Типы сварки труб: разбираемся в технологии и нормативах

Типы сварки труб: разбираемся в технологии и нормативах

Для соединения частей трубопроводов используют разные способы, но самым распространенным из них остается сварка. Такой вариант используется как в бытовых условиях, так и в промышленном производстве, позволяя стыковать между собой элементы труб, изготовленные из различных материалов. Благодаря используемым технологиям соединять части трубопроводов можно в любых положениях, что существенно упрощает работу. Среди достоинств такой обработки можно отметить прочность и герметичность полученных соединений. В нашей статье поговорим про различные типы сварки труб.

Этапы и нормативы сварки труб

Работа сварщиков осуществляется в соответствии с требованиями нормативных документов – ГОСТов и СНИПов.

В 1980 г. Госкомитет СССР по стандартам утвердил ГОСТ 16037-80, вступивший в действие в июле 1981 г. и до настоящего времени не утративший силу. Этот стандарт пришел на смену ранее действующему ГОСТу 16037-70. Изменения в документ были внесены единственный раз – в декабре 1990 г.

Требования ГОСТа распространяются на сварные соединения стальных трубопроводов. Руководствоваться его положениями необходимо в следующих случаях:

• при выборе типа соединения заготовок;
• для определения конструктивных элементов и размеров сварных соединений при работе с трубами и арматурой.

Стандарт обязателен к применению, то есть все сварщики в процессе работы обязаны руководствоваться его требованиями. Исключение составляет обработка заготовок, изготовленных из полосового и листового металла.

Монтаж трубопроводов выполняется чаще всего при помощи ручного типа сварки, при ее выполнении необходимо руководствоваться номами ГОСТ 16037-80.

Стандарт предъявляет требования не только к типам сварки труб (стыковым, нахлесточным и угловым), но и определяет подготовительные действия в зависимости от вида работы.

Выполнение соединения элементов требует проведения подготовки, которая состоит из:

• механической зачистки заготовок, в процессе которой удаляется пыль, следы коррозии и оксидная пленка;
• химической обработки, призванной справиться со следами масла, жира, оксидной пленкой;
• разделки кромок.

Прежде чем приступать к монтажу заготовок, выполняют обработку кромок и околошовной зоны, обрабатываемая область составляет около 20–30 мм. С нее необходимо удалить механические загрязнения, следы ржавчины и масложировые пятна.

Рекомендуем статьи по металлообработке

• Марки сталей: классификация и расшифровка
• Марки алюминия и области их применения
• Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска

Качество стыков оказывает существенное влияние на безопасность работы готового трубопровода. Неукоснительное следование нормам Госстандарта при проектировании, формировании технологического процесса и непосредственно при обработке является гарантом необходимого уровня качества шовных соединений.

Наилучший эффект достигается при ручной или автоматической обработке трубопроводов. Работа выполняется при помощи плавящегося или неплавящегося электрода (аргонно-дуговая сварка).

Технология сварных работ состоит из трех основных этапов, как то:

1. Подготовительный. Он включает две части – подготовку сварщика и предварительную обработку заготовки. Подготовка мастера является важным этапом, обеспечивающим его безопасность в процессе работы. Существенное значение имеет использование специальной защитной одежды и маски, которая предохраняет глаза от ожога яркими искрами. Предварительная обработка заготовок включает в себя тщательную очистку детали от следов ржавчины, краски и грязи. Перед ручной дуговой сваркой необходима обработка стыков и рядом расположенной зоны. Для этого лучше всего воспользоваться металлической щеткой или наждачной бумагой. В противном случае велика вероятность появления необработанных участков в самом шве.
2. Сварочный процесс. Главное при дуговом соединении элементов (неважно выполняется ли работа вручную или при помощи инвертора) – удержание дуги. В первую очередь активируется электрод и возбуждается дуга, после чего можно приступать к формированию шва. Тип шва сварщик выбирает при обработке. Способ работы с электродом и технология работы с трубами зависит от различных факторов – расположения элементов, материала, из которых они изготовлены, предпочтений мастера.
3. Проверка качества сварного соединения. После окончания формирования шва необходимо удалить шлак, закрывающий его, а затем выполнить контроль качества готового соединения.

Обработку элементов водопровода, газопровода и прочих инженерных коммуникаций выполняют практически аналогично. Необходимо действовать последовательно, исходить из типов швов в разных положениях, поскольку умение их формировать влияет на качество готового изделия.

Типы сварки труб

Применение того или иного типа сварки труб зависит от материала их изготовления, а также от последующего использования. Но практически во всех случаях работа выполняется при помощи переменного электрического тока. Такой выбор обусловлен экономической целесообразностью, поскольку при применении иных видов электроэнергии финансовые затраты возрастают. Сварные соединения представляют собой некоторое количество элементов, соединенных друг с другом сварными швами.

В основном пользуются следующими типами соединений:

• стыковыми;
• угловыми;
• внахлест.

Если толщина стенок соединяемых заготовок превышает 3 мм, их кромки требуется разделать. Угол раскрытия стыка должен быть в пределах 60°–70°. Фаски с торцов детали должны быть удалены. Для этого может использоваться механический либо иной способ.

Стыковой тип сварки труб является наиболее распространенным, так как во время обработки стыки практически не деформируются. Помимо этого, такие соединения отличаются самым незначительным внутренним напряжением. Для них характерна высокая прочность и при статических, и при динамических нагрузках. Готовые сечения бывают:

• одинарными (для труб диаметром менее 500 мм);
• двойными (для труб диаметром более 600 мм).

