Как сварить трубы разного диаметра

Как сваривать трубы

Существует несколько способов сварки трубопроводов (стальных). Но появление инверторов отодвинуло все способы, и теперь сварка труб в быту проводится именно этим аппаратом. Во-первых, это простота сварочного процесса, во-вторых, доступность и высокая безопасность. Тем более, технология сварки труб не очень сложная, главное правильно провести подготовку и выбрать необходимые расходные материалы.

Подготовка труб к сварке

Сварочный процесс начинается именно с подготовки. В первую очередь нужно выбрать электроды, которыми трубы и будут свариваться. Здесь два критерия выбора: материал, из которого делается металлический стержень, и обмазка – материал, покрывающий стержень.

Для сварки металлических труб используются плавящиеся электроды и неплавищиеся. В первых стержень плавится, во вторых нет. Во втором случае используется дополнительный материал – присадка, которая и заполняет собой сварочный шов. Практика показывает, что сварка труб плавящимися электродами сегодня в бытовых условиях используется чаще. Просто потому что этот способ проще.

Теперь, что касается обмазки электродов. Здесь несколько позиций, где используются различные материалы для образования защитной поверхности.

Рутиловые.
Кислотные.
Рутилово-кислотные.
Целлюлозные.
Рутилово-целлюлозные.
Основные.

У каждой позиции свои плюсы и минусы, поэтому при выборе необходимо учитывать условия сварки трубопроводов. Но есть среди них универсальный вариант – это электроды с основным покрытием. К данной категории относятся такие марки электродов, как УОНИ, ОЗС, ВИ, ЭА, НИАТ, ОЗШ и другие менее известные. Начинающим сварщикам рекомендуется проводить сварку труб электродами УОНИ.

Перед тем как сварить две трубы, необходимо понять, что существует несколько видов сварных соединений.

Встык, когда две трубы располагаются напротив друг друга.
Внахлест, так обычно соединяются две трубы разного диаметра, или одинакового диаметра, только одна из труб развальцовывается, то есть, ее диаметр механическим способом увеличивается.
Тавровое соединение, когда два трубопровода стыкуются в перпендикулярных плоскостях.
Угловое соединение, когда стык производится под углом меньше 90°.

Кстати, вариант под номером один кажется очень простым. Но в нем таится сложность самого процесса. Во-первых, варить такой шов лучше в нижнем положении, это когда электрод в стык соединения подается сверху. Во-вторых, проварить металл надо во всю толщину стенки.

И еще несколько полезных советов.

Для сварки трубопроводов встык и тавр лучше всего использовать электроды диаметром 2-3 мм.
Режим сварки, то есть, величина устанавливаемого тока должна быть в пределах 80-100 ампер. При сварке внахлест силу тока нужно поднять до 120 А.
Заполняемость сварочного шва должна быть такой, чтобы над плоскостью трубы металл поднимался на 2-3 мм.
Сварка профильных труб (квадратных) производится точечно. То есть, сначала сваривается небольшой участок на одной стороне, затем на противоположной, после на соседней и далее на противоположной соседней. После чего производится полная сварка стыков. Цель – чтобы труба не покоробилась в процессе ее нагрева.

Перед тем как варить трубы электросваркой, их необходимо подготовить. В основном это касается кромок. Вот последовательность, как это надо делать.

Проверяются геометрические размеры на соответствие проводимому монтажу трубопроводов. Могут стыковаться трубы с разной толщиною стенки, что может привести к не провару толстой трубы или к прожогу тонкой.
В разрезе трубопровод должен быть круглым, а не овальным или другой формы. Это просто обеспечит качество сваренного стыка и упростит сам процесс.
Стенки труб должны быть без дефектов: трещин, заломов, расширений и так далее.
Срез кромки должен быть прямым (90°).
Кромки защищаются до металлического блеска (используется щетка, наждачка). Длина зачищаемого участка – не меньше 1 см от кромки.
Удаляются масляные и жировые пятна, краска, обязательно торцы обезжириваются при помощи любого растворителя.

И хотя электроды УОНИ не являются капризными, то есть, с их помощью можно заварить даже ржавые детали, на качество шва влияют любые дефекты металла. Поэтому стоит уделить немного времени для подготовки кромок трубопровода.

