Технология сварки труб больших диаметров

Обновлено: 07.07.2024

Сварка полиэтиленовых труб большого диаметра

Самостоятельная сварка пластиковых труб большого диаметра

Сварка труб большого диаметра

Пластиковые трубы свариваются диффузионным способом. Это означает, что материал соединяемых элементов нагревается до расплавления. Затем края прижимаются друг к другу, и происходит проникновение частиц одной из деталей в структуру другой. В результате образуется монолитное соединение. Этот принцип используется в разных сварочных аппаратах и является главным для всех видов сварки пластиковых деталей.

Стандартными размерами пластиковых труб считаются малые и средние диаметры – до 75 мм. Размер канализационной трубы составляет 110 мм, а стояков – 220 мм. Это уже большие диаметры. Хотя в строительстве и промышленности принято считать большими размеры от 500 мм и выше. Внутри квартир и в комнатах частных домов крупные трубопроводы не встречаются. Однако большие трубы используются, например, при обсадке артезианских скважин.

Особенности сварки больших труб

Машина для сварки пластмассовых труб

Пластиковые материалы сделали трубные технологии менее трудоёмкими. Поэтому монтаж больших труб тоже может производиться без участия специалистов. Сварка пластиковых труб большого диаметра своими руками – дело далеко не простое. Процесс потребует применения монтажно-сварочной установки для соединения фрагментов. Сварить куски лучше всего встык, поскольку крупные муфты, установленные вручную, не всегда обеспечивают монолитность соединения. Обе стыкуемые детали должны быть абсолютно идентичными по составу, то есть произведёнными из одного и того же пластика.

Машины для стыковой сварки отличаются сложной комплектацией и высокой ценой. Они могут иметь гидравлический или механический привод. Эту аппаратуру легче взять напрокат, чем покупать в магазине. Сварочный аппарат такого уровня потребуется тем, кто постоянно и профессионально занят такой работой. От уровня аппарата зависит качество сварного шва. Выбрать такое оборудование при покупке поможет опытный консультант. Всемирно известная германская фирма ROTHENBERGER выпускает для сварки крупногабаритных пластиковых изделий машины, оснащённые программным управлением. Для бытовых нужд лучше выбрать более простые, механические установки. Они обеспечат нужное качество соединения в диапазоне диаметров изделий до 200 мм.

Трубы пластиковые большого диаметра

Перед началом сварочного процесса следует как можно более ровно обрезать края фрагментов. При этом крайне нежелательно проявление эффекта бочкообразности, то есть загибания краёв среза внутрь. Эта деформация, к сожалению, возникает довольно часто. Большая труба под влиянием собственного веса может принимать овальную форму, что также затрудняет сварку. Для точной обрезки кусков больших пластиковых труб существуют специальные устройства. Но это скорее промышленное оборудование. При выполнении работы своими руками достаточно будет выровнять торцы. Выравнивание осуществляется торцевателем, входящим в состав сварочного аппарата.

Последовательность работы на сварочном аппарате для габаритных пластиковых элементов

Аппарат для сварки габаритных труб

Свариваемые части фиксируются в центраторе. Одна часть крепится неподвижно, другая может передвигаться вдоль рамы аппарата. Это важно для создания нужного усилия при стыковке частей.
Торцы выравниваются до образования плоской поверхности стыков. Эта процедура обеспечивает и зачистку соединяемых поверхностей. После этого обработанных частей нельзя касаться руками.
Торцы прижимаются к сварочному зеркалу для нагрева. Под оптимальным давлением на краях фрагментов образуется грат, наплыв расплавленного пластика. Это необходимо для формирования прочного шва. После создания грата давление минимизируется, нагрев продолжается. Скорость прогрева составляет 1 мм за 10 секунд. Зная толщину стенки изделия, можно высчитать время прогрева.
Решающим моментом является быстрое удаление нагревательной поверхности и совмещение стыков. Соединение происходит на молекулярном уровне. Сварить детали качественно можно только при условии полного отсутствия загрязнений поверхностей.
Затем сварная конструкция охлаждается на воздухе, формируется ровный и симметричный шов.

Самостоятельная сварка пластиковых труб большого диаметра
Технология сварки пластиковых труб специальным сварочным аппаратом.

Сварка труб ПНД своими руками

Полиэтиленовые трубы (ПНД) с диаметром от 20 до 1200 мм получили широкое распространение благодаря своим преимуществам и легкости монтажа. Их используют для прокладки газо- и водопроводов, внутренней, наружной, ливневой канализации. В зависимости от поставленных целей полиэтиленовые трубы могут быть напорными или безнапорными. Вторые как раз применяются для канализационных систем.

Соединять полиэтиленовые трубы можно тремя способами, один из которых является разъемным (соединение посредством фланцев и фитингов), два других же относятся к сварным неразъемным (сварка специальным оборудованием встык или с применением электромуфт). Сварное соединение наиболее прочное, швы герметичны и устойчивы к воздействию химически агрессивных сред.

