Сварка стыков вертикальных труб

Обновлено: 24.01.2025

Сварка – это процесс установления связей между атомами частей труб при их пластическом деформировании или нагревании. Иногда нагревание и пластическое деформирование применяются одновременно (ГОСТ 2601-84).

Правильная сварка различных труб встречается в двух вариантах: сварка труб плавлением и сварка давлением. Металл по кромкам свариваемых элементов плавится от источника нагревания – этот процесс именуют плавлением. Если металл деформируется пластически по краям свариваемых частей путем их сжатия под давлением, то это сварка давлением. В последнем случае температура ниже, чем температура плавления.

К сварке плавлением также относят сварку газом. В данной технологии применяется пламя газов, сжигаемых в горелке. Сварка при помощи газа или их смеси начала использоваться с развитием массового производства таких газов, как водород, кислород и ацетилен.

Эти виды сварки применяются при соединении конструкций из меди и иных цветных металлов. Сварка газом в современном мире широко используется при строительстве. Выбор технологии зависит от марки труб, диаметра, толщины металла и иных факторов.

Сварка труб методом плавления подразделяется на:

Электродуговую. В таком случае источником нагрева является электрическая дуга;
Электрическую простую, при которой источник нагрева является расплавленный шпак с током, протекающим через него;
Электронно-лучевую. Металлы расплавляются потоком электронов;
Лазером. Металл плавится мощным пучком фотонов;
Газом. Металл плавится с использованием газовой горелки. Эта технология наиболее оптимально подойдет для сварки труб для газопровода. Шов от газовой горелки получается плотным и аккуратным, что очень важно для этой системы.

Техника безопасности

Различные типы сварки (электричеством, газом и тому подобные) должны осуществляться на подготовленных площадках с установленным специализированным оборудованием. К нему можно отнести щиты для защиты от влияния электрической дуги и специальные ширмы. Подобные устройства защиты должны находиться в таком положении, чтобы люди, присутствующие при работе, но не участвующие в процессе, были также защищены от воздействия сварки.

Если производится процесс сварки трубы с большим сечением и массой свыше 20 килограммов, то в наличии должны быть транспортно-подъемные машины. Ширина подхода к месту должна быть не менее одного метра. Температура в здании, где производится сварка труб, должна составлять не менее +16 градусов Цельсия. К тому же, в помещении нужна вентиляция и достаточный уровень освещения на месте для работ по сварке.

Рабочие должна быть оснащены специальной защитной формой. Процесс сварки требует заземления частей устройства из металла, корпус и рабочий стол также обязаны быть заземлены. На всех проводах и кабелях изоляционный материал должен быть защищен от температурных и механических повреждений, не иметь дефектов.

Все элементы оборудования должны быть произведены из материала, устойчивого к высоким температурам. В случае неисправности в электрической цепи ремонтные работы может проводить исключительно электрик-профессионал при отключенном рубильнике.

Теперь приведем данные, как можно рассчитать массу и объем наплавленного металла.

Если брать в расчет общую длину электрода 47 сантиметров и площадь поперечного сечения шва, равное половине сантиметра, а также удельные объем наплавленного материала за 7,8 граммов на сантиметр, то объем вещества равен произведению удельного объема на сечение и на длину.

Если сечение обозначить буквой S, длину буквой L, а удельный объем Vуд, тогда общий объем наплавленного вещества равен произведению S, L и Vуд и равен 1880 граммам.

Масса наплавленного вещества равна произведению коэффициента наплавленного металла на объем и равен 1,88 кг/м3, если при работе применяются электроды вида ВСП-1 с коэффициентом 10.

Подготовка к проведению работ

Технология подготовки к началу работ по свариванию включает в себя следующие этапы: изначально необходимо подготовить металл, то есть провести на нем разметку, сборку и резку труб. Для этого необходимо установить части труб в изначальном положении и очистить каждое место стыка от ржавчины, шпака, грязи, слоя краски и иных наслоений. Затем нужно провести разметку с использованием угольника, рулетки и чертилки перенести размеры конструкции на металл с чертежа. Для этой цели можно применять использовать шаблон из металла. Стоит помнить, что части труб во время сваривания немного укорачиваются, поэтому при работах нужно оставлять припуск, исходя из погрешности 1 миллиметр на поперечный стык, а 0,1-0,2 на 1 миллиметр продольного шва.

В связи с тем, что большинство труб обладают сечением круглой формы, при заготовках частей труб чаще всего применяют термическую резку.

Примерно 30 % от общей количество времени процесса занимает сборка деталей под сварку. Во время сборки необходимо учитывать изготовителя изделий, диаметр труб, серию продукции и другие факторы. Для сборки применяют сварочные прихватки. Они представляют собой легкие швы с поперечным сечением до 1/3 полноценного шва. Размер прихватки зависит от диаметра трубы и толщины стенок и составляет от 20 до 120 миллиметров. Сварочные прихватки применяют для снижения вероятности смещения участков конструкции, что может вызвать трещины при охлаждении. При сварке электричеством или газом трубы с большим диметром и толщиной или сварке в неудобном расположении во время сборки используют механическое оборудование.

