Как варить трубу под просвет

Настоящих специалистов по электродуговой сварке стальных труб мало. Эта работа требует филигранной точности и большой практики. Сварка корневого шва – наиболее ответственный этап процесса.

Профессиональная варка трубы
Профессиональная варка трубы

Наиболее качественное соединение стальных труб любого размера обеспечивает электродуговая сварка. Соединяемые детали при этом плавятся под действием электрического разряда. Статья содержит наглядные уроки по сварке.

Технология электродуговой сварки металлических труб

Электродуговая сварка имеет технологические нормативы и особенности проведения в зависимости от материала, толщины стенки и целевого назначения труб.

Сварка неповоротных стыков труб

Соединение неповоротных стыков осуществляется тремя способами, которые зависят от расположения:

  1. по вертикали;
  2. по горизонтали;
  3. при угле в 45 градусов.

Вертикальный способ включает в себя 4 этапа:

  1. Сварка трубы с созданием корневого валика. Наиболее важный этап с формированием стыка, который будет являться основой для всей работы. Наклон электрода относительно поверхности: «угол назад». Следует корректировать длину дуги: при недостаточном проплавлении - устанавливать короткую, при нормальном – среднюю. Нахождение сварного валика долгое время в жидком состоянии ведет к возникновению дефектов. Поэтому при большом объеме сварочной ванны скорость варки уменьшают.
  2. Наварка трех валиков, осуществление заделки. Выполнение валиков происходит при повышенном режиме. В зависимости от направления шлака применяется сварка прямоугольная или под «углом назад». Верхний край последнего валика обязан иметь минимальную величину до верхней кромки. Обычно равна диаметру электрода.
  3. Формирование замка в начале и конце валиков. Сформированный замок является началом валика со смещением от предыдущего на 5 мм. Осуществляя стык, валик должен быть исполнен по всей длине беспрерывно.
  4. Осуществление сварки на лицевой стороне. Выполняется на высокой скорости и имеет своей целью формирование плоской поверхности. Сварка заканчивается, заходя за начало шва.

Горизонтальный способ требует профессиональных навыков. Производится при разной величине сварочного тока и под разным углом к детали. Эта методика предусматривает три этапа:

  1. потолочный;
  2. вертикальный;
  3. нижний.

В пределах одного этапа сварка проходит непрерывно, начиная с позиции «угол назад» и заканчивая положением «угол вперед».

Сварка при угле труб в 45 градусов начинается с создания первого валика под углом электрода в 90 градусов. Выполнение шва происходит при непрерывной плавке второго валика. После заполнения основы выполняют проплавку первого валика. Тем самым создают соединения по горизонтали и вертикали.

Сварка труб «под просвет»

Технология предусматривает следующие условия:

  1. величина притупления: 2-2,5 мм;
  2. зазор между кромками: не более 3 мм;
  3. угол раскрытия: в диапазоне от 60 до 70 градусов;
  4. дополнительная обработка кромок путем снятия фасок для придания им необходимой формы и устранения неровностей;
  5. разница в толщине свариваемых стенок не должна превышать 3 мм или 10%.
Качественная сварка трубы высокого давления

Cварка трубопроводов высокого давления

Особенностью сварки трубопроводов высокого давления является необходимость предварительного нагрева соединяемых элементов до 300 градусов С, которую поддерживают на протяжении всего процесса прихвата и варки.

При варке газопроводов учитывают:

  1. Что для газовых магистралей применяют толстостенные трубы, что повышает общую трудоемкость работ.
  2. Предъявляются повышенные требования к качеству и надежности сварного шва, поэтому к работе привлекают профессионалов с большим опытом.
  3. Вся система в целом (труба, а также места стыков, сварочные швы) должны быть устойчивы к коррозии. После окончания варки для снятия термических напряжений отрезок в 10 см в каждую сторону от шва прогревают до 500-600 градусов С. Для этого используют термические печи, индукционные нагреватели, газовые горелки.

При нагреве торцы труб закрывают для предотвращения охлаждения и движения воздуха в трубе.

Автоматическая сварка

Так называемая сварка под флюсом предполагает подачу в зону горения электрической дуги электродной проволоки при помощи сварочной головки автомата. В расплавленном состоянии металл проволоки попадает в сварочную ванну и смешивается с основным металлом.

Автоматическая сварка позволяет:

  1. ускорить и стабилизировать процесс;
  2. сделать дугу невидимой;
  3. расширить диапазон деталей по толщине;
  4. сделать швы более стойкими к образованию трещин и пор.

Флюс положительно влияет на устойчивость дуги и на химический состав шва. Для проведения автоматической сварки необходима возможность вращения стыка.

Сварка труб большого диаметра

В более чем половине случаев соединение стальных магистральных трубопроводов осуществляется с использованием трубосварочных машин. Когда применить механический способ невозможно, например, из-за особенностей локализации, ограничении в манипуляциях с трубой, применяется ручная сварка, осуществляемая бригадой сварщиков.

Для магистральных труб со стенкой менее 6 мм используют два слоя сварочного шва, более 6 мм – три. Обратный валик корневого шва может иметь высоту до 3 мм. В тех местах корневого шва, которые проварены некачественно, осуществляют дополнительную подварку изнутри трубы. Это требование также касается той части корня, который выполнялся в потолочном положении: нижнюю четверть периметра стыка доваривают изнутри. Поворотные стыки требуют выполнения подварки по всему периметру стыка. Подварку осуществляют электродами 3-4 мм.

