Termokings.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Технология сварки труб ручной дуговой сваркой

Распространенная при прокладке различных трубопроводов метода состыковки зависит от размеров и подвижности деталей. Различают 3 методики ручной электродуговой сварки труб большого диаметра:

  • электродами с покрытием;
  • электродами в среде защитного газа;
  • аргонно-дуговая.

Качество и состав соединяемого материала определяют режимы работы и значение тока:

  • переменный;
  • постоянный обратной полярности;
  • постоянный прямой полярности.

Переменный ток применяют при сварке алюминия. Импульсная подача не позволяет дуге и металлу сильно разогреться и образовать прожоги.

Обратная полярность, когда на деталь подключают минус, дает больший нагрев и мощность. Металл трубы на стыке и электрод прогреваются сильнее.

Описание

Технология сварки трубопроводов ручная дуговая сварка обеспечивает наилучшее, прочное соединение. Для защиты шва от окисления используют флюс – обмазку электрода или среду газа.

При прохождении тока через стальной лист и электрод на его конце возникает электрическая дуга. Она начинает согревать кромки соединяемых труб и расплавлять их. Создается сварочная ванна из расплавленных металлов соединяемых деталей и электрода.

Рабочий направляет электродом жидкую ванну, смешивая металлы и создавая шов. Окислы и газы поднимаются на поверхность, образуя пленку. Шлак защищает горячий шов от контакта с воздухом и резкого охлаждения.

Инструкция

Зачистить кромки перед началом обработки, значит избежать внутренних дефектов. Следует проверить их угол разделки, выставить и зафиксировать в 3 – 4 местах, в зависимости от диаметра.

Прихватки делаются той же маркой электродов, что будет производиться сварка корневого шва.

Следует соблюдать технику безопасности: одеть спецодежду, проверить исправность оборудования. Включив сварочный аппарат, настроить рабочие режимы.

Техника сварки покрытыми электродами.

В процессе ручного дугового сваривания при помощи специальных покрытых металлических электродов сварочная дуга проходит с электрода на поверхность металлоизделия, и таким образом оплавляет свариваемые кромки, а также расплавляет металл самого электрода и покрытие. В результате кристаллизации металла, который был расплавлен, образуется сварочный шов.

Напомним, что составляющими электрода являются стержень и покрытие, как показано на рисунке 1. В большинстве случаев стержень сварочного электрода представляет собой проволоку, а покрытие – это сложное многокомпонентное соединение металлов и их оксидов. Существует немало разновидностей электродного покрытия, которые различаются по свойствам и функционалу: шлакообразующие, газообразующие, пластификаторы и связующие.

Виды оборудования

Техника ручной дуговой сварки требует сварочный аппарат, который является обязательным атрибутом любого сварочного процесса, в том числе, и при необходимости выполнить соединение труб.

Для этих целей можно использовать либо обыкновенный сварочный трансформатор, либо выпрямитель, либо инвертор. В настоящее время в специализированных магазинах предлагается большой выбор техники данного вида.

Следует отметить, что сварочный аппарат, который подходит для использования в бытовых условиях, стоит намного дешевле профессиональной техники данного вида.

Основным элементом такого устройства является трансформатор, который и вырабатывает ток с необходимыми характеристиками.

Определяется классификация трансформатора и его параметры маркировкой, которая нанесена на каждый аппарат. Сварочный трансформатор должен соответствовать ГОСТ и отвечать определенным стандартам, соблюдаться классификация.

Каждый сварочный аппарат имеет определенные режимы функционирования, которые определяются, исходя из поставленных задач.

Любой аппарат для сварки должен содержать в комплекте и специальные кабеля, размеры и сечения которых определяет ГОСТ.

Как правило, для сварки труб подходит практически любой аппарат, который может обеспечить требуемые способы работы.
Видео:

В настоящее время соединение труб методом сварки осуществляется несколькими различными способами. Очень часто производится варка встык или внахлест.

Также для труб подходят тавровые и угловые типы выполнения соединения. Чтобы выполнить необходимое соединение, в некоторых случаях могут быть использованы либо горизонтальные, либо вертикальные положения шва.

Кроме этого, достаточно редко используется нижнее или потолочное положение. Рекомендуется для соединения труб использовать соединение непосредственно встык, так как в этом случае кромки будут проварены по всей своей площади.

В том случае, если у труб большая толщина стенок, то на их поверхность следует в обязательном порядке накладывать как наружные, так и внутренние швы.

Чтобы варить было удобней, рекомендуется использовать специальные электрододержатели для ручной дуговой сварки. О том, как работает сварочный трансформатор, подробно рассказано на видео выше.

Техника и технология ручной дуговой сварки

По сравнению с другими видами сварки, ручная сварка требует больше навыков и умений от сварщика, так как все операции выполняются вручную.

