Зварювання труб ручного дугового зварювання: відео-навчання, техніка і технологія, ГОСТи

При домашньому ремонті і промисловому будівництві трубопроводів застосовується кілька способів складання елементів в єдину конструкцію. Зварювання – найбільш надійний метод кріплення для труб. В результаті виходить міцне, герметичне з’єднання, монолітний трубопровід.

Технологія дугового зварювання

Міцність з’єднань, отриманих в результаті зварювання, досягається за рахунок нагрівання електричною дугою сплавів з різних металів і їх пластичної деформації від впливу високих температур. Цей процес призводить до взаємного обміну елементарних частинок електрода і використовуваних матеріалів. Виникають молекулярні зв’язки, що роблять кріплення нерознімним.

Підходячи до зварювання трубопроводів з усією відповідальністю, необхідно знати основні моменти технології зварювання різних матеріалів.

Зварювання неповоротних стиків

Для зварювання неповоротних стиків металевої труби підходить тришарова зварювання. Якщо такі стики варять на трубах діаметром до 1,2 см, їх ширина повинна дорівнювати потрійний товщині електрода, а висота бути не вище 0,4 см. Спосіб зварювання – поступально-поворотний. Дуга робиться максимально короткою – до 2 мм. Попередній шар покривається таким на 2-2,5 см.

Сварка поворотних стиків

Поворотні стики також варять в три шари. Процес відбувається в кілька етапів:

  1. Стик умовно поділяють на 4 частини.
  2. Зварюють два з них і повертають отримане з’єднання на 180 градусів.
  3. Зварюють інші відрізки.
  4. Перевертають трубу на 90 градусів і варять шар другий.
  5. Повертають трубу ще раз на 180 градусів.
  6. Повторно зварюють дві частини, що залишилися.

Якщо необхідно зварити труби, діаметр яких більше 50 см, виконується технологія обратноступенчатий:

  1. Стик ділиться на короткі відрізки від 15 до 30 см.
  2. Трубу обертають і накладають шари.

Поворотні стики, діаметр яких до 20 см, варять без поділу на відрізки. У цьому випадку застосовують суцільний шов при обертанні труби. Зверніть увагу, що 2 і 3 шари зварювання накладають в протилежних напрямках. Усі суміжні шари перекривають на 1-1,5 мм.

Сварка трубопроводів із сталей підвищеної міцності

Зменшенню металоємності конструкцій при будівництві трубопроводів сприяє використання для цих цілей виробів зі сталі підвищеної міцності. При роботі з ними враховують:

  • тепловий режим, який перешкоджає появі гартівних тріщин і мартенситу;
  • якість зварювальних матеріалів, які забезпечують підвищену технологічну міцність наплавленого металу і його равнопрочность з основним матеріалом.

Для цього проводять наступні операції:

  • за умовами проплавления проводять розрахунок режиму зварювання;
  • визначають допустиму швидкість охолодження стали після зварювання.

Варять сталі підвищеної міцності двома способами:

  • з термічною обробкою зварних стиків;
  • без термічної обробки зварних стиків.

Електроди, призначені для зварювання труб з високою міцністю, мають опір розриву понад 590 МПа.

Головні переваги електродів для варіння з подальшою обробкою сполук:

  • ударна в’язкість;
  • невелике подовження;
  • опір розривів.

Під стандарти ГОСТ 9467-75 підходять 5 видів неосновного матеріалу для зварювання металоконструкцій підвищеної міцності:

  • Е150;
  • Е1255;
  • Е100;
  • Е85;
  • Е70.

При зварюванні металоконструкцій зі сталі зміцненого класу без треба буде виконати після зварювання термічної обробки, вибирають електроди, що забезпечують отримання шва з аустенітної структурою металу. В результаті отримують зварні з’єднання з підвищеною стійкістю до утворення тріщин, а сам шов – з високими показниками в’язкості і пластичності.

Сварка газопроводів і труб для транспортування агресивних рідин

Трубопроводи для транспортування агресивних рідин, кислот і лугів, повинні бути відведені від інших інженерних комунікацій. Всі з’єднання повинні бути герметичні, не схильні до тріщин і мати стійкість до високого тиску.

