано выше, в четырех точках окружности тубы. То есть окружность схематично и визуально будет поделена на четыре сектора.
• Теперь проводим сваривание двух секторов в верхнем полушарии обрабатываемых элементов.
• Как только труба будет проварена в этих местах, водопроводную магистраль стоит перевернуть и приступить к свариванию оставшихся двух секторов. При этом просвет магистрали будет оставаться неизменным.
• После формирования нижнего шва по всей окружности необходимо варить следующий шов. То есть теперь переворачиваем трубу в обратном положении и снова варим средний шов в том же порядке в месте соединения, что и первый нижний.
• Третий (верхний) сварочный шов нужно делать, двигаясь электродом в одном направлении, постоянно проворачивая трубу. Так верхний слой сварки будет иметь товарный и ровный вид.

Важно: на всех этапах сварки труб дуговой сваркой, после формирования шва в месте соединения отрезов нужно правильно сбивать образовавшийся шлак, как показано на видео ниже. Иначе шов будет хрупким и со временем приведет к разгерметизации водопроводной магистрали.

Совет: если труба имеет диаметр до 200 мм, то можно не делать прихватки на её поверхности, а просто двигаться электродом по кругу, формируя ровный сварочный шов.

Источник.

Ручная дуговая сварка труб и трубопроводов

Существует несколько видов монтажных соединений, среди которых наиболее надежным является сварное соединение. Применение сварки на трубопроводах исключает использование дорогостоящей запорной арматуры, да еще и избавляет рабочих от необходимости постоянного контроля соединений.

Поскольку сварочные швы более компактны, нежели габаритные вентили и краны, появляется возможность соединения элементов трубопровода в труднодоступных местах. Более распространена ручная сварка труб, так как автоматическую сварку не всегда есть возможность применить.

Ручным способом можно делать сварные швы в любых направлениях, при любых положениях трубопровода. Необходимо лишь провести качественную подготовку поверхности труб перед началом процесса сварки.

Подготовка к сварке труб

Подготовка стальных труб к свариванию состоит из нескольких этапов:

• Придание торцам свариваемых участков труб необходимых углов скоса. Такие углы, составляющие порядка 30 градусов, необходимы для качественного провара трубы материалом электрода. Если вы приобрели трубы без подготовки, то вам придется самостоятельно снять с труб фаску. Сделать это можно болгаркой, торцевателем, шлифмашиной. Трубы также можно обработать на точильном станке. Можно использовать фрезерный станок, особенно для труб больших диаметров.
• Наружную и внутреннюю поверхность труб около их кромок необходимо очистить от грязи, смазки и ржавчины. Без этого невозможна качественная ручная дуговая сварка трубопроводов. Очистка выполняется при помощи ручного напильника, наждачной бумаги или специальных приспособлений. Поверхность трубы очищается до металлического блеска. Длина очищенного участка составляет не менее 1 см от торца трубы.
• Соединение свариваемых участков между собой. Совместив два участка, необходимо предотвратить их смещение. Для этого делают несколько коротких сварочных швов длиной около 8 см. Расстояние между короткими швами составляет около 30 см. Швы делаются теми же электродами, которыми будет производиться основная сварка.

После завершения подготовки производится ручная дуговая сварка труб. Профессионалы рекомендуют выполнять тройной сварочный шов, который обеспечит надежность большую, нежели шов одиночный.

Технология ручной дуговой сварки труб

Сварочные работы не всегда производятся в удобной обстановке. Иногда приходится варить трубы в труднодоступных местах, без возможности их поворота. Поэтому стыки свариваемых труб принято подразделять на такие категории: поворотные и неповоротные. Рассмотрим особенности и различия этих видов.

Сварка поворотных стыков

Когда имеется возможность поворота свариваемой трубы в процессе работы, такой стык называется поворотным. Он обеспечивает наиболее качественный шов, так как выполняется в удобном для сварщика положении. Вначале производится сваривание первой четверти диаметра трубы. Затем труба поворачивается на 180 градусов. Сваривается участок, противоположный первому шву. После этого варится вторая четверть. Труба вновь поворачивается, и доваривается оставшийся участок.

Второй шов наносится с заходом на первый шов. Для обеспечения качественного и прочного соединения рекомендуется очистить первый шов от окалины. Третий шов наносится с другой стороны от второго шва. В идеале должна получиться практически ровная поверхность.

Сварка неповоротных стыков

Если предстоит варить трубу, которая жестко зафиксирована, то применяется следующая методика. Первый сварной шов ведется снизу вверх до половины трубы, а затем опускается вниз, к началу шва. Второй шов начинается также снизу, но ведется с другой стороны, в обратном направлении.

Использование такого метода позволяет исключить появление непроваров и делает шов более надежным.

Если выполняется еще и третий шов, то он снова ведется в том же направлении, что и первый шов.