Условно выполнение сварочного шва можно разделить на три этапа: зажигание дуги, выполнение шва, окончание сварки или заварка кратера.

Существует два способа зажигания сварочной дуги — касанием и чирканьем. По окончанию сварки нельзя сразу обрывать дугу, иначе в месте окончания образуется кратер. Перед тем как оборвать дугу ее сначала перемещают на верхний край сварной ванны, а потом резко обрывают. При окончании сварки можно также использовать технику заварки кратера.

Читать еще:  Характеристики и применение оцинкованной сварной сетки

Техника выполнения шва зависит от пространственного положения, типа соединения, толщины сварных деталей, протяжности соединения и доступности шва. Во время сварки покрытым электродом от сварщика требуется одновременно перемещать электрод в трех направлениях.

Ручная дуговая сварка стыковых швов в нижнем положении

Чтобы избежать прожогов при выполнении корневого шва или сварке тонких деталей используют съемные медные или стальные подкладки.

Ручная дуговая сварка угловых швов в нижнем положении

Сварка угловых швов в нижнем положении выполняется при сварке угловых, тавровых и нахлесточных соединений. Угловые швы в нижнем положении с катетом шва до 10 мм свариваются за один проход, электродами до 5 мм без колебательных движений концом электрода.

Ручная дуговая сварка в вертикальном положении

При сварке вертикальных швов сварку можно вести снизу вверх (на подъем) и сверху вниз (на спуск). Силу сварочного тока при сварке в вертикальном положении уменьшают на 10% по сравнению из нижним положением, а сварку ведут короткой дугой. Это необходимо для того, чтобы жидкий металл не вытекал из сварочной ванны. Использовать сварочные электроды допускающие сварку в вертикальном положении.

Ручная сварка горизонтальных швов


Сварка горизонтальных швов выполняется вертикально расположенным электродом. Ток уменьшается на 15-20% по сравнению с нижним положением, а сварку ведут короткой дугой. При подготовке кромок делается скос только верхней кромки, скос нижней кромки не требуется. Начинают сварку на нижней кромке, а потом перемещают дугу на верхнюю кромку. Соединения толщиной более 8 мм сваривают многопроходными валиками.

Ручная сварка в потолочном положении

При сварке в потолочном положении расплавленный металл пытается вытечь вниз из сварочной ванны, поэтому сварку выполняют только короткой дугой. Силу сварочного тока уменьшают на 15-20% по сравнению с нижним положением. Детали толщиной более 8 мм сваривают многопроходными швами.

Газы, которые выделяются при плавлении электродных покрытий, поднимаются вверх и могут остаться в сварном шве. Чтобы избежать этого используют только хорошо просушенные электроды.

Валики шва накладываются в разделку тремя способами: лесенкой, полумесяцем и обратно-поступательно.

Выполнение сварки

Если вы новичок в сварочном деле, не стоит сразу же приниматься за сложные задачи. Лучшим вариантом будет посмотреть некоторые обучающие видео и потренироваться на тренировочных изделиях. Также не помешает небольшая консультация с профессионалом.

Подготовка к сварке

Перед тем как приступить к сварке, нужно провести проверку всех используемых инструментов, а также выполнить некоторые действия, в число которых входит:

  • полная проверка труб, все их данные должны соответствовать тем, которые указаны в проекте;
  • вся поверхность металла, которая будет задействована в работе, должна быть очищена от различных жировых пятен, следов масла и ржавчины;
  • проведение замера кромок, торца, величину притупления;
  • в том случае если результаты, полученные с предыдущего шага, не соответствуют данным в проекте, производится обработка кромок до нужного значения.

Установка прихваток

После выполнения всех подготовительных работ, нужно произвести установку электродов (прихваток). Из-за того, что прихватки являются составляющей шва, в качестве них должны устанавливаться точно такие же электроды, которые будут использоваться в дальнейшем.

Если диаметр свариваемой трубы меньше тридцати сантиметром, в этом случае нужно установить четыре прихватки. Если же значение больше тридцати сантиметров, то прихватки нужно устанавливать равномерно, с шагом примерно 20-25 см.

Процесс сваривания поворотным методом

Монтаж трубопровода требует, чтобы бы максимально возможное количество швов было расположено в нижнем положении. Поэтому идеальной для этого является сварка поворотным методом. Если толщина трубы больше двенадцати миллиметром, необходимо выполнять тройной шов.

Первый слой варится с помощью электрода, толщиной от двух до четырех миллиметров. Следующие слои, вне зависимости от их количества, выполняются электродами с большей толщиной. Процесс работы выполняется следующим образом:

  • стык трубы визуально делится на четыре примерно одинаковые части;
  • первым шагом является выполнение сварки в первых двух секторах, которые находятся верхней части трубы;
  • после выполнения предыдущего шага, труба разворачивается и выполняется сварка оставшихся секторов;
  • далее швы провариваются второй раз в такой же последовательности;
  • и наконец варится третий шов, он выполняется за один раз, в процессе работы трубу нужно поворачивать.