Сварка стальных труб

Сварка труб круглого сечения производится беспрерывным швом. То есть, если процесс начался с одной точки, то он должен закончиться на ней же, не отрывая электрода от свариваемой поверхности. При сварке труб большого диаметра (свыше 110 мм) одним электродом заполнить шов невозможно. Поэтому необходимо применять многослойную сварку, где количество слоев определяется толщиною стенок труб. К примеру:

Если толщина стенки 6 мм, то достаточно и двух слоев металла.
6-12 мм – сварка производится в три слоя.
Больше 12 мм – больше четырех слоев.

Внимание! Многослойная сварка производится с одним требованием. Перед нанесением последующего слоя предыдущих должен остыть.

Сборка трубопровода

Перед тем как сваривать трубы, чтобы упростить поставленную задачу, необходимо собрать сварочный стык. То есть, устанавливаете трубы согласно конструкции сборки, зажимаете их, чтобы они не двигались и не смещались. После чего делается прихватка. Это когда делается точечная сварка в одном месте, если трубопровод собирается из изделий большого диаметра, то прихватку можно делать в нескольких местах.

В принципе, все готово, можно варить трубопровод. Казалось бы, на этом разговор о сварке можно было бы и завершить. Но для начинающих сварщиков он только начинается, потому что сварочный процесс, связанный со сборкой трубопроводов, это большое количество нюансов. Вот только некоторые из них, которые необходимо взять на вооружение.

Варить трубы толщиною более 4 мм можно коренным швом, это когда металл заполняет пространство между кромками во всю глубину, и валковым, когда сверху шва образуется валик высотою 3 мм.
При соединении труб диаметром 30-80 мм вертикальным швом технология чуть отличается от нижнего расположения шва. Сначала заполняется объем 75%, затем остальное пространство.
При многослойной технологии сварки горизонтальный шов варится двумя слоями так, чтобы последующий наносился в противоположном направлении, чем предыдущий.
Точка соединения слоя нижнего не должна совпадать с такой же точкой слоя верхнего. Замковая точка – это конец (начало) шва.
Обычно при сварке труб последние надо все время поворачивать. Делают это вручную, поэтому необходимо знать, что оптимальный сектор поворота 60-110°. Просто в этом диапазоне шов располагается в удобном для сварщика месте. Его длина самая максимальная, и это позволяет контролировать беспрерывность шовного соединения.
Самое сложно, как считают многие сварщики, это поворачивать трубопровод сразу на 180° и при этом соблюсти качество сварного шва. Поэтому при таком повороте рекомендуется технологию сварки изменять. То есть, сначала проваривается шов на глубину до 2/3 одним или двумя слоями. Затем трубопровод поворачивается на 180°, где шов заполняется полностью в несколько слоев. Далее опять идет поворот на 180°, где шов до конца заполняется металлом электрода. Кстати, такие стыки называются поворотными.
Но есть и неповоротные стыки, это когда труба к трубе приваривается в неподвижной конструкции. Если трубопровод расположен горизонтально, то варить стык между его частями надо, разделив его на две части. Сварка начинается с нижней точки (потолочной) и перемещается к верхней. Точно также сваривается и вторая половина стыка.

И последний этап в технологии сварки труб – это контроль качества шва. Его необходимо обстучать молотком, чтобы сбить шлак. Затем визуально проверить на наличие трещин, выемок, сколов, прожогов и не проваров. Если трубопровод предназначен для жидкостей или газов, то после сборки в него запускают воду или газ, чтобы проверить на предмет протечек.

Процесс сварки на самом деле мероприятие ответственное. И только опыт сварщика может с первого раза гарантировать качество конечного результата. Но опыт – дело наживное. Предлагаем посмотреть видео – как правильно варить стальные трубы.

Как правильно варить трубы электросваркой

Нередко можно услышать мнение, что сварка труб не является чем-то уж слишком особенным и, если потребуется, справится с такой задачей сможет даже любитель. Действительно, на первый взгляд может показаться, что это так и есть. Крупные поверхности с хорошо подогнанными и обработанными кромками – все условия для формирования качественного шва соблюдены. Осталось только поднести электрод и.