Если вам необходимо произвести зажигание дуги, то нужно произвести короткое замыкание трубы с концом электрода и оторвать электрод от поверхности конструкции. Расстояние примерно равняется величине диаметра покрытого электрода. Это необходимо для нагревания металла до определенной температуры в катодном пятне. При нагревании происходит выброс первичных электронов.

Для зажигания дуги используют технологию скольжения или впритык.

Во время зажигания впритык металл нагревается в месте короткого замыкания. При зажигании дуги по технологии скольжения металл прогревается сразу в нескольких местах на поверхности сварки изделия. Чаще применяется первый способ, второй, как правило, используется при сварке небольших труб с трудным расположением.

Технология сварки

После зажигания дуги сразу начинается процесс плавления металлов – электродного и основного. В зависимости от длины дуги определяется производительность работы и качество шва, поэтому очень важно выбрать правильную длину дуги. Подавать электроды в дугу необходимо со скоростью плавления электрода. Чем больше опыта у специалиста, тем лучше он справляется с удержанием длины дуги.

Дуга размером от 0,5 до 1,1 диаметра электрода является нормальной. Для того, чтобы точнее рассчитать точную длину дуги, нужно узнать, какой марки и типа электроды применяются. Также немалое значение имеет положение и значение места сваривание. Если дуга длиннее нормальных размером, то устойчивость горения понижается, потери на угар увеличиваются, глубина проплавления становится неравномерной, а шов неровным.

Для того, чтобы качественно выполнить шов, стоит обратить внимание на угол наклона электрода. Для работы в положении снизу угол наклона электрода обычно составляет от 10 до 30 градусов назад. Зачастую дуга направлена в ту сторону, куда направлены электроды. Правильный наклон, помимо надежного шва, дает еще и меньшую скорость остывания вещества.

Чтобы получить валик из металла необходимого размера, нужно производить колебательные действия электрода в перпендикулярном направлении. С использованием колебательных движений швы с размером валика от 1,5 до 4 диаметров электрода. Такие швы используются чаще всего.

Получение надежно проваренного корня достигается при помощи движения треугольников. Это движение производится с выполнением угловым швов с катетами шва свыше 6 миллиметров и стыковых кромок со скосом.

Швы можно разделить по способу их заполнения на многослойные, однослойные, многопроходные, однопроходные.

Многослойный шов является таким, если количество слоев соответствует числу проходов дугой. Подобные швы зачастую применяют на проблемных участках и местах стыков.

Многопроходные швы используются в тавровых соединения и в углах.

Для увеличения показателя прочности используются выполнения шва секциями, каскадом или блоками. Все данные швы производятся по технологии обратноступенчатой сварки.

Специфика сваривания поворотных стыков

При строительстве трубопроводных конструкций необходимо знать о том, что технологии сварки горизонтальных, поворотных и неповоротных стыков различаются между собой.

Сварка поворотных стыков осуществляется в три слоя. Изначально необходимо разделить стык на четыре условных части. Первые два свариваются, затем труба поворачивается на 180 градусов, затем трубу нужно повернуть еще на 90 градусов и заварить второй слой. Завершается этот процесс еще одним поворотом на 180 градусов, оставшиеся два отрезка повторно свариваются.

Во время сварки поворотных газовых труб из металла с диаметром не выше 200 миллиметров стык не делится на условные части, а сваривается с использованием сплошного шва при вращении труб во время сваривания. Второй и третий слой при сварке труб для газа осуществляются в противоположном направлении. Каждый новый слой должен перекрывать следующий примерно на 15 миллиметров.

Технология сварки неповоротных труб

Для неповоротных стыков тоже применяют технологию сварки в три слоя. При сварке неповоротных труб с толщиной 12 миллиметров каждый слой должен быть не выше 4 миллиметров в выше, а валик должен быть равен тремя диаметрам электрода в ширину. Каждый неповоротный стык сваривается поступательно-возвратным методом. Дуга не должна быть длинной (не больше 2 миллиметров). Каждый новый слой перекрывает предыдущий примерно на 25 миллиметров.

Специфика сварки стыков горизонтально

Во время сваривания горизонтальных стыков применяют электроды размером 4 миллиметра. Для создания шва электроды перемещаются возвратно-поступательным способом, создавая ниточный валик не выше 1,5 миллиметров. Второй валик закрывает новый. Изначально сила тока составляет менее 160 Ампер. Во время сваривания последний валиков используют 5-миллиметровые электроды и силу тока до 300 Ампер.

Правильный способ сваривания корня шва

При правильном сваривании корня газом и электричеством необходимо зачистить конец и начало под нож после варки, чтобы скрыть след от перехода на следующий электрод. Сварки корня вторым электродом нужно начать с уже защищенных и проваренных мест, покрывая их следующим слоем. Сварка корня, произведенная по этой технологии, позволяет создать очень надежный шов.

Во время сварки нередко можно обнаружить внутренние и наружные дефекты различного вида. К наружным дефектам относят брызги, пары микротрещины, вогнутый корень и тому подобные.