Наиболее надежное соединение получается в результате проведения многослойной сварки. Сварной шов должен плавно переходить на поверхность трубы. В некоторых случаях целесообразно производить сварку спиралью. При этом после завершения первого шва, его поверхность зачищается от окалины, а второй шов начинается с уже имеющегося валика первого шва и движется параллельно ему.

Технология ручной дуговой сварки труб – условия ее выбора

Электрическая дуга представляет собой продолжающийся разряд электрического тока между двумя проводниками: электродом и металлом детали. При сварке на устойчивость горения дуги оказывает влияние множество различных факторов, от состава используемых материалов до характеристик подаваемого электротока.

С использованием сварки в защитных газах появляется возможность избежать проявления негативных моментов, обусловленных воздействием некоторых компонентов атмосферного воздуха. Эта технология позволяет лучше контролировать химические процессы, происходящие в зоне электрической дуги.

Сварные металлоконструкции — это очень распространенные изделия, применяемыми в самых разных отраслях промышленности. При производстве сварных конструкций необходимо учитывать множество факторов, имеющих большое значение для их последующей эксплуатации. Поэтому к разработке технологии производства сварных конструкций предъявляются особые требования.

Сварка труб ручной дуговой сваркой

Создание и сборка трубопровода хорошего качества – это ответственное задание, выполнить которое человек без необходимых знаний и инструментов просто напросто не сможет. Для того чтобы создать соединения между трубами чаще всего прибегает к использованию сварки. Данный способ позволяет соединять как однородный, так и разнородные металлические трубы. На сегодняшний день в строительной промышленности для выполнения данной задачи чаще всего прибегают к методу дуговой сварки. Чтобы выполнить соединения между трубами данным методом необходимо иметь в наличии сварочный аппарат и определенные электроды. Практически в каждом специализированном магазине всегда в ассортименте имеется большое количество сварочных аппаратов и электродов от разных производителей.

Для того чтобы соединить две трубы между собой можно использовать достаточно большое количество способов. Но в быту чаще всего используют дуговую сварку. Для того чтобы сварить металл используют электроды. Они играют роль присадки, с помощью которой заполняется пустота шва. Для того чтобы получить прочное соединение необходимо правильно подобрать определенный тип электродов и качественно выполнить сварочный шов.

Что нужно, для того чтобы сварить металл?

Электросварка получила очень широкий уровень применения. Ее популярность обусловлена высокой прочностью получаемого соединения, возможностью использования в домашних условиях, соединения можно выполнить не только автоматическим прибором, но и ручным.

Что такое электрод?

Внешне он принимает вид небольшого стержня из металла, толщина которого равняется примерно 2-5 мм, он создается из сварочной проволоки. Поверх металла, как правило, наносится сварочная смазка, ее слой может быть тонким или толстым. Первый составляет примерно 1-2% от всей массы стержня. Если же слой толстый процент его веса от всего стержня равняется примерно 20-30%.

Целью смазки является создание шлака – это неметаллический сплав, вес которого должен быть меньше исходный металл. Во время выполнения процесса сварки этот слой поднимается вверх в сварочной ванне, образуя защитное покрытие. Его основной задачей является создать барьер для газов, находящихся в воздухе (кислорода и азота). Их воздействие может негативно повлиять на финальные характеристики шва.

Важно знать: после окончания всех работ и полного остывания шва, слой из шлака необходимо удалить, иначе он негативно повлияет на срок службы шва и на его внешний вид, благо слой удаляется достаточно легко.

Электроды выпускаются в нескольких разновидностях, каждая из которых создана для выполнения той, или иной задачи. Говоря простым языком, один электрод лучше справится с соединением одного типа металла, чем другой. Виды покрытия электродов:

• Рутиловое покрытие. Электроды данного типа достаточно легко поджигаются, даже несколько раз подряд. Большая хрупкость шлакового слоя, позволяет выполнять сварочные швы эстетичного вида.
• Целлюлозное покрытие. С помощью этих электродов выполняется сваривания больших труб. Стержни с данным покрытием позволяет создавать как кольцевые, так и вертикальные швы.
• Рутилово-кислотный слой. Данный электроды известны своей экономичностью, их расход при сварке очень мал. Шлаковый слой обладает повышенной хрупкостью.
• Рутилово-целлюлозное покрытие позволяет сваривать швы в любых направлениях, даже в направлении сверху. Стоит отметить, что оно считается самым сложным.
• Основное покрытие. Использовать электроды данного типа рекомендуется при сварке толстого металла. Данный вид позволяет повысить вязкость шва, которая будет положительно сказываться на его физических характеристиках. Данные электроды советуют применять при сварке трубопровода, рабочая деятельность которого будет выполняться при отрицательных температурах.

Выбор электродов следует осуществлять исходя их материала труб. Например, если требуется соединить трубы из стали с повышенным содержанием углерода, необходимо использовать исключительно основные или рутиловые электроды.

Если же соединение будет выполняться на оцинкованном материале, нужно использовать специализированные электроды, так как обычные не смогут обеспечить высокую прочность.

Поэтому для сварки оцинкованного металла используется специальная технология сварки.