Подготовительный процесс перед сваркой труб ПНД

Вне зависимости от вида сварки ПНД труб, следует провести ряд подготовительных мер перед работой. А именно:

закупить и привезти на рабочую площадку сами трубы и крепеж (фитинги прямые, угловые, тройники и другие соединительные элементы), зажимы и редукционные вкладыши, соответствующие диаметру свариваемых труб,
обустроить и освободить от посторонних предметов рабочую площадку, на которой будет размещено сварочное оборудование,
механически обработать торцы ПНД труб и всех фасонных деталей.

Сварочное оборудование перед работой следует тщательно проверить на исправность и работоспособность. Порядок подготовки оборудования заключается в следующем:

узлы сварочного аппарата осматривают визуально, заземлители и электрические провода проверяют на исправность, ножи торцевателя проверяют на степень заточки,
далее подготавливают электрогенератор, заправляя его топливом и проводя тестовое включение,
детали оборудования (скребок, торцеватель, нагреватель) перед работой очищают от имеющихся загрязнений и следов приставшего полиэтилена, затем обезжиривают все поверхности растворителем,
на гидросистеме сварочного оборудования обязательно проверяют наличие масла и его уровень, проводят испытание на работоспособность подвижного зажима, после чего смазывают все трущиеся детали оборудования специальными составами,
проводят проверку всех имеющихся контрольно-измерительных приборов.

Сварка электромуфтовая

Если сравнивать электромуфтовую и стыковую сварку, то первая экономически менее выгодна, однако производить ее очень удобно в тех случаях, когда работа производится в стесненных обстоятельствах при минимальном количестве рабочего пространства. Электромуфтовую сварку часто применяют для ремонта ПНД труб (особенно для труб диаметром до 160 мм) и установки разветвления в уже имеющемся трубопроводе. Сварные швы после качественно проведенных работ выдерживают давление до 16 атмосфер.

Принцип метода электромуфтовой сварки

Аппарат для электромуфтовой сварки труб ПНД

Электромуфта представляет собой фасонную деталь из полиэтилена с вживленными в корпус муфты электрическими спиралями. Муфты производят для труб различного диаметра и калибруют штрих-кодом, на котором обозначены условия температурного режима, продолжительность нагрева и прочая информация для работы. Если производится прямолинейная сварка ПНД труб, то муфту используют простой формы, для монтажа прочих конструкций существуют тройники электрофузионные, седловые отводы и другие детали из полиэтилена с аналогичными электроспиралями.

Соединительные детали для монтажа полиэтиленовых труб

Принцип заключается в следующем: после подачи электрического тока на спирали муфты происходит повышение температуры близлежащего слоя полиэтилена и его плавление. После этого нагреваются торцы полиэтиленовой трубы под муфтой. При этом труба расширяется, образуется необходимое для качественной сварки давление. После отключения электропитания труба остывает, а сварной шов с приваренной муфтой, затвердевая, образуют жесткое герметичное соединение.

Труба в разрезе после сварки электромуфтовым способом

Технология сварки ПНД труб электромуфтой

Перед процессом сварки проводят подготовку: удаляют загрязнения с труб, зачищают их края, обезжиривают внутреннюю поверхность электромуфты.

После этого края труб вставляют в муфту и фиксируют всю эту конструкцию в позиционере.

Чтобы узнать параметры сварки, считывают штрих-код на фасонной детали или вручную вводят указанные значения на электрический сварочный аппарат.

Контакты электромуфты и сварочного аппарата соединяют между собой и подают напряжение.

После окончания процесса соединения муфты и торцов труб питание отключают, а конструкцию оставляют остывать, строго соблюдая ее неподвижность. После того, как труба остынет, ее извлекают из позиционера и распечатывают протокол сварки.

Если свариваемая труба имеет большой диаметр, в технологию может быть добавлен пункт дополнительного подогрева деталей.

Стыковая сварка ПНД труб своими руками

Оборудование для стыковой сварки труб ПНД

Стыковая сварка технологически более сложный процесс, нежели соединение ПНД труб электромуфтой. За работу можно браться, только имея квалификацию сварщика и соответствующий опыт работы.

Оборудование для стыковой сварки полиэтиленовых труб

При стыковой сварке образуется монолитный шов, не уступающий по техническим параметрам прочим поверхностям полиэтиленовых труб, не нарушающий гибкости конструкции. Таким способом соединяют трубы между собой, а также производят монтаж фитингов и других деталей.

Схема стыковой сварки

Стыковая сварка применима только для соединения деталей одинаковой марки полиэтилена, диаметра, SDR с толщиной стенок более 4,5 мм и диаметром более 50 мм. Температурный режим для работы должен соответствовать диапазону от -15°С до +45°С.

Технология стыковой сварки полиэтиленовых труб

На подготовительном этапе проверяют овальность полиэтиленовых труб, сравнивают толщину их стенок, соответствие SDR свариваемых деталей. После этого с торцов ударяют сколы, неровности (можно использовать электроторцеватель, который обрежет трубы под углом 90°), очищают от загрязнений (пыли, песка, влаги и т.д.).

Трубы устанавливают в центратор, выдерживая расстояние между торцами около 4 см.