Матеріали для зварювання повинні володіти антикорозійними і антиокисними властивостями, щоб не виникло протікання уздовж зварного з’єднання в досить агресивних середовищах. При зварюванні трубопроводу даного типу важливо дотримуватися і не порушувати правила, щоб уникнути небажаних дефектів.

Спеціальні зварювальні роботи

Існують спеціальні методи зварювання, які використовуються тільки для певних видів виробів конкретної специфіки зварювання.

Дифузійне зварювання

Освіта зв’язків на атомарному рівні за рахунок пластичної деформації при наближенні металевих елементів один до одного при підвищеній температурі отримало назву дифузійної зварювання.

З’єднання, отримані таким методом, мають переваги:

  • екологічність;
  • низьку витрату електроенергії;
  • збереження якісних характеристик використовуваних металевих деталей;
  • невелика залежність від зовнішнього впливу;
  • з’єднання матеріалів, що володіють різними властивостями.

Сварка тиском

Сварка тиском – різновид контактного зварювання. В її процесі поверхні знаходяться під високоинтенсивним тиском, тому з’єднання виходить бід додаткового нагріву.

Якість шва, отриманого таким способом залежить від:

  • прикладених зусиль;
  • можливості металу піддаватися пластичного деформації;
  • попередньої підготовки матеріалу.

При контактному зварюванні зварювану область піддають захисту за допомогою середовища інертного газу.

До спеціальних видів зварювальних робіт також відносяться:

  • термітна зварювання;
  • зварювання тертям;
  • зварювання вибухом;
  • електроннопроменева зварювання;
  • імпульсно-дугове зварювання.

електрошлакове зварювання

Роботи при такій зварюванні засновані на процесі, при якому через розплавлений шлак проходить електричний струм, і енергія електронів перетворюється в теплову.

Відмінними характеристиками електрошлакового зварювання є мала зосередженість енергії в області нагрівання і велика зона нагріву.

Лазерне зварювання

Випромінювання лазера – висококонцентрований джерело нагрівання. Їм служить оптичний квантовий генератор.

Має низку переваг в порівнянні з іншими видами зварювання:

  • підвищені швидкості охолодження і нагрівання, які знижують область термічного впливу і зменшують ймовірність якісних змін металу;
  • промінь можна передавати на значні відстані, що робить можливою зварювання у важкодоступних місцях;
  • деформація деталей зменшується в десяток разів, завдяки вузькому, але глибокому шву.

Підготовка до ручного дугового зварювання

Щоб з’єднання вийшло якісним і надійним, слід дотримуватися цілого комплексу умов.

Вибір режиму дугового зварювання

Ефективність процесу залежить від правильного виконання технологічних моментів, тому важливо вибрати режим зварювання. Для цього потрібно точно знати конфігурацію і товщину заготовок, хімічний склад металу і конструкцію зварювального з’єднання. В результаті буде підібраний відповідний діаметр електрода і величина струму.

Різні чинники мають різний вплив на процес, тому їх поділили на 2 види.

Основні параметри (вони пов’язані з характером горіння дуги), які потрібно враховувати:

  • кількість проходів;
  • швидкість дугового зварювання – залежить від товщини металу і шва, оптимальна швидкість переміщення повинна бути такою, щоб шов виявився в 2 рази ширше діаметра електрода;
  • довжина дуги зварювання – пов’язана з діаметром електрода, від неї залежить міцність свариваемого з’єднання;
  • полярність і рід струму – буває прямий і полярної, в залежності від того, з якого металу зроблено виріб;
  • сила струму – впливає на якість шва і продуктивність зварювання;
  • діаметр електрода – залежить від кромок зварювальних виробів і способу зварювання.

Додаткові параметри:

  • нахил і довжина електрода – від цих показників залежить ступінь і швидкість його нагрівання;
  • температура металу для зварювання початкова;
  • розташування вироби в процесі – електрод утримують вертикально, це має значення для ширини і глибини шва.