Вертикальный шов дуговой сваркой

Вертикальный шов дуговой сваркой является довольно сложным приемом, который частенько ставит в тупик начинающих сварщиков. Главная проблема заключается в том, что расплавленный металл течет вниз, создавая тем самым барьер для продвижения основного шва. Из-за наличия электродных шлаков место соединения получается некачественным, и работа идет насмарку.

Однако есть способы этого избежать. Естественно, что без практики нельзя научиться и лучше довериться специалистам. Но если есть желание все сделать самому, то знание правил сварки вертикальных швов значительно упростит процесс. В нашей статье мы подробно разберем, как правильно осуществлять такую процедуру и какие особенности нужно учитывать.

Нюансы вертикальной сварки

У сварки вертикального шва ручной дуговой сваркой есть достаточно много тонкостей, о которых необходимо знать начинающему специалисту:

Нагрев металла приводит к образованию скатывающихся вниз капель. Это вполне естественно, однако такие процессы вызывают значительные трудности во время работы. Дело в том, что раскаленные капли закрывают от сварщика обрабатываемую зону, не позволяя формировать качественный шов.
Чтобы капля не мешала, ей нужно позволить затвердеть, отводя стержень в сторону. Без постоянной поддержки температуры металл быстро кристаллизуется.
Вертикальные швы лучше выполнять при помощи короткой дуги, так как за счет поверхностного натяжения облегчается переход электрода в кратер.
В верхней зоне расплавление металла обычно происходит быстрее, а кристаллизация ускоряется в области стыков.
На качество шва влияет верный выбор силы тока. Обычно этот показатель делают ниже, чем при осуществлении других видов сварочных работ.
Может применяться точечная сварка, но нужно понимать, что она дает низкое качество крепления элементов.

Осуществление вертикальной сварки, как правило, является непростой задачей для неопытных специалистов. Однако эта процедура очень востребована, так как с ее помощью электродом устраняют различные дефекты. Также ее используют для создания ответственных, в том числе несущих, конструкций.

Рекомендуем статьи по металлообработке

При использовании данного метода добротное соединение получится только при условии точного следования всем существующим правилам и рекомендациям.

2 метода создания вертикального шва дуговой сваркой

Главная сложность, с которой сталкивается любой начинающий специалист при выполнении вертикального шва дуговой сваркой, связана с формой самого соединения. Так как оно располагается вертикально, то расплавленный металл, подчиняясь законам физики, стремится стечь. А значит, сложнее обеспечить высокое или хотя бы приемлемое качество работы.

Поэтому основная задача специалиста состоит в том, чтобы не только сделать шов, но и удержать расплавленную массу в рабочей области. Для этого необходима стабильность, иными словами, важно обеспечить постоянную электрическую дугу, которую удерживают на наименьшем допустимом расстоянии между ванной и электродом.

1. Сварка снизу вверх.

Данный способ используется чаще всего и предполагает, что работа ведется от нижней части стыка к верхней. В результате сварщик может контролировать расплав, ведь его легче удерживать в ванне. Тогда получается качественный и надежный шов.

Но прежде чем приступать к сварке, важно подготовить кромки соединяемых элементов – для этого их обрабатывают абразивом. Далее настраивается оборудование, выставляются основные показатели, такие как сопротивление, сила тока, подбирается электрод.

После чего по всему стыку необходимо сделать прихваты длиной 1-2 см. За счет их равномерного расположения предотвращается деформация поверхности изделия, вызванная резким повышением температуры. В процессе создания вертикального шва дуговой сваркой между электродом и рабочей поверхностью важно держать угол, равный 45–90°.

По инструкции сварщик должен выполнить следующие действия:

Подсоединить электрод к металлу, обеспечивая образование дуги.
Сделать прихватки, начиная от середины и двигаясь к краям. Они должны находиться друг от друга примерно на одинаковом расстоянии, их точное число варьируется в зависимости от размеров будущего соединения.
Сформировать шов, двигаясь снизу вверх.
Не позволять расплаву вытекать за пределы рабочей ванны.

Перемещение электрода не должно происходить слишком быстро, поскольку на большой скорости исключается хороший прогрев заготовок. Однако медленная работа чревата тем, что будет собираться очень большой объем расплава, стекающего по металлу. Важно выбрать скорость, обеспечивающую оптимальное количество расплавленного металла в ванне.

Помимо поступательного движения электрода снизу вверх, совершаются также поперечные движения. Для этого может использоваться любой подходящий прием, например, «полумесяц», «елочка». Метод поперечного перемещения расходников разрешается применять лишь при толщине заготовок более 4 мм.

Еще одно важное правило работы с вертикальными швами: стык проходят, не останавливаясь. Это представляет главную сложность для молодых специалистов. Но со временем они нарабатывают необходимые навыки, и такая разновидность сварки больше не вызывает прежних трудностей.

2. Сварка сверху вниз.

Данный способ создания вертикального шва дуговой сваркой тоже активно используется сварщиками, однако для его применения важно знать об одном нюансе, так как в противном случае выполнение такой работы окажется очень проблематичным. При поджиге дуги важно, чтобы электрод располагался под прямым углом к рабочей поверхности. После начала работы держатель немного опускают, чтобы угол между электродом и металлом составлял 15–20°.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Проводка электрода по стыку предполагает также поперечные движения. Последние, по желанию сварщика, могут быть прямыми (прямоугольными), пилообразными либо волнообразными. При использовании данного метода расплав должен оставаться в ванне, равномерно распределяясь в ней. Нужно понимать, что этот способ вертикальной сварки сложнее первого. Но его особенно ценят опытные мастера как возможность создания действительно качественных и прочных швов.