Трубы устанавливают в центратор, выдерживая расстояние между торцами около 4 см

После этого производят формирование первичного грата путем расплавления торцов труб на аппарате для сварки.

Нагревателем воздействуют на торцы ПНД труб. При этом тепло распространяется вглубь полиэтилена, начинается процесс его плавления.

После выдерживания нагревательной части сварочного аппарата на торцах труб в течение определенного времени, которое выбирается в зависимости от размера и толщины изделий, ее аккуратно удаляют, а нагретые трубы стыкуют между собой. Важно, чтобы время, затраченное на удаление сварочного аппарата и стыковку нагретых концов труб было минимальным.

На горячем полиэтилене после стыковки образуется окончательный грат. Надлежащее давление обеспечивает машинка с гидродинамическим перемещателем.

Когда полиэтилен остынет, получится равномерный герметичный шов — бурт. В случае допущения ошибок в технологическом процессе / монтаже, шов получается неоднородным или кривым. Важно не допускать сдвига стенок труб относительно друг друга более чем на 10% от толщины их стенок.

Внешний вид верно и ошибочно сваренных встык труб ПНД

Таблица с рекомендуемыми временными параметрами при стыковой сварке полиэтиленовых труб

Сварка труб ПНД своими руками
Узнай все о разновидностях ПНД труб и способах их сварки. Сварка труб ПНД своими руками: пошаговые инструкции по монтажу, описание процесса сварки труб ПНД.

Сварка полиэтиленовых труб

Полиэтиленовые трубы обладают множеством неоспоримых достоинств. Самые явные из них:

Трубы не подвержены коррозии,
Полиэтиленовые трубы обладают высоким уровнем химической стойкости,
В ПЭ не сформируются внутренние «зарастания»,
Полиэтиленовые трубы прослужат длительный срок,
Обладают высокой экологичностью.

За счет своих реологических свойств и не особо большой вязкости расплава ПЭ трубы поддаются свариваемости (интервал вязкости имеет широкий диапазон, где температурный максимум составляет 70 0 С).

Параметры сварки

Несмотря на разнообразие способов и методов сваривания ПЭ труб параметры при работе с материалом остаются одни и те же. Они указаны в Таблице №1

Таблица №1. Рекомендуемые временные параметры при сварке ПЭ труб и фитингов встык при внешней температуре окружающей среды 20 0 С и умеренном воздушном потоке.

Способы сварки

Существует три основных способа сваривания полиэтиленовых труб:

Сварка встык. Эта сварка наиболее популярна и востребована при сваривании неразъемных соединений. По прочности она не уступает без стыковых участков, отличается высокой степенью герметичности и гибкости.
Электромуфтовая сварка полиэтиленовых труб. При сварке ПЭ труб этим способом используют электромуфтовой сварочный аппарат, который стоит значительно дороже стыкового. Связано это с тем, что в работе применяются более дорогие фитинги с дополнительно встроенными нагревательными элементами. Сварка полиэтиленовых труб муфтами имеет ряд достоинств, главное из которых это пространственное превосходство над стыковым аппаратом. Также он потребляет мало электроэнергии.

Сущность работы: используется муфта, которая надевается на стык, а далее при подаче напряжения на нагревательный элемент происходит сваривание.

Экструзионная сварка полиэтиленовых труб применяется в том случае, если существует необходимость сваривать полиэтиленовые трубы при сантехнических работах. Данный способ сварки отдаленно напоминает сварку металлических труб, где применяются дополнительные накладки. Накладка должна быть выполнена из того же материала что и магистраль.

Технология сварки

Сварку полиэтиленовых труб можно выполнить самостоятельно, для этого необходимо следовать пошаговой инструкции. В качестве примера приведена инструкция по свариванию ПЭ труб способом встык.

Сварка полиэтиленовых труб встык происходит следующим образом:

Выполняется оплавление торцов.
Затем нагревают торцевую часть трубы.
Далее необходима технологическая пауза.
Следующий момент – осадка.
Заключение – остывание объекта.

Технология сварки полиэтиленовых труб большого диаметра практически ничем не отличается от сварки труб одного диаметра, вот только в качестве фиксаторов используются специальные комплекты прижимных пластин.

Оборудование для сварки

Для проведения сварочных работ помимо самого сварочного аппарата применяют позиционер для сварки полиэтиленовых труб, который позволяет фиксировать трубу при помощи фасонных деталей. Ко всему прочему предназначается для придачи трубе закругленной формы.

Если полиэтиленовая труба будет фиксироваться механическим способом, применяют электромуфту для сварки ПЭ труб.

Если все будет выполнено правильно стык будет максимально герметичен.

Обучение сварке

Обучиться сварочному делу любой желающий может на семинарах и практических уроках различных обучающих центров. Самым популярным из них является учебный центр Группы Компаний ПОЛИПЛАСТИК. Стоимость обучения варьируется от девяти до семнадцати тысяч рублей.

Стоимость аппарата для сварки полиэтиленовых труб

Цена аппарата для сварочных труб зависит от качества и метода сварки. Диапазон цен невероятно большой. Самый доступный аппарат обойдется потенциальному покупателю в три тысячи рублей, а самый дорогостоящий может достигнуть цены в один миллион рублей.

