Технология сварки труб: особенности процесса и полезные советы

При строительстве трубопроводов используются самые разные способы соединения труб. Но, безусловно, наиболее часто используется сварка. Этот способ позволяет получить практически монолитные соединения, имеющие высокие характеристики прочности и герметичности. Однако хорошее качество соединений можно получить только в одном случае, если в точности соблюдается технология сварки труб. Поэтому сваривание труб – это дело профессионалов.

Сваривание пластиковых труб

Сваривание пластиковых труб

При строительстве трубопроводов используют различные виды труб. Они могут отличаться, как по размеру, так и по материалу изготовления. Естественно, что и технология сварки металлических труб будет значительно отличаться от технологии соединения труб, выполненных из других материалов, например, из меди или из пластика. Более того, при выборе способа и режима сварки нужно принимать во внимание размеры труб, толщину их стенок и прочие нюансы, о которых знают только профессиональные сварщики.

 

Способы сварки, применяемые в строительстве

Газовая сварка труб

Газовая сварка труб

Сварка – это процесс, который используют для соединения, как различных типов металла, так и не металлических материалов – пластика, стекла. Все существующие способы можно поделить на две группы:

  • Сварка с использованием давления.
  • Сварка с использованием термического воздействия – плавления.

В свою очередь, в названных группах можно выделить следующие типы сварочных процессов. Сварки с использованием давления:

  • Ультразвуковая сварка.
  • Контактная сварка.
  • Сварка трением.
  • Прессовая и газопрессовая сварка.
  • Термитная сварка.
  • Холодная сварка.

Совет! Как правило, холодная сварка для труб применяется при работе с трубами из цветных металлов, которые отличаются пластичностью (алюминий, медь и пр.). Принцип данного типа сварки – совместная пластичная деформация материала в месте соединения при сильном сжатии. Для выполнения работы используют ручные или стационарные прессы.

Сварка термическими методами:

  • Электродуговая, которая может осуществляться в среде инертного газа или под флюсом. При этом в зависимости от используемого оборудования, выделяют ручную или автоматическую сварку.
  • Газовая сварка.

Совет! В процессе монтажа трубопроводов чаще всего применяется стыковка труб сваркой путем плавления.

 

Технология газовой сварки

Использование газовой сварки в строительстве

Использование газовой сварки в строительстве

Основной принцип газовой сварки заключается в разогреве кромок свариваемых труб в газокислородном пламени и заполнение зазора между ними расплавленным металлом расплавленного прутка. Нужно заметить, что механические свойства полученного при газовой сварке шва ниже, чем у шва, образованного в процессе электродуговой сварки.

Но существуют ситуации, когда предпочтителен именно этот вид — сварка труб малой толщины, например, не всегда может быть осуществлена электродуговой сваркой. Газовая же позволяет выполнять соединения труб с тонкими стенками (до 3,5 мм).

 

Материалы, применяемые при газовой сварке

Для того чтобы провести процесс газовой сварки нужно иметь в распоряжении следующие материалы:

  • Кислород. Этот газ обеспечивает стабильное горение смеси и ее высокую температуру.
  • Ацетилен. Данный газ применяется в качестве горючего газа.

Совет! В некоторых случаях, производится замена ацетилена другим горючим газом. Главное, чтобы температура пламени горелки была примерно вдвое выше температуры плавления свариваемого металла. Вместо ацетилена иногда применяют метан, пропан, пары керосина.

  • Сварочная проволока. Для заполнения шва необходим присадочный материал – сварочная проволока. Как правило, при выполнении сварки выбирают присадку, которая по своим химическим и физическим свойствам близка к составу свариваемого металла.
  • Флюсы. Для того чтобы снизить процент окисления металлов во время проведения сварки используют флюсы – порошки или пасты. При нагревании вещество флюса всплывает наверх, образуя защитную пленку, препятствующую проникновению в металл воздуха.

Совет! Состав флюсов подбирается в зависимости от свойств свариваемых металлов. Флюсы в обязательном порядке применяют при выполнении сварки на чугуне, меди, легированной стали. При сваривании деталей, изготовленных из углеродистых сталей, флюсы не используют.

Техника сварки

Газовая сварка труб своими руками

Газовая сварка труб своими руками

Перед тем, как начинать сварку, необходимо будет подготовить кромки деталей. Как правило, подготовительные мероприятия заключаются в следующем:

  • Очистка поверхностей от загрязнений.
  • Механическая обработка кромок. Если производится газовая сварка тонкостенных труб (до 3,5 мм толщины), то обрабатывать кромки нет необходимости. При более значительной толщине стенок необходимо выполнить скос кромок, так как прогревание металла на глубину более чем 4 мм затруднено.

Нужно заметить, что технология газовой сварки труб предусматривает два способа выполнения работ:

  • Правый. Выполнение шва ведется по направлению слева направо. При этом пламя горелки направлено на уже сваренный участок шва, а присадочный пруток перемещается вслед за горелкой. При использовании этого способа производительность повышается примерно на 25%, а расход газов, наоборот, снижается. Этот вид сварки рекомендуется применять, если толщина стенок труб более 5 мм.
  • Левый. В этом случае, работа ведется справа налево, при этом пламя горелки направлено на еще не сваренные кромки труб, а присадочный пруток перемещается впереди горелки. Данный способ сварки позволяет получить лучший товарный вид сварки и часто используется при сваривании тонкостенных материалов.

Технология электродуговой сварки

Электродуговой называется такая техника сварки труб, при которой кромки изделия разогреваются под действием дугового электрического разряда.

 

Классификация сварных соединений

Сварные швы принято классифицировать по нескольким признакам. По расположению:

  • Нижние.
  • Потолочные.
  • Горизонтальные.
  • Вертикальные.

Совет! Наиболее выгодным положением выполнения сварного шва является нижнее, поэтому, по возможности, стараются обеспечить условия, при которых может быть осуществлена сварка поворотных стыков труб. В этом случае, свариваемые трубы поворачивают так, чтобы сварщик постоянно работал с нижним положением шва.

Пример качественного сварочного шва

Пример качественного сварочного шва

В зависимости от протяженности выделяют:

  • Сплошные швы.
  • Прерывистые швы.

При сварке возможно выполнение различных типов соединений. Их имеется довольно много, так, только стыковая сварка труб может быть произведена 32 различными способами. Но основных типов соединений выделяют всего четыре. Среди них:

  • Стыковое, когда детали соединяются по одной оси.
  • Нахлесточное, при котором одна деталь накладывается на другую с нахлестом.
  • Тавровое. Этот тип соединения предусматривает сборку деталей в виде перевернутой буквы «Т».
  • Угловое, при котором детали соединяются под углом.

Совет! При выполнении угловых и тавровых соединений может быть произведена сварка труб под углом любой величины.

 

Разделка кромок. В каких случаях она нужна?

Современный сварочный аппарат

Современный сварочный аппарат

Согласно технологии при сваривании труб, толщина стенок которых превышает 3 мм, рекомендуется выполнять разделку кромок труб. Эта операция позволяет сделать шов, который будет проходить по всей толщине металла.

То есть разделка кромок позволяет накладывать швы слоями, каждый из которых имеет небольшое сечение, этот способ сварки улучшает структуру шва и способствует уменьшению напряжения в металле.

Угол разделки может варьироваться в пределах от 25 до 50 градусов. Выбор величины скоса зависит от толщины металла, выбранного способа сварки и типа соединения. Как выполняется разделка кромок можно увидеть, если просмотреть видеоинструкцию, в которой показана сварка труб встык – видео с уроками сварки можно найти на сайтах соответствующих тематик.

 

Режимы сварки

Пример режима сваривания электродами

Пример режима сваривания электродами

Режим сварки определяется диаметром применяемого электрода, силой тока, выдаваемой сварочным аппаратом, напряжением, возникающим на дуге, родом тока (переменный или постоянный), его полярностью (обратная или прямая) и скоростью перемещения электрода. Если выполняется сварка труб в стык, то дугу необходимо вести так, чтобы свариваемые кромки успевали проплавляться и на них оседало требуемое количество металла присадка.