Угловой тип сварки труб – разновидность стыкового соединения. Его используют обычно при соединении труб с другими элементами или между собой под определенным углом. Сварные работы выполняются:

• со скосом кромки;
• без скоса.

Этот тип обработки отличается меньшей прочностью по сравнению со стыковым, однако данная характеристика соединения достаточно высока.

Еще один тип сварки труб – внахлест – не применяется при приварке заготовок из металла из-за невысокой надежности соединения. Он подходит для работы с отдельными элементами или пластиковыми трубами.

• Технология сварки толстостенных труб.

При толщине заготовки более 20 мм используют технологию работы с толстостенными трубами, которая предполагает обработку слоев большой толщины. Благодаря таком типу сварки труб, прочность шва увеличивается на 10–15 %. В обработке чаще всего задействовано два мастера. Первый занят формированием обычного шва, а второй — толстого слоя.

Этот тип работ выполняется следующим образом:

• Обработку начинают выполнять в потолочном положении, постепенно увеличивая толщину шва (шовное соединение при работе с толстостенными заготовками должно быть как можно более ровным).
• Затем обработка проводится в полувертикальном положении.
• При помощи электрода создается горизонтальная площадка.
• Далее работы проводятся в нижнем положении, благодаря чему можно пользоваться электродами, толщина которых достигает 5 мм.

Далеко не каждый мастер знает о правильном выполнении такого типа сварки труб, не говоря уже о молодых социалистах – выпускниках профессиональных училищ.

Первоочередное значение при этом типе обработки имеет прихват трубы, который не позволит допустить деформацию корня. Количество точек прихвата зависит от размера заготовки. Прихват должен быть выполнен так, чтобы в месте стыка детали не сходились.

Затем необходима зачистка стыков. При обнаружении в процессе сварки на просвет дефектов, к примеру, трещин, их требуется удалить. По окончании зачистки начинают заполнять шов. Этот этап считается наиболее простым, тем не менее, в ряде случаев для заполнения стыка может потребоваться около 30 % корня.

В процессе работы рекомендуют оставить углубление около 1,5 мм для последующей облицовки. В таком случае облицовочный материал заполнит углубление, сформировав эстетичный шов. При этом типе сварки труб существенное значение имеют два момента – заполнение шва под определенным рабочим углом и использование короткой дуги.

Сварка труб из различных материалов

На выбор типа сварки медных труб влияет вид их последующего использования, герметичность соединения и др. Работы выполняются электродуговым, контактным или газовым методом.

Эффективнее всего выполнять обработку при помощи электродугового способа, в процессе которой применяется неплавящийся вольфрамовый электрод и присадочная проволока с раскислителями в составе.

Такой тип сварных работ предполагает обработку с использованием защитного газа азота, поскольку таким образом процесс удешевляется.

Работа с тонкостенными медными трубами требует применения аргона.

Оцинкованные трубы требуют применения особого типа обработки, не разрушающего цинкового покрытия. Место соединения обрабатывается флюсом, предохраняющим его от выгорания покрытия. Под воздействием тепла цинк под слоем флюса приобретает вязко-жидкую консистенцию, после чего плавится, однако не выгорает и не испаряется. Таким образом обеспечивается коррозионная защита.

Работа с оцинкованными заготовками требует хорошей вентиляции, иначе возможно как получить заболевание легочной системы, так и задохнуться.

Профильные трубы обычно соединяют встык. Для этого используется дуговой или газовый тип обработки. Первый способ позволяет получить наиболее качественный шов, к тому же он проще в применении. Тем не менее, для обработки профильных заготовок сварщику требуется хотя бы минимальный опыт.

Существенное значение имеет правильный выбор электрода, влияющего на мощность дуги (более толстый электрод дает более мощную дугу). Однако слишком толстый элемент в состоянии прожечь заготовку, а излишне тонкий чреват непрочным соединением. Толщина профильных труб варьируется от 1,5 до 5 мм, поэтому для работы с ними подходят «двойка» и «тройка».

Также важна скорость, с которой электрод будет перемещаться по детали. Если двигать его слишком медленно, то можно прожечь заготовку, слишком быстро – готовый шов будет иметь низкое качество. Оптимальная скорость движения выбирается опытным путем.

Для соединения газовых труб требуется значительный опыт и высокий профессионализм, поскольку для этого типа обработки необходимы быстрота и качество работы.

Прежде чем приступить к сварке, необходимо удалить с кромок заготовок загрязнения. Для деталей толщиной более 4 мм нужно выполнить скос кромок, чтобы облегчить прогревание металла в рабочей зоне.

Используется два типа сварки газовых труб:

1. Соединение слева направо. Оно выполняется при толщине заготовки свыше 5 мм. Дугу направляют на уже обработанную зону, перемещая присадку вместе с горелкой. В таком случае снижается расход газа и увеличивается производительность на 25 %.
2. Соединение справа налево. В таком случае горелка перемещается по необработанным зонам, присадочная проволока подается впереди нее. Этот тип сварки наиболее эффективен при работе с тонкостенными газовыми трубами.

• Сварка трубопроводов.

В процессе монтажа и изготовления технологических линий используют электродуговую сварку трубопроводов с применением постоянного или переменного тока.

Экономичнее и, соответственно, выгоднее является обработка с использованием переменного тока, поскольку расход электроэнергии в таком случае меньше. Кроме того, оборудование для выполнения этого типа сварки труб более доступно.

https://vt-metall.ru/articles/356-tipy-svarki-trub/