Стоимость аренды оборудования обойдется от восьми ста до пятнадцати тысяч рублей.

Полиэтиленовые трубы отвечают всем стандартам мирового качества. Материал не только экологичен и прочен, но и легок. Его пластичность позволяет использовать трубы в любом помещении. Ко всему прочему, он прост в бытовом применении.

Сварка полиэтиленовых труб
Сварка полиэтиленовых труб. Оборудование, технологии и способы сварки. Стоимость аппарата для сварки полиэтиленоовых труб.

Сварка полиэтиленовых труб

Способы сварки полиэтиленовых труб

При сварке труб фитингами с закладными нагревателями, нагрев места стыка и расплавление материала осуществляется спиралью из металлической проволоки, заделанной в фитинг, по которой пропускается электрический ток. Давление в зоне сварки и герметизация соединения создается за счет теплового расширения трубы. Чтобы осуществить электромуфтовую сварку, необходимо иметь саму электросварную муфту и аппарат для сварки полиэтиленовых труб, с помощью которого подают напряжение на нагревательную проволоку.

Стыковой сваркой рекомендуется сваривать трубы с одинаковой толщиной стенки. Иногда из этого правила делают исключения. В этом случае у трубы с большей толщиной стенки снимают фаску под углом 15±3° к оси трубы, обеспечивая, таким образом, одинаковую площадь контактных поверхностей.

Сущность стыковой сварки полиэтиленовых труб состоит в том, что оплавленные нагретым инструментом, до состояния вязкотекучести, торцы труб соединяются между собой под давлением и выдерживаются в таком положении до полного охлаждения соединения.

В качестве оборудования для стыковой сварки полиэтиленовых труб применяются сварочные аппараты, состоящие из нескольких узлов, каждый из которых выполняет определенные функции.

Центратор с четырьмя или двумя подвижными и неподвижными хомутами служит для зажима, центровки и сведения труб. Торцеватель (рубанок) предназначен для обработки их торцов. С помощью нагревательного инструмента (сварочного зеркала) осуществляется нагрев труб. Аппарат имеет устройство, создающее усилие, прижимающее трубы к сварочному зеркалу (при нагреве) и друг к другу (при опрессовке). Блоки электропитания и управления обеспечивают подачу напряжения на узлы и поддержание всех параметров в необходимом интервале.

Для резки труб используются труборезы.

Для стыковой сварки выпускаются всевозможные фитинги (спиготы).

Основные параметры стыковой сварки. К основным параметрам стыковой сварки относятся: температура нагрева инструмента, усилие прижатия труб к сварочному зеркалу и друг другу и продолжительность операций. Изменение давления удобно представлять в виде циклограммы.

Контроль за давлением осуществляют с помощью манометра гидравлического насоса, создающего усилие сжатия. Если давление создается вручную или устройством без манометра, контроль осуществляется визуально по форме и размерам образующихся валиков грата. Время операций контролируют по секундомеру.

Последовательность операций сварки. Стыковую сварку осуществляют в следующем порядке.

Требования к качеству сварных соединений

Размеры валиков грата должны соответствовать значениям, приведенным на рисунке ниже.

Грат должен быть равномерно и симметрично распределен по окружности стыка.
Взаимное смещение стенок свариваемых труб в радиальном направлении не должно превышать 10% от их толщины.
Впадина (А) между валиками грата (линия сплавления) не должна располагаться ниже наружной поверхности труб.
Цвет грата должен быть идентичен цвету труб. Наличие трещин, пор и инородных включений не допускается.

На рисунке ниже изображен сварной шов, выполненный с соблюдением всех технологических параметров. Его отличают гладкие, симметричные валики с округлыми формами и размерами, не выходящими за рамки установленных значений.

А вот так выглядят швы, выполненные с нарушениями технологии.

Слишком малые размеры валиков грата говорят о заниженном давлении при осадке труб или недостаточном времени прогрева.

Чрезмерно большие размеры валиков свидетельствуют о завышенном времени прогрева или слишком высокой температуре нагревателя.

Смещение торцов труб друг относительно друга происходит при плохой центровке или отсутствии фиксации труб в центраторе.

Некачественное торцевание (наличие зазора между сомкнутыми торцами труб) приводит к неравномерности распределения грата по периметру труб.

Некоторые особенности монтажа полиэтиленовых труб

Монтаж полиэтиленовых труб необходимо производить с учетом снижения их гибкости при низких температурах. Нельзя допускать слишком малых радиусов изгиба. В таблице ниже приведены значения минимально допустимых радиусов изгиба в зависимости от наружного диаметра трубы и температуры окружающего воздуха.

Что такое стыковая сварка полиэтиленовых труб

Стыковая сварка полиэтиленовых труб относится к неразъемным способам соединения и производится путем нагрева при помощи специального сварочного оборудования торцов свариваемых частей, трубы и (или) фитинга до вязкотекучего состояния полиэтилена, и последующего их соединения под давлением.