3 приема по созданию вертикального шва дуговой сваркой

Как варить вертикальный шов дуговой сваркой? Есть три техники, выбор зависит от ширины зазора, толщины металла, притупления кромок.

В его основе лежит наиболее распространенная методика сварки снизу вверх. В этом случае жидкий металл попадает на застывающий слой, закрывая валик и не пуская другие капли на дорожку.

Данный способ дуговой сварки может использоваться при наложении вертикального шва между элементами толщиной до 2 мм и наличии небольшого зазора. Чтобы добиться прочного скрепления, притупление кромок должно быть в пределах 1-2 мм.

Еще одна тонкость – в процессе работы важно, чтобы ванна оставалась под углом. Именно этим объясняется название способа. Нужный угол создается за счет следующих манипуляций:

сначала формируют полочку;
поднимают по стенке сварочную дугу к зазору, при этом кромки притупляются благодаря плавлению;
спуск осуществляется по правой стенке;
переходят на левую стенку – шов формируется именно здесь.

Также существует ряд других рекомендации относительно формирования вертикального шва дуговой сваркой способом «Треугольник». Практика показывает, что диаметр электрода должен быть 3 мм, сила электрического тока – 90–100 А. До завершения работы над швом электрод движется по указанной траектории.

Такой способ очень удобен, если требуется выполнить вертикальный шов, находящийся в углу.

Концом электрода совершают сложные движения: его направляют из глубины, проплавляют поверхность кромки. Потом поворачивают внутрь, проплавляют вторую кромку, после чего процедуру проводят снова на небольшой высоте.

Сварка елочкой может использоваться, когда зазор между заготовками равен 2-3 мм, есть притупление кромок. Такой способ обеспечивает малое сечение валика.

Движение идет от зазора по кромке. К последней нужно прижимать электрод, подавать его к себе при прохождении всей толщины изделия.
После подъема электрод возвращают к зазору способом «от себя».
После поплавки переходят на другую кромку и дублируют описанные действия.
Операции повторяют до получения готового вертикального шва дуговой сваркой.

При этом используют короткую дугу. В целом, данная технология отличается от других тем, что обеспечивает равномерное нанесение сварочного материала на всем зазоре.

Сварщик должен следить, чтобы на кромке шва не формировались подрезы, подтеки металла. Важно избегать чрезмерного наплавления кромок. Рекомендуется вести работу непрерывно, единственной допустимой паузой считается замена электрода. В результате получается вертикальный шов, который по форме напоминает елку.

Получить неплохой вертикальный шов способом «Лестница» несложно. Электрод перемещают по зигзагу между кромками, при этом соблюдают постоянную небольшую величину подъема. Шов формируется за счет короткой дуги. Диаметр электрода – 3 мм, сила тока – в пределах 80–100 А. По аналогии с методом «Елочка», работа должна идти без остановок.

Возможные дефекты вертикального шва дуговой сварки

Ошибки при выполнении работ влекут за собой такие дефекты:

Так называют полости воздуха в стыке, из-за которых получается недостаточно надежное соединение. Данная проблема может возникать при использовании слишком маленькой силы тока либо при очень быстром перемещении электрода.

Это канавка, которая образуется при наличии широкой сварной ванны. Дело в том, что в таком случае металл прогревается на большое расстояние, капля расплава сходит вниз, а на месте появляется полость. Предотвратить такой дефект позволяет уменьшение электродуги.

Прожог чаще всего допускают новички, когда хотят увеличить подачу тока при формировании вертикального шва дуговой сваркой. В результате образуется полость. Чтобы такого не случилось, важно обеспечить плавное движение электрода без продолжительных остановок на одном месте.

Речь идет о неровностях, которые возникают из-за того, что на разных участках вертикального шва кристаллизация протекала с разной скоростью. Причина – в ошибке при выборе технологии сварки или использовании некачественных электродов, а также простом сквозняке.

Это главный признак того, что соединение не выдерживает оказанные нагрузки и сварку нужно повторить.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Правильная сварка труб

Правильная сварка труб – это настоящее искусство, которое позволяет создать долговечный водопровод. Зачастую в домашнем хозяйстве применяются недорогие и легкие пластиковые трубы или удобные в монтаже профиля. Однако эти варианты не всегда целесообразны.

Чтобы водопровод служил долго, важно правильно организовать весь процесс работы: начиная от выбора электрода и заканчивая технологией сварки.

Виды водопроводов и правильная сварка труб

Для перемещения различных материалов и жидкостей используются разнообразные трубопроводы. В зависимости от предназначения они могут быть:

технологическими;
магистральными;
промышленными;
трубопроводами газоснабжения;
водяными;
канализационными.

Трубопроводы изготавливают из керамики, пластика, бетона и металлов.