А вот здесь уже начинается практика, у которой совершенно другие законы, нежели у теории. Оказывается, выполнить подобную работу очень сложно. Особенно, если речь идет о создании трубопровода высокого давления. Малейший дефект сварочного шва приводит к прорыву магистрали. Именно поэтому к подобным проектам привлекают исключительно высококвалифицированных специалистов.

Технология сварки трубопроводов

Наиболее распространенный метод сварки труб – электродуговой. По сравнению с альтернативной газовой данная технология характеризуется простотой и надежностью. Для начала процесса потребуется минимальный набор инструмента, а результат будет соответствовать наиболее жестким нормативным требованиям. Но чтобы добиться нужного качества требуется профессиональный подход к использованию возможностей сварки.

Подбор электродов

Не менее важным для получения высококачественных швов является использование проверенных расходных материалов. Плохие электроды станут непреодолимым препятствием на пути к достижению нужного результата. Лучшими на сегодняшний день считаются такие марки:

АНО-21, АНО-24 и МР-3

Основные приемы сварки труб

Соединение частей магистральных трубопроводов может выполняться разными способами:

Варить трубу встык. Соединяемые поверхности располагают напротив. Это самый распространенный способ, который характеризуется простотой исполнения. Однако, есть и некоторые сложности. Справится с ними будет намного проще, если учесть некоторые нюансы. Во-первых, сварочный шов лучше формировать по направлению от нижней части вверх. Во-вторых, металл следует проваривать на всю толщину стенки трубы.
Внахлест. Метод может использоваться только в случаях, когда соединяемые поверхности имеют небольшие различия в диаметре и один из них плотно входит в другой. это может быть разница в размерах труб или же специальная механическая обработка торцевой части одной из них – развальцовка.
Тавровое. Такой способ соединения подразумевает расположение поверхностей под прямым углом относительно друг друга.
Угловое. Две части соединяются между собой под углом меньше 90 градусов.

Советы и рекомендации

Хорошее качество сварного шва получается не сразу. Только со временем приходит опыт и требуемая сноровка. Чтобы конечный результат был как можно лучше, стоит следовать советам специалистов со стажем:

При стыковом или тавровом способах соединения деталей желательно использовать электроды толщиной 2-3 мм. Именно они показывают самый лучший результат.
Силу тока рекомендуется выставлять в диапазоне 80-100 ампер. Если сварка выполняется внахлест, то этот показатель можно увеличить до 120 ампер.
При заполнении сварочной ванны следует ориентироваться с высотой наплава: он должен выступать над металлической поверхностью на 2-3 мм.
Если выполняются работы с профильными трубами (сечение не круглое, а квадратное или прямоугольное), то применяется точечный способ соединения.

Несколько слов о точечном методе соединения заготовок. Он еще называется «прихватом» и сводится к тому, что свариваются небольшие участки на диаметрально противоположных сторонах. И только после этого ложится цельный шов. Подход исключает вероятность того, что одну из частей «уведет» под воздействием температуры.

Подготовка

Качество работы зависит не только от марки электродов и профессиональных навыков исполнителя. Немаловажную роль в этом играет и предварительная подготовка свариваемых поверхностей. Ее суть сводится к выполнению нескольких операций:

проверяется соответствие двух соединяемых элементов требованиям выбранному способу сварки. Важно учесть, что трубы должны быть не только соответствующего диаметра, но и с одинаковой толщиной стенок. В противном случае не выйдет хорошо прогреть толстую стенку или же, наоборот, тонкая просто расплавится;
на свариваемых поверхностях не должно быть совершенно никаких дефектов. Заломы, трещины и деформации любого вида не допускаются. Если пренебречь, то «скромные» недостатки под воздействием температурного расширения вырастут в большую проблему и приведут к разрушению конструкции;
ни в коем случае нельзя допускать перекос в срезе заготовки, которая будет свариваться под углом в 90 градусов. Из-за такого, казалось бы, небольшого недочета в итоге шов окажется ослабленным и вероятность разрушения стыка в процессе эксплуатации высока;
кромки зачищаются до металлического блеска. С этой целью можно использовать любые абразивы по металлу: щетку, наждачную бумагу или электроинструмент;
в процессе подготовки с поверхности удаляются следы жира, краски, ржавчина и прочие загрязнения. Самыми эффективными в этом плане очистителями являются химические растворы.