Встык можно варить только трубы и фитинги одинакового диаметра и SDR, изготовленные из одной марки полиэтилена. Рекомпендуемая толщина трубы при сварке должна быть не менее 4,5 см. Стыковую сварку разрешено проводить при температуре воздуха от -15ºС до +45ºС.

Сварка в стык — достаточно сложный технологический процесс, требующий высокой квалификации персонала и высококачественного оборудования. В месте с тем, данный способ обладает рядом несомненных преимуществ:

Для сварки полиэтиленовых труб не требуется тяжелая техника,
Сваривать полиэтиленовые трубы может бригада из 1 — 2 человек,
Значительно ниже потребление электроэнергии (либо топлива) по сравнению со сваркой стальных труб. При применении так называемых “длинномерных труб” (на катушках или в бухтах) снижает количество сварных соединений в 50- 100 раз. Все это значительно ускоряет строительство трубопровода и снижает стоимость монтажа.

Способ стыковой сварки

Сварка встык — это способ, используемый для соединения труб и фитингов одного диаметра и толщины. В этом процессе свариваемые поверхности труб выравниваются таким образом, чтобы достигался идеальный контакт, затем нагреваются до температуры плавления. После этого расплавленные поверхности труб соединяются под давлением. Сварочное давление, температура и длительность регулируются таким образам, чтобы сохранить физические и химические свойства исходного материала.

Сварочный цикл можно разделить на следующие этапы:

Оплавление торцов трубы,
Нагрев,
Удаление нагревателя из зоны сварки,
Сварка,
Охлаждение.

Перед началом сварки зоны соединения труб выравниваются с помощью электроторцевателя — инструмента для механической обработки торцов свариваемых труб. Инструмент выравнивает торцы труб под прямым углом относительно оси и удаляет все сколы и неровности сечения. Торцевание должно производиться до тех пор, пока стружка, образуемая в результате торцевания, начнет выходить непрерывной, ровной лентой.

Максимальные допуски по зазорам между свариваемыми поверхностями после торцевания указаны в таблице:

Что такое стыковая сварка полиэтиленовых труб
Стыковая сварка полиэтиленовых труб, полное руководство описывающее циклы проведения работ, а также расчет параметров сварки встык с примерами.

Технология сварки труб

Под трубопроводом подразумевается инженерная коммуникация, при которой подача рабочего вещества осуществляется через трубы (вода, газ, нефть и т.д.). Чтобы обеспечить качественную подачу, необходимо не только правильно его проложить, но и время от времени проводить ремонтные и профилактические работы. Здесь как раз не обойтись без стыковки элементов между собой. Рассмотрим, что такое сварка труб, как сваривать трубы электросваркой, какие техники необходимо применить на практике для создания герметичного трубопровода.

Виды трубопроводов и сварка

Трубопроводов существует огромное количество, которые используются для перемещения разных материалов и рабочих жидкостей. Отталкиваясь от их предназначения, есть следующая классификация:

технологические;
магистральные;
промышленные;
трубопроводы газоснабжения;
водяные;
канализационные.

При изготовлении трубопровода применяются различные материалы – керамика, пластик, бетон и различные виды металлов.

Современные сварщики для стыковки труб используют три основных способа:

Механический осуществляется за счет взрывов в результате трения.
Термический, который осуществляется за счет плавления, например газовой сваркой, плазменной или электро-лучевой.
Термомеханический производится за счет магнитоуправляемой дуги посредством стыкового контактного метода.

Существует множество типов сварки, которые разделяются по многим классификациям. Перед тем, как варить трубы, нужно разобраться, каким способом лучше всего это делать. Теоретически, каждый вид подходит для сварки труб малого диаметра и большого. Она может осуществляться плавлением и давлением. К методам плавления относятся электродуговая и газовая сварки, а к методам давления – газопрессовая, холодная, ультразвуковая и контактная. Самыми распространенными способами для соединения коммуникаций является ручная электродуговая и механизированая.

Сварка труб электросваркой плавящимся и неплавящимся электродами

Эффективнее всего проводить сварку технологических трубопроводов электродом вручную или посредством автомата. Это может быть методика работы плавящимся или неплавящимся электродом (аргонно-дуговая сварка). Технология сварки труб реализуется в три основных этапа:

Подготовительный, который делится на две части – подготовка мастера и подготовка материала. К подготовке сварщика стоит отнестись очень ответственно, так как от этого зависит его безопасность. Обязательно нужно подготовить спецодежду и защитную маску для глаз, чтобы предотвратить ожог яркими искрами. Под подготовкой деталей имеется в виду тщательная зачистка труб под сварку от коррозии, краски и загрязнений. Перед ручной дуговой сваркой трубопроводов нужно хорошо металлической щеткой или наждачной бумагой обработать стыки и площадь, прилегающую к ним. Если этого не сделать, то могут быть «пробелы» в самом шве, так как материал «не перехватится» на загрязненную трубу.
Сварочный процесс. Когда все готово, можно начинать. Самое основное в дуговом способе ( вне зависимости вручную она проводится или инвертором) это удержать дугу. Сначала необходимо зажечь электрод и возбудить дугу. Затем полноценно производится шов. Его тип выбирается непосредственно мастером в процессе работы. На способ ведения электрода и на технологию сварки трубопровода в целом влияет множество факторов – расположение труб, материал их изготовления, предпочтения сварщика.
Проверка качества работы. Когда шов готов (не стоит забывать оббивать шлак, который образуется над ним в виде валика), можно запустить коммуникацию на предмет контроля качества соединения.