Правильная сварка труб осуществляется одним из следующих способов:

Механическим, при котором результат достигается за счет трения.
Термическим, в процессе которого материалы плавятся (газовая, плазменная, электродуговая сварка).
Термомеханическим, который выполняется стыковым контактным способом с помощью магнитоуправляемой дуги.

Типы сварки можно классифицировать по различным основаниям. Прежде чем приступить к обработке труб, следует выбрать наиболее подходящий способ. Теоретически любой из них подойдет для работы с трубами разного диаметра. Сваривать трубопроводы можно за счет давления (газопрессовая, холодная, ультразвуковая и контактная сварка) или плавления (электродуговая и газовая). Чаще всего для правильной сварки стыков труб используют ручной или механизированный электродуговой метод.

Как подобрать электроды для правильной сварки труб

До того, как приступить к сварке труб отопления или любых других, необходимо запастись электродами. Их качество напрямую влияет на надежность полученного соединения, герметичность конструкции, а также на сам процесс сварки.

Электроды представляют собой тонкий стальной стержень со специальным покрытием, обеспечивающий устойчивую дугу во время работы и формирующий сварной шов, который предотвращает окисление металла.

Электроды квалифицируются по типу сердцевины и внешнего покрытия.

В зависимости от типа сердцевины электроды делятся на:

расходники с неплавящейся серединкой из графита, электротехнического угля или вольфрама;
с плавящейся серединкой – проволокой, толщина которой варьируется в зависимости от типа выполняемых работ.

По типу внешнего покрытия электроды делятся на следующие группы:

С целлюлозным покрытием (марка С). Предназначены для правильной сварки труб большого диаметра, с их помощью монтируют газо- и водомагистрали.
С рутилово-кислотным покрытием (RA). Используются для работы с металлическими трубами отопления или водоотведения. Получаемый сварочный шов покрыт небольшим слоем шлака, удаляемым при постукивании.
С рутиловым покрытием (RR). Позволяют получать аккуратные сварочные швы со шлаком, легко удаляемым с поверхности. Эти электроды применяют для угловых стыков, а также при наваривании второго или третьего слоев металла.
С рутилово-целлюлозным покрытием (RC). Могут использоваться для правильной сварки труб в любых плоскостях, например, при создании длинного вертикального шва.
С основным покрытием (B). Это универсальные расходники, подходящие для работы с толстостенными трубами, деталями, предназначенными для использования при минусовых температурах. Позволяют получить качественный пластичный шов, не подверженный растрескиванию или деформации.

До начала сварочных работ стоит получить консультацию специалистов-сварщиков относительно предпочитаемых ими марок электродов. При этом рекомендаций может быть достаточно много, а различаться расходники могут в зависимости от магазина или города.

Между стоимостью и качеством расходников существует прямая связь. С дешевыми электродами затруднительно выполнить правильную сварку труб и получить качественный сварной шов. Следовательно, на этих расходных материалах экономить не нужно.

Способы правильной сварки труб

Существуют различные методы правильной сварки полипропиленовых труб и изделий из других материалов электродуговым способом:

встык – при этом элементы трубопровода располагаются друг напротив друга;
в тавр – в этом случае отрезки трубы располагаются перпендикулярно друг другу (в форме буквы «Т»);
внахлест – такой способ подразумевает развальцовку одной из труб, позволяющую надеть ее на другую;
угловым способом, при котором элементы располагают под углом 45° или 90° относительно друг друга.

В процессе правильной сварки труб получают следующие разновидности швов:

горизонтальные (при вертикальном расположении элементов трубопровода);
вертикальные (если трубы расположены вертикально);
потолочные (с размещением электрода над головой сварщика, в нижней части заготовки);
нижние (для этого приходится наклоняться).

При необходимости соединения стальных труб используется стыковой метод. Кроме того, место стыка должно быть обязательно проварено по толщине стенки заготовки. Лучше всего для этого подойдет нижний поворотный шов.

Для получения качественного сварного соединения в процессе работ следует придерживаться следующих рекомендаций:

Электрод во время сварных работ должен располагаться под углом в 45° или немного меньше. Это позволит уменьшить количество расплавленного металла, попадающего внутрь свариваемого элемента трубопровода.
Для сварки в тавр или встык потребуются 2-3-миллиметровые электроды. Качественное сварное соединение получится при силе тока, варьирующейся от 80 до 110 ампер.
Чтобы получить надежное соединение внахлест, потребуется повысить силу тока до 120 ампер, расходные материалы (электроды) подойдут также 2-3-миллиметровые.
Сварочный шов должен на 3 мм возвышаться под поверхностью свариваемой заготовки, после этого можно говорить о завершении работы.

Правильная сварка профильных труб выполняется точечно, то есть сначала сваривают две точки, расположенные на противоположных сторонах профиля, затем – две другие точки, продолжая работу до прогрева всей трубы целиком. Далее формируют сварочный шов по всему периметру заготовки.

Предварительные работы для правильной сварки труб

До того, как приступить к правильной сварке пластиковых и металлических труб круглого сечения, необходимо предварительно обработать стыки и уточнить ряд нюансов. В первую очередь, диагностируют соответствие трубы определенным техническим характеристикам, которые предъявляются к монтируемой системе, в частности, к водопроводу.

