Как правильно варить трубы электросваркой

Нередко можно услышать мнение, что сварка труб не является чем-то уж слишком особенным и, если потребуется, справится с такой задачей сможет даже любитель. Действительно, на первый взгляд может показаться, что это так и есть. Крупные поверхности с хорошо подогнанными и обработанными кромками – все условия для формирования качественного шва соблюдены. Осталось только поднести электрод и…

А вот здесь уже начинается практика, у которой совершенно другие законы, нежели у теории. Оказывается, выполнить подобную работу очень сложно. Особенно, если речь идет о создании трубопровода высокого давления. Малейший дефект сварочного шва приводит к прорыву магистрали. Именно поэтому к подобным проектам привлекают исключительно высококвалифицированных специалистов.

Подбор электродов

Не менее важным для получения высококачественных швов является использование проверенных расходных материалов. Плохие электроды станут непреодолимым препятствием на пути к достижению нужного результата. Лучшими на сегодняшний день считаются такие марки:

АНО-21, АНО-24 и МР-3. Для использования требуется сеть переменного тока. В связи с невысокой стоимостью расходный материал востребован в самых разных отраслях деятельности человека, включая приусадебные хозяйства. Такие электроды отлично справляются с задачами сваривания конструкций для частного подворья: ворот, теплицы, навеса и т.д. Для соединения труб, а особенно магистралей высокого давления перечисленные расходные материалы непригодны;
УОНИ. Высокого качества сердечники заслужили похвалу профессионалов. Тем не менее, электродам свойственны и отрицательные моменты. К примеру, они не позволяют выполнять сварочные работы в быстром темпе. Шов формируется медленно и очень важно поддерживать стабильность электрической дуги. Работать с такими электродами смогут те, кто имеет за плечами опыт с аналогами АНО и МР;
LB-52U. Из всех рассматриваемых марок для сваривания труб электросваркой подходят лучше всего. Японская разработка предпочтительная в реализации крупных проектов. Электроды формируют ровный, привлекательный шов и отлично держат дугу. Единственный их недостаток – это сравнительно высокая стоимость.

Виды трубопроводов

Трубопроводы подразделяются на виды исходя из условий их применения. В основном вид определяется опасным производственным объектом, на котором они и применяются, а также самими условиями и средой, которая по ним идет.

Существуют следующие виды:

Магистральные нефте, газо и продуктопроводы;
Трубопроводы горячей воды и паропроводы;
Внутренние и наружные газопроводы;
Технологические;
Трубопроводы канализации и водопроводы.

Трубопроводы изготавливаю из различных материалов в основном это: стали и сплавы, а также полимерные материалы. В рамках статьи не будут рассматриваться трубы из бетона, керамики и прочих не свариваемых материалов.

Основные приемы сварки труб

Соединение частей магистральных трубопроводов может выполняться разными способами:

Варить трубу встык. Соединяемые поверхности располагают напротив. Это самый распространенный способ, который характеризуется простотой исполнения. Однако, есть и некоторые сложности. Справится с ними будет намного проще, если учесть некоторые нюансы. Во-первых, сварочный шов лучше формировать по направлению от нижней части вверх. Во-вторых, металл следует проваривать на всю толщину стенки трубы.
Внахлест. Метод может использоваться только в случаях, когда соединяемые поверхности имеют небольшие различия в диаметре и один из них плотно входит в другой. это может быть разница в размерах труб или же специальная механическая обработка торцевой части одной из них – развальцовка.
Тавровое. Такой способ соединения подразумевает расположение поверхностей под прямым углом относительно друг друга.
Угловое. Две части соединяются между собой под углом меньше 90 градусов.

Порядок подготовительных работ

Сварка труб ручной сваркой потребует от вас ряда подготовительных действий:

Зачистить зону сварочных работ от грязи и масел.
Для качественного сваривания элементы трубопровода необходимо установить «встык» и выровнять друг относительно друга.
Выставить оптимальный режим сварки и установить на сварочный аппарат электроды, отвечающие технологическим требованиям.
Перед началом сварочных работ установите на трубах заземляющие контакты.
Чтобы надёжнее закрепить элементы трубопровода друг с другом, сделайте по окружности несколько прихваток – небольших сварных швов, фиксирующих точное положение свариваемых элементов.

Советы и рекомендации

Хорошее качество сварного шва получается не сразу. Только со временем приходит опыт и требуемая сноровка. Чтобы конечный результат был как можно лучше, стоит следовать советам специалистов со стажем:

При стыковом или тавровом способах соединения деталей желательно использовать электроды толщиной 2-3 мм. Именно они показывают самый лучший результат.
Силу тока рекомендуется выставлять в диапазоне 80-100 ампер. Если сварка выполняется внахлест, то этот показатель можно увеличить до 120 ампер.
При заполнении сварочной ванны следует ориентироваться с высотой наплава: он должен выступать над металлической поверхностью на 2-3 мм.
Если выполняются работы с профильными трубами (сечение не круглое, а квадратное или прямоугольное), то применяется точечный способ соединения.

Несколько слов о точечном методе соединения заготовок. Он еще называется «прихватом» и сводится к тому, что свариваются небольшие участки на диаметрально противоположных сторонах. И только после этого ложится цельный шов. Подход исключает вероятность того, что одну из частей «уведет» под воздействием температуры.

ТОП-3 методики

Распространенная при прокладке различных трубопроводов метода состыковки зависит от размеров и подвижности деталей. Различают 3 методики ручной электродуговой сварки труб большого диаметра:

электродами с покрытием;
электродами в среде защитного газа;
аргонно-дуговая.

Качество и состав соединяемого материала определяют режимы работы и значение тока:

переменный;
постоянный обратной полярности;
постоянный прямой полярности.