Также исключением является чугун. Для его сварки также используются специализированные электроды и особый тип сварки. Основным компонентом для электродов должны являться медь и железо, также возможно добавление в их состав никеля и его сплавов.

Используемое оборудование

Для того чтобы соединить металла методом сварки нужно иметь сварочный аппарат. Чаще всего используется три самых популярных агрегата:

Абсолютно в каждом специализированном магазине всегда в наличии имеется как профессиональное оборудование, так и любительское для использования в бытовых условиях.

Стоит сказать, что для выполнения процесса сварки, помимо электродов и сварочного аппарата, нужно иметь специальную защитную форму, сварочную маску и кабель с разъемом «крокодил». Приступать к выполнению процесса можно только после приобретения данных изделий.

Типы соединений

В промышленности используются несколько типов соединения труб из стали. Сварка встык, внахлест, тавровые соединения и угловые. Сварка может осуществляться в нескольких положениях, они могут делиться на горизонтальные и вертикальные, а также на нижние или потолочные.

Для сварки трубопроводов целесообразно будет использовать сварку встык. Причем обязательно нужно соблюсти то, чтобы все сварка была выполнена по всей толщине трубы. Чтобы осуществить это, при сварке труб выполнят двойные швы (внутри и снаружи).

Выполнение сварки

Если вы новичок в сварочном деле, не стоит сразу же приниматься за сложные задачи. Лучшим вариантом будет посмотреть некоторые обучающие видео и потренироваться на тренировочных изделиях. Также не помешает небольшая консультация с профессионалом.

Подготовка к сварке

Перед тем как приступить к сварке, нужно провести проверку всех используемых инструментов, а также выполнить некоторые действия, в число которых входит:

• полная проверка труб, все их данные должны соответствовать тем, которые указаны в проекте;
• вся поверхность металла, которая будет задействована в работе, должна быть очищена от различных жировых пятен, следов масла и ржавчины;
• проведение замера кромок, торца, величину притупления;
• в том случае если результаты, полученные с предыдущего шага, не соответствуют данным в проекте, производится обработка кромок до нужного значения.

Установка прихваток

После выполнения всех подготовительных работ, нужно произвести установку электродов (прихваток). Из-за того, что прихватки являются составляющей шва, в качестве них должны устанавливаться точно такие же электроды, которые будут использоваться в дальнейшем.

Если диаметр свариваемой трубы меньше тридцати сантиметром, в этом случае нужно установить четыре прихватки. Если же значение больше тридцати сантиметров, то прихватки нужно устанавливать равномерно, с шагом примерно 20-25 см.

Процесс сваривания поворотным методом

Монтаж трубопровода требует, чтобы бы максимально возможное количество швов было расположено в нижнем положении. Поэтому идеальной для этого является сварка поворотным методом. Если толщина трубы больше двенадцати миллиметром, необходимо выполнять тройной шов.

Первый слой варится с помощью электрода, толщиной от двух до четырех миллиметров. Следующие слои, вне зависимости от их количества, выполняются электродами с большей толщиной. Процесс работы выполняется следующим образом:

• стык трубы визуально делится на четыре примерно одинаковые части;
• первым шагом является выполнение сварки в первых двух секторах, которые находятся верхней части трубы;
• после выполнения предыдущего шага, труба разворачивается и выполняется сварка оставшихся секторов;
• далее швы провариваются второй раз в такой же последовательности;
• и наконец варится третий шов, он выполняется за один раз, в процессе работы трубу нужно поворачивать.

Сварка автоматическими аппаратами

На больших промышленных заводах главным является скорость производства, так как она напрямую влияет на количество выполненной работы. Высокую производительность удается достичь с помощью автоматических сварочных установок. Все вышеописанные шаги проводятся автоматически. Компьютерные технологии позволяет задать точный алгоритм выполнения каждого шага, поэтому в большинстве случаев сварочный шов созданный автоматической установкой получается более качественным, чем бы он был выполнен вручную.

На автоматических производствах электроды смотаны в бухты, из которых они непрерывно подаются в сварочный аппарат. Работникам остается только время от времени добавлять новые электроды в бухты. Также полностью в автоматическом режиме в рабочую зону сварочного аппарата подаются защитные газы. Если же выполнить какой-то шов автоматически аппаратом невозможно, процесс сварки выполняется полуавтоматически методом.

В заключение

Сварка является идеальным способом соединения металлических деталей. Надежность шва обусловлена высокой прочностью и долгим сроком эксплуатации. Помимо метода, описанного в статье, как в промышленности, так и в быту, применяется множество других методов сварки и альтернативных методов плавления. Однако самым популярным видом соединения металлических труб и других деталей является электродуговая сварка, причем как ручная, так и автоматическая.

Источник https://bph-saratov.ru/montazh/dugovaya-svarka-shvy.html

Источник https://samsvar.ru/stati/tehnologiya-svarki-truboprovodov-ruchnaya-dugovaya-svarka.html

Источник