Необходимо:

соблюдать геометрические размеры;
иметь сертификат качества, особенно если предстоит монтаж трубопровода для подачи питьевой воды;
чтобы труба была идеально круглой формы, так как дефекты, приплюснутое или овальное сечение заготовки не допустимы;
контролировать толщину стенок на всей протяженности трубы – она должна быть одинаковой;
химического состава детали должен соответствовать требованиям ГОСТа – эта информация содержится в технической документации или выясняется в процессе лабораторных исследований.

После этого можно начинать подготовку труб к стыковке и сварке.

В процессе подготовки необходимо выполнить следующие действия:

проверить ровность среза на торце трубы, он должен составлять 90°;
тщательно очистить свариваемый торец заготовки и 10-миллиметровую область вокруг него, пока не появится металлический блеск;
удалить остатки масел, ржавчины, лакокрасочного покрытия с поверхности трубы, обезжирить торцы элемента.

Кроме того, следует проследить за тем, чтобы торец имел правильную конфигурацию. Угол раскрытия кромки должен быть равным 65°, показатель притупления – 2 мм. Получить нужные параметры можно за счет дополнительной обработки.

Для этого используют фаскосниматели, торцеватели или шлифовальную машинку. Профессионалы, которые умеют правильно варить трубы большого диаметра, отдают предпочтением фрезерным станкам или газовым и плазменным резакам.

Правильная сварка труб: пошаговый алгоритм

При электросварке прочное соединение заготовок осуществляется за счет термического процесса. При этом качество шва будет выше, чем при газовой сварке.

Если трубы располагаются в доступном месте и их можно вращать, то необходимо соединить два элемента трубопровода встык одной или тремя точками электросварки, после чего продолжить сваривать заготовки:

безотрывно (если есть возможность вращения деталей);
с отрывом, начиная снизу, если труба расположена неудобно и нет возможности ее вращать.

Сварочные работы выполняются в два подхода. Первоначально делается первый шов («корень»), закрывающий 2-3 мм стыка заготовок, после чего удаляются появившиеся наплывы и окалины. Затем формируется второй шов, который также зачищается.

Алгоритм правильной сварки труб выглядит следующим образом:

Прежде чем приступить непосредственно к работе, необходимо занять устойчивое положение, позаботиться о хорошем освещении пространства.
Зажечь дугу, при необходимости увеличив силу тока.
Поместить электрод в начало сварочного шва, сформировать сварочную ванну, удерживая постоянно зазор дуги.
Достаточно большая сила тока приведет к тому, что частицы расправленного металла будут следовать за теплом.

Движения должны быть выверенными и осторожными, так как слишком большая сила тока приведет к тому, что металл слишком сильно расплавится, начнет пузыриться и не получится сформировать сварочный шов.

Качеству сварки следует уделять внимание в процессе обработки заготовок, следя за равномерностью заполнения сварочной ванны.

Со временем можно научиться выполнять правильную сварку труб и формировать качественные швы, однако проще будет тем, кто раньше наблюдал за работами со стороны или был помощником сварщика.

Техника безопасности при сварке труб

В процессе электротехнических работ, в том числе при сварке труб, необходимо обязательно соблюдать требования техники безопасности. Их нарушение грозит различными травмами, например, термическим ожогом кожи или сетчатки глаз из-за вспышки дуги, ударом электрическим током и т. д.

Чтобы избежать неприятностей, стоит до начала работы обратить внимание на следующее:

электрические провода и детали сварочного аппарата должны быть изолированными;
корпус сварочного оборудования и дополнительные приборы должны быть заземлены;
надевать можно только абсолютно сухую спецодежду и рукавицы;
для дополнительной изоляции необходимо использовать галоши или резиновый коврик (для небольшого помещения);
обязательно обезопасить глаза и лицо, надев защитный щиток.

Следуя изложенной в статье информации, можно самостоятельно научиться правильной сварке труб на электрическом оборудовании. Однако добиться успеха без практических навыков невозможно. Используя наши рекомендации, можно начинать практиковаться в сварочных работах и со временем получить достойные результаты сварки металлических трубопроводов.

Вертикальная сварка труб

Иногда сварка становится очень трудной задачей, например, если ее необходимо произвести на вертикально расположенных трубах. Главным отличием от работы с горизонтальными предметами является необходимость постоянно изменять наклон электрода, вращать его вдоль шва. Более подробно о том, почему вертикальная сварка труб требует особых навыков от мастера, вы узнаете из этой статьи.

Наиболее распространенные техники вертикальной сварки труб

Сегодня для соединения двух металлических труб используется метод электрической сварки. Основным элементом в этом процессе являются электроды, то есть стальные стержни с нанесенным на них специальным покрытием.

Чтобы во время вертикальной сварки труб электродом металл не стекал вниз, скос кромок выполняют только возле верхнего элемента. Главная задача в этот момент – не позволить жидкому металлу оторваться от зоны сварки. Поэтому необходима стабильно горящая электрическая дуга, причем располагают ее так, чтобы между концом электрода и сварочной ванной было минимальное расстояние.