Сварка тонколистового металла

При дуговой сварке на весу стыковых соединений из металла толщиной 0,5—3 мм возможно сквозное проплавление дугой кромок с образованием отверстий, трудно поддающихся последующему исправлению. Вместе с тем из-за ограниченной возможности регулирования тепла дуги прямого действия помимо прожогов в таких швах обнаруживаются непровары, шлаковые включения и другие дефекты.

Для обеспечения необходимого качества сварки тонколистовой стали применяют отбортовку кромок, временные теплоотводящие подкладки, остающиеся стальные подкладки или расплавляемые элементы, электроды со специальным покрытием, специальное сварочное оборудование.

Читать еще:  Особенности сварочных аппаратов Fubag, что нужно знать перед покупкой

Сварку с отбортовкой кромок выполняют главным образом на постоянном токе металлическим или угольным электродом. Хорошие результаты достигаются при установке кромок в наклонное положение (45—65°) и при сварке на спуск.

Для подбора диаметра металлического электрода и тока при сварке стыковых соединений из тонколистовой стали можно пользоваться данными табл. IX.7. При сварке нахлесточных соединений ток увеличивают на 10—15, при сварке тавровых соединений — на 15—20%.

IX.7. Режимы ручной дуговой сварки стыковых соединений из тонколистовой стали

Угольный электрод применяют диаметром 6—10 мм, сварочный ток должен быть 120—140 А, полярность прямая.

В качестве временных теплоотводящих подкладок используют массивные медные и бронзовые плиты (бруски). Сборку осуществляют без зазора, обеспечивая плотное прилегание свариваемых листов к подкладке.

Для стыковых соединений применяют стальную остающуюся подкладку, если это допускается проектом. Сварку ведут с проплавлением элементов из тонколистовой стали и приваркой их к стальной подкладке. Применяют также присадочный пруток или стальную полосу, укладываемые вдоль свариваемых кромок, которые расплавляют дугой вместе с кромками основного металла.

Для сварки на малых токах используют электроды со специальным покрытием (марок ОМА-2 и др.) и постоянный ток обратной полярности. При этом применяют источники питания дуги с повышенным напряжением холостого хода, допускающие регулирование малых токов (например, преобразователь ПСО-120, выпрямители ВКСГ-30, ВД-101 и др.).

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.

Подготовка к сварочным работам

Перед началом сварочных работ нужно заблаговременно подготовить все необходимое оборудование и инструменты. Вам понадобится:

  • сварка с кабелями и держателем;
  • маска (чаще всего забывается);
  • рукавицы или краги (холщевые, брезентовые, замшевые);
  • щетка по металлу;
  • молоточек для удаления шлака.

Визуально проверьте сварочные кабеля, не повреждена ли у них изоляция, иначе может произойти короткое замыкание или возникнет большой риск поражения током. Выберите для себя лучший вариант: сварочная маска или сварочный щиток с ручкой, так как каждый из них имеет свои преимущества (новичкам советуется использовать щиток). Рукавицы ни в коем случае не должны быть из легко воспламеняемого материала или синтетики. При попадании брызг они мгновенно плавятся (воспламеняются), тяжело снимаются и могут прикипеть к коже.

Выбор режима ручной дуговой сварки

Дуговую сварку контролируют ряд параметров, а именно:

  • сварочный ток
  • напряжение дуги
  • скорость сварки
  • род и полярность тока
  • положение шва в пространстве
  • тип электрода и его диаметр

Поэтому перед началом работы следует подобрать значения этих параметров так, чтобы сварочный шов получился требуемого размера и хорошего качества.

1.1 Сварочный ток (выбор сварочного тока посредством подбора диаметра электрода)

Важнейшим параметром при работе ручной дуговой сварки является сила сварочного тока. Именно сварочный ток будет определять качество сварочного шва и производительность сварки в целом.

Обычно рекомендации по выбору силы сварочного тока приведены в инструкции пользователя, которая поставляется в комплекте со сварочным аппаратом. Если таковой инструкции нет, то силу сварочного тока можно выбрать в зависимости от диаметра электрода. Большинство производителей электродов размещают информацию о величинах сварочного тока прямо на упаковках своей продукции.

Диаметр электрода подбирают в зависимости от толщины свариваемого изделия. Однако помните, что увеличение диаметра электрода уменьшает плотность сварочного тока, что приводит к блужданию сварочной дуги, её колебаниям и изменениям длины. От этого растет ширина сварочного шва и уменьшается глубина провара – то есть качество сварки ухудшается. Кроме того, уровень сварочного тока зависит от расположения сварочного шва в пространстве. При сварке швов в потолочном или вертикальном положении рекомендуется диаметр электродов не меньше 4 мм и понижение силы сварочного тока на 10-20 %, относительно стандартных показателей тока при работе в горизонтальном положении.