Особенности сварки труб

Технологические операции по свариванию труб предполагают соблюдение основных правил и принципов:

непрерывность сварочного шва. Обогнув трубу по кругу, он должен закончиться в начальной точке. Нельзя допускать отрывов электрода в процессе формирования ванны. В случаях, когда диаметр трубы слишком велик и невозможно выдержать данное правило, применяется принцип многослойного сваривания. Число накладываемых слоев должно сопоставляться с толщиной стенок. Стенки толщиной менее 6 мм провариваются в два слоя, 6-12 мм – 3 слоя, свыше 12 мм – 4 слоя. Каждый последующий слой наносится после полного остывания предыдущего;
перед началом сварочных работ обе трубы нужно хорошо зафиксировать. Можно использовать точечное соединение – прихватку поверхностей, чтобы исключить перемещение деталей и создать прочный шов без лишних проблем;
если толщина стенок превышает 4 мм, рекомендуется создание коренного шва. Он нужен для того, чтобы на полную глубину заполнить пустоту между соединяемыми участками труб. Альтернативой данному методу является валковый способ, подразумевающий формирование поверх шва валика толщиной около 3 мм;
проверка качества. Шов простукивается молотком. Сбивается шлак и можно визуально осмотреть результат работы.

Если магистраль будет эксплуатироваться под давлением, то в обязательном порядке проводится тестовый запуск. Он дает возможность проверить герметичность стыков и своевременно устранить выявленные недостатки.

Как можно сварить трубу электросваркой?

Стальные трубы разного диаметра и толщины стенок могут использоваться при подаче питьевой воды и горячего теплоносителя, а также природного газа. Давление в них может достигать значительной величины, поэтому необходимо представлять, как варить такие трубы электросваркой качественно и надёжно. Кроме навыка, потребуется знать состав свариваемых труб, найти соответствующие электроды или проволоку и правильно подобрать параметры работы сварочного аппарата. Мы подробно расскажем о способах соединения труб, о необходимой аппаратуре и расходных материалах для этого непростого процесса.

Необходимое оборудование и материалы для электросварки труб

Перед тем как сваривать трубы электросваркой необходимо подготовить оборудование и расходные материалы, перечень которых зависит от состава металлического трубопровода. Трубы из низкоуглеродистых сталей диаметром менее 100 мм с толщиной стенок от 2 мм до 10 мм свариваются покрытыми электродами от 2,5 мм до 5 мм в диаметре. При этом можно пользоваться как сварочным трансформатором, так и инвертором ММА. Если трубы тонкостенные, оцинкованные, медные или нержавеющие, то необходимо использовать аппараты TIG или MIG с ручной или полуавтоматической подачей проволоки.

При работе методами TIG, MIG/MAG нужно определять необходимую полярность подключения, а в ряде случаев пользоваться инертным или активным газом. Сварка труб электросваркой требует определённого опыта и нуждается в точном подборе сварочной проволоки и электродов в соответствии с химическим составом заготовок. В этом случае можно сварить оцинковку, сплавы металлов и другие, сложные для соединения материалы. Для работы сварщика необходим набор следующего оборудования и инструментов:

сварочный аппарат, универсальный и недорогой инвертор MMA+TIG является наиболее предпочтительным;
соответствующие толщине и составу металла покрытые или вольфрамовые электроды;
углошлифовальная машина (болгарка) с набором дисков;
в случае применения способов TIG или MIG/MAG, соответствующий газ с баллонами, редукторами, горелкой в комплекте с еврорукавом;
спецодежда, рукавицы и сварочная маска;
молоток и металлическая щётка для очистки остывшего шва от нагара и шлака;
растворитель для очистки стыка от загрязнений;
дефектомер, позволяющий определить целостность шва;
машинка для торцовки и снятия фаски со стыков труб.

Можно обойтись упрощённым перечнем необходимых инструментов, что может несколько снизить качество сварки, но забывать о соблюдении правил техники безопасности нельзя ни в коем случае.

При наличии возможности, наилучшим вариантом оценки качества работ является использование ультразвукового дефектомера. Сваренный отопительный, газовый или с водой питьевого назначения трубопровод, после зачистки швов, должен опрессовываться под давлением для газа 0,02 Мпа. Для отопительных систем и водопроводов испытательное давление должно превышать рабочее в 1,5 раза и не снижаться в течение 20 минут.