Технология сварки водопровода, газопровода и других инженерных коммуникаций практически одинаковая. Важно соблюдать последовательность действий и учитывать виды швов в разных положениях, так как от умения их варить и будет зависеть качество коммуникации.

Как состыковать трубы

Для новичка, который хочет в совершенстве овладеть сваркой, необходимо знать все тонкости этого процесса. Для сваривания двух труб существует более 30 способов. Рассмотрим самые распространенные способы сварки труб:

в угол;
в тавр (перпендикулярно по отношению друг к другу);
в стык;
внахлест.

Тип стыковки труб выбирается в зависимости от типа металла, вида сварки и характера коммуникации. Например, трубы для системы централизованного отопления чаще всего соединяются встык с помощью электросварки. Для качественного шва, главное – сделать провар по всей толщине изделия.

Большую роль в технике сварки труб ручной дуговой сваркой играют типы шва, которые классифицируются на четыре основных группы:

горизонтальные;
нижние;
вертикальные;
потолочные.

Каждый из этих способов имеет свою технологию выполнения. Самое удобное и простое для выполнения качественного соединения – нижнее положение. Если есть возможность перемещать и поворачивать элемент, то мастер старается их установить именно в нижнее положение. При этом, во время работы, металл не стекает вниз, как при вертикальном шве, не разбрызгивается по сторонам, как при потолочном положении. Сварка технологических трубопроводов проводится, применяя все эти виды, так как коммуникации имеют множество разветвлений.

По типу продолжительности шва на трубопроводе, они разделяются на сплошные и прерывистые швы.

Особенности сварки труб

Ручная дуговая варка трубопроводов значительно отличается от работы с плоскими деталями. Тоже самое касается и других видов, которые применяются для водо- или газопроводов (аргонная, газовая). Далее представлены самые основные аспекты сварки труб ручной дуговой сваркой:

Режимы настройки аппарата:

сварочный ток рассчитывается следующим образом: диаметр электрода нужно умножить на 35. Это и будет оптимальная сила. Например, при работе с проводником в 3 мм, сила тока будет (3х35) 105А. конечно, эта цифра условная, но в среднем так и получается. При сварке труб малого диаметра и толщины не более 4мм, больше 150Атне потребуется;
чтобы удержать дугу, необходимо четко соблюдать расстояние между проводником и металлам. Его рассчитывают исходя из диаметра электрода +1. Например, при электроде в 4 мм, расстоянием для дуги будет 5мм.

Сварка труб малого диаметра (до 10 см):

изначально стыки собираются вручную и прихватываются точечным методом (достаточно двух точке, располагающихся друг напротив друга);
при стыковке деталей толщиной 4 мм и более варят в два слоя – сначала корневым швом, а потом валиком;
горизонтальный шов при сварке труб малого диаметра каждый валик укладывается в противоположном направлении. Например, первый – справа налево, второй – слева направо, третий – справа налево и так далее;
детали, толщиной от 3 до 8 сантиметров нужно сваривать небольшими участками, для получения более качественного соединения.

Соблюдая эти правила при сварке водопроводных труб электросваркой получится ровный и красивый шов, а главное герметичный, прочный и долговечный.

В завершении важно отметить, что дуговая сварка труб широко используется для работы с разными типами проводов. Мы рассмотрели, как правильно варить, находящиеся в разных положениях детали. В этом и заключается особенность обработки данных элементов, так как они соединяются разными типами швов, в разных положениях.

Новичкам, которые уже набили руку к разным видам соединения, не сложно будет адаптироваться к сварке труб ручной дуговой сваркой. И не стоит забывать, что половина успеха зависит от качества зачистки труб под сварку.

Технология сварки трубопроводов отлично показана в следующем видео:

Техника ручной дуговой сварки труб покрытыми электродами

Сварной шов выполняется за два приема. Периметр стыка условно делится вер тикальной осевой линией на два участка, каждый из которых имеет три характерных положения:

потолочное (позиции 1-3);
вертикальное (позиции 4-8);
нижнее (позиции 9-11).

Каждый участок сваривается с потолочного положения. Сварка ведется только короткой дугой:

lmin=0,5 dэ, мм,
где dэ - диаметр электрода.

Оканчивают шов в нижнем положении.

Сварку каждого из участков начинают со смещением на 10-20 мм от вертикальной осевой. Участок перекрыт ия швов - «замковое» соединение - зависит от диаметра трубы и может быть от 20 до 40 мм. Чем больше диаметр трубы, тем длиннее «замок»

Начальный участок шва выполняют в потолочном положении «углом назад» (поз. 1,2). При переходе на вертикальное положение (поз. 3-7) сварка ведется «углом вперед». По достижении позиции 8 электрод ориентируют под прямым углом, а, перейдя в нижнее положение, сварку вновь ведут «углом назад».