Трубы большого диаметра требуют использования специального центрирующего оборудования.

Ручная сварка трубы большого диаметра

Сварка стальных труб «на просвет» – пошаговая инструкция

«На просвет» варят трубы с толстыми стенками, в которых 2 мм – это только величина притупления.

Подготовка и разделка кромок

Абразивный способ - наименее надежный по причине внедрения абразивных частиц в металл, что препятствует качественной плавке, ведет к появлению трещин.

  1. Применяйте двустороннюю Y-подобную симметричную разделку с углом в 65 градусов, оптимальной величиной притупления и зазора в 2 мм.
  2. При подготовке скоса кромок используйте термические или механические методы. В силу дороговизны термической обрезки (лазерной, плазменной) на практике применяют различные виды механической обработки, которые позволяют получать плоскость с высокой точностью:
    • обработка на фрезере;
    • ручная обработка скоса;
    • резка при помощи абразивных кругов;
    • обработка кромкорезами долбежного типа.
  3. Зачищайте места соединения свариваемых изделий до белого металла. Не должно оставаться неровностей, заусенцев, ржавчины.
  4. Проведите обработку поверхностей ацетоном или любым подобным ему веществом. Наличие жира, грязи, пыли препятствует качественному соединению молекул металла.

Центрирование и стыковка трубы

  1. Центрирование и стыковку изделий небольшого диаметра проводите путем фиксации с помощью подручных средств или воспользовавшись помощниками.
  2. Трубы большого размера (от 60 мм) центрируйте специальным оборудованием – центратором: внутренним или наружным. И тот, и другой обладают электрогидравлическим приводом. Внутренние являются более предпочтительными по причине того, что при их применении стык остается незакрытым. Это позволяет использовать автоматы для сварки, а также не ограничивает в манипуляциях при ручном соединении.
  3. Не допускайте отклонений при ручном способе центровки. Состыковать идеально без центратора – нереально, но старайтесь минимизировать отклонение.
  4. Соединив ровно трубы, приступайте к варке корневого шва.
Тотечная сварка корня

Сварка корня

  1. Варите шов при следующих условиях:
    • минимальный ток;
    • обратная полярность;
    • короткая электрическая дуга;
    • сухие электроды;
    • отсутствие ветра в трубе.
  2. Варите вертикальным способом, электрод перпендикулярен плоскости.
  3. Электродом расплавляйте кромки – между ними появится перемычка, которая называется сварочной ванной. Перед перемычкой находится так называемое технологическое окно.
  4. Внимательно следите за величиной технологического окна: на протяжении всего процесса оно должно оставаться одного диаметра.
  5. Делайте коренной шов высотой не более 1 мм. Обратный валик также не должен превышать эту величину.>
  6. Начало и окончание шва, участок перехода между электродами зачищайте для избегания образования пор в металле, наличие которых рано или поздно приведет к потере герметичности трубы.

Заполнение и облицовка сварного шва

  1. После сварки корня заполняйте сечение шва целиком.
  2. Используйте в зависимости от толщины стенок и материала однослойный или многослойный способ прохода.
  3. Движение электрода при заполнении – треугольник: кромка 1 - кромка 2 - технологическое окно.
  4. Обращайте внимание на прогрев кромок и корневого шва. Чем не больше прогрев, тем шире шаг заполнения.
  5. После каждого слоя очищайте поверхность от шлака.
  6. Если имеете навык, и, если позволяет диаметр стенки, выполняйте заполнение и облицовку одним проходом.

Видео-урок сварки труб под просвет

Сварка газовых труб под давлением

Сварка специальных газовых труб для транспортировки содержимого с высоким давлением предъявляет повышенные требования к процессу.

Технология сварки газовых труб

Особенности сварки труб для транспортировки составов с высоким давлением определяют двумя характеристиками:

  1. Толстые стенки и небольшой диаметр.
  2. Агрессивное воздействие транспортируемых газов.

Трубы до 10 см в диаметре варятся вручную, свыше – при помощи полу- или автоматической сварки с ручной подваркой корня шва. При диаметре более 6 см используют специальные кольца. Сварной шов делают многослойным – от 4 слоев и выше в зависимости от нагрузки на трубопровод и характеристики материала. После выполнения работ проводится обязательный осмотр – дефектоскопия внутри и снаружи места сварки.

Юлия Петриченко, эксперт

Видео-урок сварки газовых труб

Возможные ошибки и дефекты сварного шва

  1. Ток большой величины при варке корня ведет к образованию вместо технологического окна отверстия, через которое металл будет капать вниз. Обеспечивайте ток такой силы, чтобы металл успевал остыть буквально сразу за движением электрода.
  2. Если технологического окна не видно, скорее всего, сила тока слишком мала, и ее увеличивают.
  3. Маленькое притупление приводит к увеличению технологического окна и к провисанию металла внутрь трубы.
  4. Зазор более 2 мм гарантирует появление пор в шве – работа будет неудовлетворительной.
  5. При сварке электродом нельзя делать скачковые движения более 5 мм в длину.

Сварка стальных труб – для новичка дело непростое. С практикой придет опыт и интуитивное ощущение того, что и в какой момент следует сделать, чтобы сварной шов вышел идеальным.

Возможно, вы профессиональный сварщик, и у вас есть, чем поделиться с читателями. Оставляйте свои мнения в комментариях.