Читать еще:  Электросварка металлов: виды, технологии, особенности
Таблица 1.1
Примерное соотношение толщины металла, диаметра электрода и сварочного тока
Толщина металла, мм0,51-234-56-89-1213-1516
Диаметр электрода, мм11,5-233-444-556-8
Сварочный ток, А10-2030-4565-100100-160120-200150-200200-250200-350

1.2 Напряжение дуги (длина сварочной дуги)

После того, как сила сварочного тока определена, следует рассчитать длину сварочной дуги. Расстояние между концом электрода и поверхностью свариваемого изделия и определяет длину сварочной дуги. Стабильное поддержание длины сварочной дуги очень важно при сварке, это сильно влияет на качество свариваемого шва. Лучше всего использовать короткую дугу, т.е. длина которой не превышает диаметр электрода, но это достаточно тяжело осуществить даже при наличии солидного опыта. Поэтому оптимальной длиной дуги принято считать размер, который находится между минимальным значением короткой дуги и максимальным значением (превышает диаметр электрода на 1-2 мм)

Таблица 1.2
Примерное соотношение диаметра электрода и длины дуги
Диаметр электрода, мм11,5-233-444-556-8
Длина дуги, мм0,62,53,544,555,56,5

1.3 Скорость сварки

Выбор скорости сварки зависит от толщины свариваемого изделия и от толщины сварочного шва. Подбирать скорость сварки следует так, что бы сварочная ванна заполнялась жидким металлом от электрода и возвышалась над поверхностью кромок с плавным переходом к основному металлу изделия без наплывов и подрезов. Желательно поддерживать скорость продвижения так, что бы ширина сварочного шва превосходила в 1,5-2 раза диаметр электрода.

Если слишком медленно перемещать электрод, то вдоль стыка образуется достаточно большое количество жидкого металла, который растекается перед сварочной дугой и препятствует её воздействию на свариваемые кромки – то есть результатом будет непровар и некачественно сформированный шов.

Неоправданно быстрое перемещение электрода тоже может вызывать непровар из-за недостаточного количества тепла в рабочей зоне. А это чревато деформацией швов после охлаждения, вплоть до трещин.

Наиболее простой способ подбора скорости сварки ориентирован на приблизительно среднее значение размеров сварочной ванны. В большинстве случаев сварочная ванна имеет размеры: ширина 8–15 мм, глубина до 6 мм, длина 10–30 мм. Важно следить, что бы сварочная ванна равномерно заполнялась плавленным металлом, т.к. глубина проплавления почти не изменяется.

На рисунке видно, что при увеличении скорости заметно уменшается ширина шва, при этом глубина проплавления остается почти неизменной. Очевидно, что наиболее качественные швы (в этом примере) – при скоростях 30 и 40 м/ч.

1.4 Род и полярность тока

У большинства моделей бытовых аппаратов для ручной дуговой сварки на выходе путем выпрямления переменного тока образуется постоянный сварочный ток. При использовании постоянного тока возможны два варианта подключения электрода и детали:

  • При прямой полярности деталь подсоединяется к зажиму «+», а электрод к зажиму «-»
  • При обратной полярности деталь подключается к «-», а электрод – к «+»

На положительном полюсе выделяется больше тепла, чем на отрицательном. Поэтому обратную полярность при работе с электродами применяют во время работ по сварке тонколистового металла, чтобы его не прожечь. Можно использовать обратную полярность при сварке высоколегированных сталей во избежание их перегрева, а на прямой полярности лучше варить массивные детали

Низколегированные стали — это конструкционные стали, в которых содержится не больше 2,5% легирующих элементов (углерода, хрома, марганца, никеля и т.д., причем углерода не должно быть более 0,2 %), широко применяются в строительстве, судостроении, трубопрокатном производстве. Сварку низколегированных сталей можно производить как ручным способом, так и автоматически, вне зависимости от полярности тока.

1.5 Зажигание (возбуждение) сварочной дуги

Зажигание (возбуждение) сварочной дуги можно производить 2-мя способами.

Первый способ: Чиркаем концом электрода о поверхность металла (напоминает движение зажигаемой спички). Данный способ чаще всего применяют на новом электроде. Этот метод прост и особых профессиональных навыков не требует.Второй способ можно назвать «касанием», т.к. электрод подводят вертикально (перпендикулярно) к месту начала сварки и после легкого прикосновения к поверхности изделия отводят верх на расстояние примерно в 3-5 мм. Чаще всего этот способ применяют в труднодоступных, узких и прочих неудобных местах.

Навигация по руководству для новичков в РДС

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×