Перед сваркой второго участка нужно зачистить начальный и конечный участки шва с плавным переходом к зазору или к предыдущему валику. Сварку второго участка следует выполнять так же, как и первого.

Для корневого шва применяют электрод диаметром 3 мм. Сила тока в потолочном положении 80-95 А. На вертикали ток рекомендуется уменьшить до 75-90 А. При сварке в нижнем положении ток увеличивают до 85-100 А.

При сварке труб с качественным формированием корня шва без подварки проплавление достигается путем постоянной подачи электрода в зазор. Добиваясь проплавления внутри трубы, можно получить шов с выпуклой поверхностью, что по требует последующей механической его зачистки в потолочном положении.

Заполнение разделки труб с толщиной стенки более 8 мм происходит неравномерно. Как правило, отстает нижнее положение. Для выравнивания заполнения разделки необходимо дополнительно наплавить валики в верхней части разделки. Предпоследние слои должны оставить незаполненную разделку на глубину не более 2 мм.

Облицовочный шов сваривают за один или несколько проходов.

Предпоследний валик заканчивают так, чтобы разделка осталась незаполненной на глубину 0,5-2 мм, а основной металл по краям разделки был переплавлен на ширину 1/2 диаметра электрода.

При сварке труб диаметром менее 150 мм с толщиной стенки менее 6 мм, а также в монтажных условиях, когда источник питания удален от места работы, сварку ведут при одном и том же значении сварочного тока. Рекомендует ся подбирать токовый режим но потолочному положению, ток в котором достаточен и для нижнего положения. При сварке на подъеме из потолочною положения в вертикальное, чтобы не было чрезмерного проплавления, следует прибегнуть к прерывистому формированию шва. При этом способе периодически прерывают процесс горения дуги на одной из кромок.

В зависимости от толщины стенки трубы, зазора и притупления кромок рекомендуется выполнять сварку «мазками» одним из способов:

2. При большой толщине металла зажигают и обрывают дугу на одной и той же кромке.

Не рекомендуется зажигать дугу в том месте, где только что был ее обрыв. Нельзя не оборвав дугу, перемещать электрод вперед но разделке, а затем вновь возвращаться на шов.

Сварка неповоротного горизонтального стыка

Сварка с формированием стабильного проплавления ведется электродом диаметром 3 мм. Сварочный ток выбирают в зависимости от толщины основного металла, зазора между кромками и толщины притупления. Наклон электрода составляет 80-90° к вертикали. При сварке «углом назад» наклон обеспечивает максимальное проплавление, а «углом вперед» - минимальное.

При недостаточном проплавлении длину дуги следует держать короткой, а при нормальном проплавлении - средней.

Корневой шов лучше выполнясь с минимальными размерами сварочной ванны, чтобы не было подрезов и наплывов с обратной стороны шва

Второй валик формируют так, чтобы расплавлять первый корневой шов и обе кромки трубы. Сварочный ток устанавливают в среднем диапазоне. Наклон электрода - такой же, как при сварке первою корневою шва. Сварку ведут «углом назад». Скорость выбирают такой, чтобы внешний вид валика был нормальным (не выпуклым и не вогнутым).

Третий валик лучше выполнять на повышенных режимах. Сварку ведут иод прямым углом или «углом назад». Скорость выбирают такой, чтобы валик был выпуклым, с полочкой для удержания металла ванны последующего валика. Траектория дуги должна совпадать с краем второго валика.

Четвертый валик - горизонтальный. Его выполняют на тех же режимах, что и третий. Электрод наклоняют под углом 80-90° к вертикальной поверхности трубы. Скорость сварки поддерживают такой, чтобы расплавлялись верхняя кромка разделки, поверхность второго валика и вершина третьего валика. Внешний вид четвертого валика должен быть нормальным.

«Замковые» соединения сваривают с плавным увеличением размера шва в начале и уменьшением на конечном участке, «набегающим» на начало шва на 20-30 мм.

Многопроходную сварку труб рекомендуется вести по спирали. Тогда получается меньше «замковых» соединений.

Сварку лицевого слоя надо выполнять электродами того же диаметра, какие использовались при заполнении разделки, но не более 4 мм. Последний верхний валик укладывают на более высокой скорости, чтобы он оказался узким и плоским.

Технология ручной дуговой сварки покрытым электродом

Род и полярность тока определяют в зависимости от марки стали, толщины стенки трубы, марки покрытого электрода.

Сварочный ток обуславливается диаметром электрода d_э (мм), который выбирают в зависимости от толщины трубы:

Низкоуглеродистые и низколегированные конструкционные стали:

Высоколегированные хромоникелевые стали:

Напряжение на дуге определяется ее длиной. Оптимальную длину дуги выбирают между минимальной (0,5dэ) и максимальной (dэ+1).

Скорость сварки сварщик назначает в зависимости от требуемых геометрических размеров шва или наплавляемого валика.