Знаючи особливості всіх параметрів режиму зварювання, можна налаштувати свій зварювальний апарат на максимально продуктивну і ефективну роботу.

Зварювальне обладнання та типи електродів

Основне обладнання для ручного дугового зварювання – різного роду трансформатори, які сприяють безперервності електродуги і є джерелом живлення. Цю ж функцію виконує і зварювальний установка.

Робочим інструментом зварника для дугового ручного зварювання є електричний тримач. Його мета – утримання електрода і підведення до нього електричного струму. Їм виконуються всі маніпуляції в процесі, з боку фахівця не прикладаються тривалі зусилля.

Тримачі надійно кріплять електрод в будь-яких положеннях, перпендикулярно і під кутом, що дозволяє не деформувати виріб при роботі в труднодоступних місцях.
Електротримачі проводять зміну не більше 4 секунд. За способом закріплення електрода їх ділять на спеціалізовані та універсальні.

Для ручного дугового зварювання електроди підбирають не плавляться і плавляться, які виготовляють з легованої, високолегованої і вуглецевої сталі.

Обробка стиків трубопроводу

Збірка стиків під зварювальні роботи укладена в поєднанні торців труб, щоб їх поверхні збіглися, а вісь трубопроводу не була порушена. Обробляють кінці механічним способом – фрезою, різцем, абразивним кругом.

Обробка стиків необхідна для холодного натягу, який компенсується при подальшому прогріванні трубопроводу його подовженням. Холодний натяг дає можливість розвантажити конструкцію від температурних напружень.

Обробка стиків після натягу загрожує утворенням в них тріщин після нагрівання. При робочої або кімнатній температурі міцність стику вище, ніж при температурі відпустки. При відпустці першого стику, який виконує функцію пластичного шарніра, частина натягу знімається.

Попередній підігрів труби

Під час зварювальних робіт зі сталями середньолеговану, з підвищеним вмістом вуглеводню, які схильні до різкої загартуванню, обов’язковий попередній нагрів труб. Через чутливості до термічного циклу зварювання, область околошовной стає різко загартованої і непластичною при будь-якому вигляді зварювання. Шов формується незадовільно.

Попередній підігрів призводить до зниження швидкості охолодження зони біля шва, в ній утворюються структури з запасом пластичності. Вони служать захистом від утворення тріщин під впливом циклу термодеформаціі.

Температуру підігрівання розраховують з урахуванням товщини стали і її хімічного складу. Після чого коректують, визначивши реальну швидкість охолодження і зіставивши ці показники.

Техніка ручного дугового зварювання

Дугове зварювання є універсальним способом з’єднання металу. Від якості зварювального шва залежить всієї конструкції. Важливо навчитися грамотно працювати зі зварювальним апаратом, щоб шов був надійним і герметичним.

Вимоги до зварного шва по ГОСТ

Стандарт параметрів якості зварних швів визначено по ГОСТ 23118-99. Крім нього, контроль за всіма видами зварювальних робіт і їх результатами виробляють згідно:

  • ВСН 012-88 – інструкція, за якою визначається, які дії робляться для контролювання якості зварних швів;
  • ВБН А.3.1.-36-3-96 та ВСН 006-89 – докладний інструктаж про проведення робіт зварювальним апаратом;
  • СП 105-34-96 – збірка правил, які регламентують стандарти проведення зварювальних робіт і характеристики якості зварного шва.

Прийоми дугового зварювання

Запал дуги проходить в кілька стадій:

  • коротке замикання електрода на елемент;
  • відведення електрода;
  • поява дуги.

Торкатися електродом вироби слід уривчасто, інакше виникає небезпека його приварювання.
Якість зварювання залежить безпосередньо від довжини дуги:

  • довга – робить шов пористим, неоднорідним;
  • коротка – стійко горить і гарантує хороший шов.

Якщо кут нахилу менше 90градусів, зварювання проводять кутом вперед, якщо більше – нахиливши назад.
Електрод при зварюванні може рухатися трьома способами:

  • руху поперек шва – в результаті отримують шов, який називають розширений валик;
  • рух уздовж осі електрода – для підтримки постійної довжини дуги;
  • рух уздовж осі валика – отримують вузький шов і нитковий валик.