Виды соединений при сварке труб

Прокладка трубопровода различного назначения требует соединений под углом, а также всевозможных врезок. Их необходимо знать, чтобы понимать, как правильно варить трубы электросваркой с целью соединения разных участков в одно целое. Мы выясним, как можно заварить стыки и обеспечить оптимальное соединение частей трубопроводной системы. Сварка составных элементов бывает следующих видов:

прямое или соединение встык, с подготовкой торцов для многослойного сварочного шва;
поворотное, угловое соединение под 90 о или с иным изгибом применительно к конкретной ситуации;
врезка или тавровый стык в основную трубу магистрали;
прямое соединение с использованием муфты, внутренний диаметр которой равен внешнему диаметру свариваемых труб.

По месту работы швы подразделяются на нижние, потолочные, вертикальные и горизонтальные. Возникает закономерный вопрос: а можно ли оценить качество шва на просвет? Таким образом, можно заметить лишь очень грубые огрехи, поскольку слой шлака и возможные микротрещины, при низкой квалификации и неверном подборе режима работы, визуально не обнаруживаются. Для выявления брака используется дефектомер и опрессовка избыточным давлением.

Для сварки стыков подбираются электроды, диаметр которых зависит от толщины стенок соединяемых заготовок. При толщине металла менее 3 мм используют электроды 2,5 мм и ток в пределах от 50 до 100 А. С дальнейшим увеличение толщины стенок нужно последовательно увеличивать диаметр электрода, а ток рассчитывать умножением диаметра на 30−40 А. Например, при толщине стенок 7 мм, необходимо использовать электрод 5 мм и ток от 180 до 250 А. По составу покрытия плавящиеся электроды могут быть следующих видов:

покрытие рутиловое;
покрытие целлюлозное;
покрытие смешанного типа;
покрытие основное.

Выпускают электроды разные предприятия как на территории России, так и за рубежом. Наиболее популярна продукция компании ESAB, которая выпускает также сварочную проволоку различного состава и назначения для работы методами TIG и MIG/MAG.

Последовательность операций при сварке труб

Такой непростой процесс, как электросварка труб, требует определённых навыков, точного соблюдения технологии и строгой последовательности работ. Каждая операция имеет свой смысл и направлена на улучшение качества соединения, особенно тонкостенных, деталей. Важным параметром при подборе электродов является эквивалент углерода, который говорит о свариваемости стали и указывается в сертификате соответствия труб. В случае сварки тонкостенных труб из цветных металлов или оцинкованных изделий следует использовать аргонодуговой метод с подбором соответствующей проволоки и полярности сварки.

После выбора метода соединения необходимо подобрать силу тока и диаметр электрода в соответствии с толщиной стенки труб. Дальнейшая последовательность операций заключается в следующем:

проверить срез труб на стыкуемость под прямым углом;
обработать углошлифовальной машиной фаски каждой трубы;
обезжирить место соединения, очистив от загрязнений;
прихватить стык для того, чтобы избежать смещения в двух точках;
проварить круговой корневой шов;
после остывания металла очистить стык от шлака;
проварить второй шов так, чтобы он выступал на три миллиметра от поверхности труб;
в случае толщины стенок более 6 мм проварить третий шов с перекрытием относительно предыдущих;
зачистить место стыка и убедиться визуально в отсутствии пор и непроваренных участков.

Врезки и поворотные участки свариваются в той же последовательности, и при толщине стенок менее 4 мм следует выбирать электрод 2,5 мм, при большей толщине количество швов должно увеличиваться. Направление движения электрода при последующих швах должно происходить в противоположную сторону от предыдущего слоя.

Важно помнить, что электрод необходимо держать под углом от 30 до 60 градусов от вертикали для предотвращения затекания металла в просвет трубы, а поступательные движения руки должны обеспечивать качественный шов.

Что в итоге?

Таким образом, мы рассказали вам, как варить трубы электросваркой, как подобрать электроды и каким способом можно осуществить разнообразные соединения. Этот вид сварочных работ требует навыков, поэтому режимы сварки следует подбирать экспериментально на заготовках соответствующего диаметра. При возникновении затруднений следует обратиться за консультацией к профессиональным сварщикам или пройти соответствующее обучение. Успешной вам работы.