Переменный ток применяют при сварке алюминия. Импульсная подача не позволяет дуге и металлу сильно разогреться и образовать прожоги.

Обратная полярность, когда на деталь подключают минус, дает больший нагрев и мощность. Металл трубы на стыке и электрод прогреваются сильнее.

Описание

Технология сварки трубопроводов ручная дуговая сварка обеспечивает наилучшее, прочное соединение. Для защиты шва от окисления используют флюс – обмазку электрода или среду газа.

При прохождении тока через стальной лист и электрод на его конце возникает электрическая дуга. Она начинает согревать кромки соединяемых труб и расплавлять их. Создается сварочная ванна из расплавленных металлов соединяемых деталей и электрода.

Рабочий направляет электродом жидкую ванну, смешивая металлы и создавая шов. Окислы и газы поднимаются на поверхность, образуя пленку. Шлак защищает горячий шов от контакта с воздухом и резкого охлаждения.

Инструкция

Зачистить кромки перед началом обработки, значит избежать внутренних дефектов. Следует проверить их угол разделки, выставить и зафиксировать в 3 – 4 местах, в зависимости от диаметра.
Прихватки делаются той же маркой электродов, что будет производиться сварка корневого шва.

Следует соблюдать технику безопасности: одеть спецодежду, проверить исправность оборудования. Включив сварочный аппарат, настроить рабочие режимы.

Подготовка

Качество работы зависит не только от марки электродов и профессиональных навыков исполнителя. Немаловажную роль в этом играет и предварительная подготовка свариваемых поверхностей. Ее суть сводится к выполнению нескольких операций:

проверяется соответствие двух соединяемых элементов требованиям выбранному способу сварки. Важно учесть, что трубы должны быть не только соответствующего диаметра, но и с одинаковой толщиной стенок. В противном случае не выйдет хорошо прогреть толстую стенку или же, наоборот, тонкая просто расплавится;
на свариваемых поверхностях не должно быть совершенно никаких дефектов. Заломы, трещины и деформации любого вида не допускаются. Если пренебречь, то «скромные» недостатки под воздействием температурного расширения вырастут в большую проблему и приведут к разрушению конструкции;
ни в коем случае нельзя допускать перекос в срезе заготовки, которая будет свариваться под углом в 90 градусов. Из-за такого, казалось бы, небольшого недочета в итоге шов окажется ослабленным и вероятность разрушения стыка в процессе эксплуатации высока;
кромки зачищаются до металлического блеска. С этой целью можно использовать любые абразивы по металлу: щетку, наждачную бумагу или электроинструмент;
в процессе подготовки с поверхности удаляются следы жира, краски, ржавчина и прочие загрязнения. Самыми эффективными в этом плане очистителями являются химические растворы.

Образование ежиков

Грат, или еж, это полое образование внутри шва или под слоем брызг. Образование ежиков при сварке трубы относится к сварочным дефектам, которые действуют разрушающе. Просветка рентгеновскими лучами определяет внутренние дефекты, неразрушающий метод контроля. Чаще всего грат образуется при сварке алюминия. Его следует варить переменным током, отрывистым методом, чтобы не было перегрева.

Чтобы избежать образования ежиков, следует следить за образующимися в ванной газами, они должны успеть выйти наружу. Если происходит остановка, следует вернуться на 20 – 30 мм, очистить поверхность от шлака и продолжить, начиная идти по шву.

Сократить количество аграта можно тщательной очисткой кромок, особенно на алюминии. Тогда ржавчина и грязь не будут плавиться в ванне, и загрязнять шов.

Чтобы убрать цвета побежалости без снятия слоя абразивным кругом, можно использовать химический метод. На поверхность трубы наносится травильная паста Inox Gel или Stain Clean. Составы очень ядовитые, следует одевать респиратор и перчатки, наносить кистью.

Как варить горизонтальный стык

В отличие от других технологий, в этой нет необходимости полностью разделывать сварочные кромки неповоротных стыков. Все действия выполняются с помощью дуговой сварки.

Есть смысл оставить незначительную десятиградусную разделку, что позволит не потерять качество сварки швов и упростить процесс совмещения труб. Горизонтальный шов можно производить как справа-налево, так и слева-направо, выбирайте как вам удобней.

Рекомендуем послойно накладывать неширокие швы на горизонтальные трубы. Сначала сварочным валиком провариваете основание шва, диаметр проводника берется 4 мм.

Согласно закону Ома ток выставляется в пределах 170-190 А. Выполняйте проводником повторяющиеся возвратно-поступательные движения, пока на месте совмещения труб формируется нитевидный сварочный валик высотой 1.5 мм.

В этот момент проделываются два покрытия прослойки сварного соединения неповоротного стыка, первая аккуратно очищается, а вторая наносится на первую, при этом проводник производит незначительные колебания между нижней и верхней кромками.

Правила техники безопасности

Приступая к соединению поворотных стыков труб или неповоротных аналогов, нужно знать, что работы такого типа имеют высокий уровень опасности. Поэтому необходимо выполнять определенные требования.

Соединение трубных изделий встык посредством газовой или электрической сварки необходимо выполнять на специально оборудованных площадках, которые имеют специальное оснащение, включая различные средства защиты от электрической дуги. Эти элементы распределяются так, чтобы присутствующие поблизости люди были полностью изолированы.

Для соединения трубных изделий, имеющих большое диаметральное сечение и вес свыше 20 кг, рекомендуется использовать специальные подъемники. Вход на площадку требуется освободить, его ширина не может быть менее 1 м. Рабочие температурные значения в помещении должны поддерживаться в пределах +160С. Обязательным условием считается наличие вентиляционной системы и свободное пространство.

Согласно технологии осуществления работ, предполагающих использование сварочного оборудования, все металлические детали и элементы должны быть заземленными (про