Ориентировочные режимы сварки

Диаметр электрода, мм

Сварочный ток (А) при положении шва

При сварке труб малого (до 100 мм) диаметра с толщиной стенки 2-10 мм из углеродистых, низколегированных и теплоустойчивых сталей:

стык собирают в приспособлениях и прихватывают ручной аргонодуговой сваркой в одной или двух точках, расположенных симметрично;
стык, скрепленный одной прихваткой, сразу же обваривают, начиная со стороны, противоположной прихватке;
при толщине стенки менее 3 мм прихватку выполняют электродом диаметром не более 2,5 мм.

Стыки труб со стенкой толщиной более 4 мм сваривают не менее чем в два слоя:

I - корневой шов (слой); II - облицовочные валики (слои); 1; 2; 3; 4; 5 - очередность выполнения

Очередность ручной сварки стыков труб диаметром менее 100 мм

С двумя прихватками длиной 10-15 мм, высотой 3-4 мм	С одной прихваткой длиной 10-20 мм, высотой 3-4 мм	Без прихваток (с помощью приспособления)
Вертикальное положение стыка

Горизонтальное положение стыка

При сварке труб диаметром 30-83 мм :

вертикальный стык сваривают участками по три четверти периметра;
каждый последующий валик горизонтального стыка укладывают в противоположном направлении;
«замковые» участки последующих валиков смешают относительно предыдущих швов.

Сварка поворотных стыков труб

При сварке на вращателях подбирают скорость вращения трубы (Vвр), равную скорости сварки (Vсв). Положение сварки, наиболее удобное для формирования шва, находится не в зените, а в точке, отстоящей от вертикали на 30-35° в сторону, обратную направлению вращения трубы.

Когда вращателей нет или они нецелесообразны, свариваемые стыки труб поворачивают на углы 60-110°. Это позволяет формировать шов в самом удобном положении - нижнем.

Трубы диаметром более 219 мм сваривают обратноступенчатым способом за два полных оборота:

Трубы с поворотом на 180° сваривают в три приема. Вначале одним или двумя слоями сваривают участки ГЛ и ВЛ. После этого трубу поворачивают на 180° и заваривают участки ВБ и ГБ на всю толщину.

Затем трубу поворачивают на 180° и заваривают оставшуюся разделку на участках ГА и ВЛ. Сварку труб с поворотом на 180° могут выполнять как один сварщик, так и двое.

Сварку стыков труб с поворо том на 90° ведут тоже в три приема. Сперва заваривают участок стыка АВБ, укладывая один-два слоя. Потом трубу поворачивают на 90° и заваривают участок АГБ на всю толщину. Наконец, следуют обратный поворот на 90° и заварка оставшейся толщины трубы на участке АВБ.

Сварка с поворотом стыка позволяет качественно формировать шов с минимальными деформациями и напряжениями, плавным переходом к основному металлу, с минимальной чешуйчатостью без наплывов и подрезов.

Сварка неповоротных стыков труб

Вертикальные неповоротные стыки сваривают снизу вверх.

Сварку первых трех слоев в стыках труб диаметром более 219 мм следует выполнять обратноступенчатым способом. Длина каждого участка должна быть 200-250 мм.

Длина участков последующих слоев может составлять половину окружности стыка. Стыки труб с толщиной стенки до 16 мм можно сваривать участками длиной, равной половине окружности, начиная со второго слоя.

Очередность выполнения швов (1-14) и слоев (I-IV) одним сварщиком

Очередность наложения превого слоя двумя сварщиками при сварке неповоротных стыков труб диаметром более 219 мм

Горизонтальные неповоротные стыки труб диаметром более 219 мм, выполняемые одним сварщиком, необходимо сваривать обратноступенчатым способом участками длиной 200-250 мм. Четвертый и последующие слои можно сваривать вкруговую.

Очередность (1-12) выполнения швов одним сварщиком

При сварке горизонтального стыка двумя сварщиками последовательность сварки корневого шва зависит от диаме тра труб. Если диаметр менее 300 мм, то каждый сварщик заваривает участок длиной в половину окружности. В один и тот же момент сварщики должны находиться у диаметрально противоположных точек стыка. Если диаметр труб 300 мм и более, то корневой шов сваривают обратноступенчатым способом участками по 200-250 мм.

В стыках труб диаметром до 300 мм с толщиной стенки более 40 мм первые три слоя следует сваривать обратноступенчатым способом, а последующие слои - участками, равными половине окружности.

Стыки труб из низколегированных сталей диаметром свыше 600 мм при толщине стенки 25-45 мм сваривают так: все слои шва выполняют обратноступенчатым способом участ ками не более 250 мм.

Трубы диаметром более 600 мм из хромомолибденованадиевых сталей сваривают одновременно двое и более сварщиков, у каждого из которых свой отрезок стыка. Применяют обратноступенчатый способ (участки по 200-250 мм). Четвертый и последующие слои допускается выполнят ь участками, равными четверти окружности.

Очередность выполнения и примерное расположение слоев и валиков (1 - 20) при сварке вертикального и горизонтального стыков толстостенных труб из углеродистых и низколегированных сталей

Читайте также: