Сварка труб электросваркой: особенности технологии

Сварка труб электросваркой производится с применением металлических электродов, служащих в качестве присадочного материала для заполнения сварочного шва и проводником электрического тока к дуге.

Качество сварного шва определяется в большей степени состоянием поверхностей свариваемых труб, от используемого электрода, который представляет собой металлический стержень со специальным покрытием, и точности совмещения торцов труб.

Свойства и характеристики электродов для сварки труб

Металлический стержень в центре электрода изготавливается из различной толщины электродной проволоки. При сварке труб применяют проволоку 2-5 мм толщиной.

Покрытие электродов делится на тонкое и толстое. Толстое покрытие означает более качественную обмазку. Электродная обмазка с тонким покрытием составляет около 1-2% массы металлического стержня. В качественном электроде обмазка составляет около 20-30% массы металлического стержня.

Образование шлака – основное свойство обмазки. Шлак представляет собой неметаллический сплав, который обладает меньшим удельным весом в сравнении со свариваемым металлом.

При сварке шлак всплывает наверх, создавая механический покров для расплавленного металла и защищая его от поглощения вредных для шва азота и кислорода из раскаленной окружающей среды.

Из-за более низкой температуры плавления в сравнении с основным металлом, шлак при затвердевании становится хрупким, благодаря чему сварщик с легкостью удаляет его со свариваемого шва легкими ударами прута электрода.

Шлакование шва – дефект электродуговой сварки труб, так как любое неметаллическое включение значительно понижает прочность шва.

Ручная дуговая сварка труб предполагает использование электродов Э-42 и Э-42А. Применяемые электроды должны быть оснащены обмазкой одинаковой толщины без трещин по всей поверхности электрода, местных утолщений и прочих наружных дефектов.

Диаметр электрода выбирают в соответствии с толщиной свариваемых труб:

• Соединения труб встык, имеющих толщину стенки до 5 мм, необходимо сваривать электродами 3 мм в диаметре при силе электрического тока в 100-250. А для поворотных стыков и 80-120А – для неповоротных стыков.
• Сварка металла большей толщины требует применения электродов 4-5 мм в диаметре.
• При выполнении многослойных стыковых швов первый слой производят 4мм электродом, чтобы обеспечить глубокий провар, следующие швы – большего диаметра электродами.
  

  Электроды с качественной обмазкой

Виды сварных соединений

При сварке труб электросваркой могут быть выполнены следующие типы соединений:

1. встык;
2. втавр;
3. внахлест;
4. в угол.

При сварке внахлест один из элементов накладывают на другой. Ширина нахлеста, как правило, составляет не меньше двойного значения толщины металла.

По положению проведения сварки различают следующие виды швов:

• горизонтальные;
• вертикальные;
• нижние;
• потолочные.

Нижний шов считают наиболее удобным для сварки. Он расположен внизу под электродом, тогда как сварку производят сверху.

Горизонтальный шов выполняется по окружности трубы, которая установлена вертикально. Вертикальный шов производят сбоку отвесно установленной трубы, которая сваривается по длине. Потолочный шов производится над головой сварщика.

Лучше всего сваривать трубопровод в нижнем положении (швы поворотные). Только замыкающие установочные стыки выполняют неповоротными.

Трубы из стали, как правило, соединяются встык. Подобное соединение труб в обязательном порядке требует провара кромок по всей толщине стенок.

С целью уменьшения наплывов во внутренней части трубы угол наклона электрода относительно горизонтальной плоскости должен составлять около 45° (не более).

При сварке Т-образных и стыковых соединений труб малого диаметра используют электроды типа Э-42А и Э-42 диаметром 3мм. Силу тока устанавливают на уровне 80-110А. В высоту сварной шов должен быть 2-3мм, в ширину – 6-8мм.

Сварка соединений внахлест требует применения таких же электродов, а сила тока устанавливается на уровне 110-120А. Высота сварного шва при этом составляет3 мм, ширина – 6-8 мм.

Подготовительные работы

Перед сваркой необходимо выполнить следующий комплекс работ:

• очистить трубы от грязи, мусора и грунта;
• выправить или обрезать деформированные торцы трубы;
• при дуговом способе сварки очистить кромки, внутреннюю и наружную прилегающие к кромкам поверхности до металлического блеска на ширину не меньше10 мм.

Сварка квадратных труб требует таких же подготовительных мер.

Описание сварочного процесса

Сварку стыков производят непрерывно до полного приваривания всего стыка. Трубопроводы сваривают без применения подкладочных колец. Дуговая сварка неповоротных и поворотных стыков с толщиной стенок не более 6 мм выполняется в два и более слоя, 6-12 мм – в три слоя; свыше 19 мм – в четыре.

Технология сварки труб такова, что каждый накладываемый слой шва следует очищать от шлака и только потом начинать наложение последующего. Первый слой обычно обеспечивает полный провар корня стыка.

Сварка труб с толщиной стенок более 8мм предполагает наложение первого слоя ступенчатой сваркой, последующих – сплошной. Окружность стыка при ступенчатой сварке разбивается на ряд участков, свариваются сначала участки, расположенные через один, а затем пропущенные.

Первый сварочный слой считают наиболее ответственным. Наложение данного слоя требует полного расплавления притупления и кромок. Затем его тщательно осматривают на наличие трещин. При обнаружении трещин их вырубают или выплавляют, а затем вновь сваривают данные участки.

Второй и третий слой свариваются при медленном поворачивании трубы. Начало и конец всех слоев смещают на 15-30 ммотносительно начала и конца предыдущего слоя.

Завершающий шов делают с ровной поверхностью и плавным переходом к основному металлу.

Многослойная сварка требует ведения каждого последующего слоя в обратном направлении относительно предыдущего, а замыкающие точки каждого слоя должны располагаться вразбежку относительно друг друга, что улучшит качество сварки труб.

По окончанию сварки каждого слоя образовавшийся шов, а также прилегающую зону необходимо очистить от брызг и шлака для улучшения сплавления слоев.

Совет! По окончанию сварочных работ следует позаботиться о том, как правильно красить трубы, чтобы предотвратить их наружную коррозию.