Обычно, чтобы заварить вертикальный стык, электрод передвигают от нижней точки к верхней. Таким образом проще контролировать процесс, а электрическая дуга уверенно держит ванну с расплавом, что препятствует растеканию металла. Отметим, что благодаря вертикальной сварке труб проходом снизу вверх, получается шов наилучшего качества.

Прежде чем приступать к работе, необходимо подготовить границы стыка, обработать их согласно всем техническим требованиям. Сам сварочный аппарат настраивают под условия работы, выставляя ток, подбирая электрод.

Далее по границе вертикальных элементов делаются несколько точечных «прихваток», для этого используется соединение коротким швом, чья длина находится в пределах 1-2 см. Это позволяет избежать смещения свариваемых вертикальных элементов во время нагрева под действием температурной деформации.

При вертикальной сварке труб электрод должен находиться под углом 45–90° к плоскости будущего шва.

Вот ряд правил, устанавливаемых для таких работ:

Дуга зажигается за счет контакта электрода с металлом.
«Прихватки» делают в 3-4 точках по линии стыка элементов, идут от середины к краям.
Сваривать начинают у нижней точки линии стыка.
Электрод движется по направлению вверх, сварочная ванна постоянно находится в рабочей зоне.
При продвижении электрода придерживаются умеренной скорости. Быстроту оценивают по образованию оптимального количества расплава сварной ванны.

Одновременно с вертикальным ходом электрода допускаются поперечные зигзагообразные движения «полумесяцем», «елочкой» либо иным способом. Однако этот прием стоит использовать только для труб, чья толщина стенки превышает 4 мм.

При вертикальной сварке труб шов прокладывают одним проходом, не делая остановок и перерывов. Это правило вызывает больше всего сложностей у неопытных сварщиков, однако вскоре они набивают руку.

Этот прием часто применяют опытные сварщики. Однако чтобы пользоваться им, нужно знать один нюанс: поджигая электрическую дугу, электрод располагают под углом 90° относительно плоскости свариваемого элемента. После того как металл в точке образования дуги начал плавиться, угол меняют на 15–20° и при этом немного опускают держатель.

Если речь идет о соединении вертикальных толстостенных труб, проводка электрода также выполняется поперечными зигзагами. Для этого может использоваться «пилообразный», «прямоугольный» или «волнообразный» принцип распределения расплава.

Нужно понимать, что сварка вертикальных труб ручной дуговой сваркой по направлению сверху вниз всегда подразумевает немало трудностей в работе. Но специалисты утверждают, что таким образом удается добиться наилучшего качества шва.

Обязательное правило: возбуждают электрическую дугу на нижней кромке. Когда металл начнет плавиться, дугу переводят на верхнюю кромку. При помощи продольных валиков свариваются и горизонтальные швы. Для этого первый валик выполняется 4-миллиметровым электродом, после чего используется 5-миллиметровый.

Для работы с вертикальными трубами лучше всего подходит газовая сварка, поскольку при ней металл нагревается не так быстро. Иными словами, у него нет возможности стекать ниже места шва. Немаловажно и то, что такой метод практически исключает образование окалины, в противном случае она может попасть в шов или оказаться внутри вертикальной трубы.

Техника выполнения вертикальной сварки трубы

Первым шагом перед вертикальной сваркой труб является их очистка от грязи и следов коррозии. Для этого используется механическая обработка. Для резки заготовки можно взять электроинструмент либо применить термический способ. Далее заготовки соединяют между собой, накладывая прихватки, то есть легкие сварочные швы. Сразу скажем, что характеристики прихваток зависят от параметров самих труб.

Все металлические части сварочного устройства, каркас трансформатора, стол обязательно заземляются. Провода и кабели сварочного аппарата должны иметь изоляционное покрытие.

Для металла толщиной в 12 мм используется соединение трехслойным швом. Максимальная высота каждой прослойки составляет 4 мм, а ширина валика не может превышать 2-З диаметра сварочного электрода. Если приходится работать с вертикальными трубами, чьи стенки толще 8 мм, первый слой выполняется в виде ступенчатого шва, после чего накладывается сплошной шов.

Для качественного формирования обратного валика без выборки и подварки во время сварки используют электрод диаметром 3 мм. Выбор сварочного тока зависит от толщины металла, расстояния между кромками, толщины притупления, при этом сила тока лежит в минимальном или среднем диапазонах.

Оптимальный наклон электрода к вертикальной плоскости нижней вертикальной трубы составляет 80–90°. Наклон электрода по отношению к направлению работы подбирается в соответствии с проплавлением обратной стороны корня шва. Сварка «углом назад» обеспечивает максимальное проплавление, тогда как минимальное достигается при подходе «углом вперед».

Важно, чтобы длина дуги была короткой при недостаточном проплавлении либо средней, если удалось добиться нормального проплавления.

Скорость работы зависит от объема сварочной ванны. Нужно понимать, что чем больше полнота корневого валика, тем дольше металлу шва приходится оставаться жидким, а значит, получаются дефекты больших размеров. В идеале скорость должна быть такой, чтобы обе кромки хорошо сплавлялись, а валик оставался «нормальным». Если позволяет толщина металла и заложены выборка и подварка обратной стороны корня шва, лучше использовать электрод диаметром 4 мм.