схеми зварювання

Схема дугового зварювання укладена в освіті замкнутого контуру, по якому циркулює високочастотний, постійний або змінний струм.
Зварювальні шви бувають трьох видів:

  • короткий;
  • середній;
  • довгий.

За розміром перетину швів визначаються їх властивості:

  • однослівне або однопрохідної;
  • багатопрохідний або багатошаровість.

Однопрохідне зварювання – економічна і проста, високопродуктивна. Її недолік – низька пластичність металу і велика область перегріву.

В результаті багатошарового зварювання створюються надійні і міцні з’єднання, вони більш зносостійкі.
Для заповнення шва застосовуються кілька способів зварювання:

  • «Каскадний»;
  • «Гіркою»;
  • “в куток”;
  • «У човник».

Покрокове навчання – дугове зварювання неповоротних стиків труб

Горизонтальна і вертикальна зварювання неповоротних стиків відрізняються лише тим, що при другому варіанті розташування шва постійно потрібно міняти кут нахилу електрода.

Сварка кореневого валика на трубі

Кореневої зворотний валик формують електродом діаметром 0,3 см. Довжина дуги – коротка або середня.
Нахил електрода до вертикальній площині труби витримують, дивлячись на проплавление іншого боку кореня шва, він становить 80-90 градусів кутом назад.

Величина струму підбирається з урахуванням зазору між торцями, товщини основного металу, товщини притуплення і положення в діапазоні.

Обсяг зварювальної ванни визначає швидкість зварювання. Вона повинні бути підібрана так, щоб обидва торця відмінно сплавлялися, а кореневої валик залишався в нормі. Можливе застосування електрода більшого діаметра – 0,4 см.
Валик другий робиться по всій ширині, приварюючи кореневої і кромки. Зварювальник вибирає електрод, проміряти її торцем ширину першого валика. Сварка відбувається кутом назад, із середньою швидкістю. Величина струму – середня.

заповнення шва

Заповнюють оброблення з нижньої кромки. Третій валик виконується на підвищених режимах.

Залежно від розміщення шлаку зварювання проводять під прямим кутом або кутом назад 70-80 градусів. Величина струму подається в максимальному діапазоні.

Швидкість зварювання повинна бути такою, щоб вийшов валик з посиленням.
Електрод рухається по нижньому краю другого валика. Повноту третього елемента зварник повинен розрахувати так, щоб вона була не дуже широкою і не вузької.

Юлія Петриченко, експерт

При зварюванні четвертого валика нахил електрода 80-90 градусів, виконується кутом назад або під прямим кутом. Він повинен бути в нормі.

Швидкість зварювання підбирається така, щоб зварювальний ванна сплавляла верхню кромку оброблення з третім валиком, проплавляя другий по центру.

Замок зварного шва

Сварка кожного з валиків закінчується проплавлением початку і запуском на шов на 0,2-0,3 см.
Якщо робота виконується в поодинці, кожен шар слід закінчувати по всьому периметру без перерв. «Замки» повинні бути віддалені один від одного на 0,5 см.

Багатошарову зварювання ведуть по спіралі, щоб за рахунок зменшення «замків» знизити дефективність зварювального шва.

Сварка лицьового шару

Особовий шар варять електродами такого ж діаметру, як і при заповненні оброблення. Величина струму – середня.

Роблять звичайну горизонтальну наплавку (1,5 діаметра електрода), верхній шар виконують на підвищеній швидкості для отримання більш плоского і гладкого валика.
Діаметр електрода можна підібрати і менший, відповідно з ним зменшують і зварювальний струм.

Відео-урок. Дугове зварювання неповоротних стиків

Ручна дугова зварка – максимально надійний спосіб з’єднання металевих елементів в єдиний виріб. При прокладанні трубопроводів без неї не обійтися. Особливо, якщо роботу потрібно виконати в важкодоступному місці і поодинці.

Ссылка на основную публикацию