Сила тока выбирается в зависимости от вида шва, который планируется получить, а также ориентируясь на диаметр применяемого электрода. С целью повышения производительности необходимо использовать максимальную силу тока. Однако, она не должна быть чрезмерной, так как перегрев электрода приведет к его разрушению – осыпанию намазки, что, в свою очередь, плохо отразится на качестве шва.

При выборе полярности приходится учитывать, что анод в процессе работы нагревается сильнее, чем катод. Поэтому сварка труб малого диаметра с малой толщиной стенки проводится на обратной полярности. Это помогает снизить риск случайного прожога трубы.

 

Некоторые нюансы технологии

Сварка труб большого диаметра

Сварка труб большого диаметра

  • Такой процесс, как сварка неповоротных стыков труб является одним из наиболее сложных моментов в работе. Приступать к освоению этого вида сварки следует только после того, как человек приобретет уверенные навыки в выполнении швов в нижнем положении и освоит проведение потолочных и вертикальных швов. При проведении неповоротной сварки придется постоянно варьировать угол расположения электрода по отношению к поверхности трубы. Труба мысленно делится на две части по вертикальной оси, сварка каждого из участков производится последовательно. При выполнении этой работы мастеру приходится использовать три положения – нижнее, вертикальное и потолочное. Начинают работу с потолочного положения и заканчивают ее нижним.
  • При работе с толстостенным материалом иногда применяется сварка трубы на просвет – видео с описанием этого достаточно сложного процесса можно поможет понять, как проводится эта работа. Процесс требует тщательной подготовки кромок труб и самой привариваемой катушки. Угол разделки кромок должен составлять 60-70 градусов, а зазор между кромками выставляется в размере 2 – 2,5 мм. Притупление кромок не должно превышать 1,5-2 мм. Перед началом сварки катушку следует прихватить минимум в четырех местах. Выполнение корневого шва при этом методе сварки проводится при минимальном сварочном токе и на обратной полярности, сварка проводится на короткой дуге.
Трубы высокого давления

Трубы высокого давления

  • Особые требования к качеству соединений предъявляются, если выполняется сварка труб высокого давления. Напорные трубопроводы эксплуатируются в достаточно сложных условиях, поэтому соединения труб должно быть на сто процентов герметичным и надежным. Основным нормативными документами, регулирующими такой процесс, как сварка труб под давлением, являются СНиПы и созданные на их основе Сводные правила (СП 105-34-96), в которых прописаны регламенты проведения работ и правила оценки качества сварных швов.
  • При строительстве магистральных трубопроводов применяется, как автоматическая сварка труб, так и ручной способ работы. Дело в том, что ручные сварочные аппараты мобильны и позволяют выполнить сварку в труднодоступных местах.
  • Если свариваются трубы больших размеров вручную, то, как правило, работу одновременно выполняет несколько человек. Количество одновременно работающих над одним стыком сварщиков может достигать четырех человек. Если приходится работать вдвоем, то работа начинается от нижней части трубы с продвижением вверх по периметру в противоположные стороны. При желании и можно посмотреть, как производится сварка труб большого диаметра – видео с записью работы сможет дать ответы на все вопросы.
  • Если необходима сварка труб разного диаметра, то рекомендуется использовать специальные переходники.

Нужно заметить, что работе со сварочным аппаратом необходимо учиться. Например, если планируется самостоятельно построить автомобильный навес или теплицу с металлокаркасом, то придется освоить такой вид работы, как сварка профильных труб своими руками. Потребуется обучение и при желании самостоятельно построить водопровод ли другой вид инженерной коммуникации из металлических труб. Для этого потребуется не только внимательно изучить теорию, но и приобрести практические навыки, так как научиться сварному делу только по книгам невозможно.