Второй корневой валик выполняют во всю ширину, при этом обязательно проплавляют первый корневой валик и захватывают края обеих вертикальных труб. Диаметр электрода подбирают в соответствии с шириной первого валика, для чего используют метод промера торцом электрода.

Во время работы торец электрода с обмазкой должен касаться поверхности первого корневого валика. Силу тока устанавливают в среднем диапазоне, а варят со скоростью, необходимой для получения «нормального» валика.

В процессе вертикальной сварки труб придерживаются такого же наклона электрода по отношению к вертикальной плоскости, что и при работе с корневым валиком. Работают методом «углом назад».

Разделку начинают заполнять от нижней кромки, то есть от площадки. Такой подход позволяет использовать наиболее производительные методы сварки.

При проработке третьего валика лучше всего использовать повышенные режимы, а сварочный ток – в среднем или максимальном диапазоне. Электрод держать под углом 70–80° относительно поверхности кромки нижней трубы. Допускается использовать два метода сварки: «под прямым углом» или «углом назад» – выбор зависит от расположения шлака.

Этот валик должен получиться с усилением, если говорить проще, то с «горбинкой» – оптимальную скорость подбирают исходя из этого параметра. Работа ведется как при сварке в нижнем положении, в результате чего получается полочка – она необходима, чтобы сваривать следующий валик на повышенных режимах.

Центр дуги передвигают по нижнему краю второго корневого валика. Прежде чем приступать к третьему валику, сварщику нужно решить, какую полноту он будет иметь. В противном случае ширина незаполненной разделки (между верхней кромкой разделки и выполненным швом) может получиться слишком большой для четвертого валика либо недостаточной для двух валиков. Очень важно, чтобы ширина от края третьего валика до верхней кромки была минимальной, а именно совпадала с диаметром электрода с покрытием либо немного превышала его.

Завершать работу над любым валиком нужно, проплавив начало и зайдя на шов на 20–30 мм. Если работу выполняет один сварщик, необходимо, чтобы каждый валик был закончен по всему периметру без дополнительного перерыва. «Замок», то есть начало нового слоя, смещается относительно предыдущего минимум на 50 мм.

Если приходится осуществлять сварку в несколько проходов и слоев неповоротных стыков на толстостенных вертикальных трубах, лучше всего вести ее по спирали. Дело в том, что такой прием позволяет снизить долю дефектов, поскольку сокращается количество «замков». При приближении к началу валика работу приостанавливают, не доходя примерно 20 мм до начала. Это нужно, чтобы тщательно зачистить, в том числе подрубить, сточить начало валика, если оно получилось слишком высоким.

Далее подходят к началу и делают задержку дуги, подплавляя металл. После чего заходят на валик и продолжают выполнение нового валика – и так до завершения очередного слоя. Таким образом удается делать меньше «замков», при этом получается производительная и качественная сварка по шлаку.

Чтобы варить по шлаку, сварщик должен обладать мастерством высокого уровня. Еще одно важное условие – нужно работать электродами с основным покрытием, поскольку электроды с рутиловым покрытием не позволяют добиться необходимого качества. Дело в том, что во втором случае образуется много более жидкотекучего шлака, что вызывает зашлаковку некоторых участков. При обычной технологии и при сварке по шлаку перед переходом к завершающему валику каждого слоя производят тщательную зачистку разделки от шлака, брызг и нагара.

Для сварки лицевого слоя стоит выбирать электроды того же диаметра, что использовались при заполнении разделки, однако при этом они не могут быть толще 4 мм. Сила тока должна быть среднего диапазона. Выполняется обычная горизонтальная наплавка узкими валиками, ее ширина составляет 1,5 диаметра электрода с покрытием. Самый верхний валик должен быть узким и плотным, поэтому его выполняют на более высокой скорости – таким образом получается плавный переход от шва к основе.

Если над соединением вертикальных труб работают несколько сварщиков, участок делят на столько равных отрезков, сколько специалистов будет задействовано. При этом наиболее подходящим подходом к сварке, при которой не образуются «замки», считается сварка вперехват.

Все сварщики выполняют сварку одного валика, при его завершении производят смещение на 20–30 мм относительно окончания предыдущего валика. Продолжая окончание валика соседнего сварщика, каждый работник переплавляет свое начало готового валика и выполняет заход по спирали на следующий валик. Для нового слоя делают смещение до 50 мм.

Несмотря на все сказанное, нужно понимать, что в вертикальной сварке труб для профессионалов нет особенных правил, тогда как любителям и новичкам такая работа, скорее всего, будет не под силу. Не стоит также забывать, что многое зависит от расположения вертикальной трубы.

Сегодня редко приходится сваривать прямые вертикальные трубы, поскольку в последнее время все чаще используются трубы из пластика, которые имею иной принцип соединения. Однако вертикальная сварка металлических труб остается актуальной задачей на промышленных объектах. Тогда приглашают лучших специалистов, способных сделать все действительно качественно.

Они могут применять газовую или электрическую сварку, используемые в этом случае электроды продаются в строительных гипермаркетах и специализированных магазинах. Если сварка выполнена добросовестно, она и по сей день остается самым надежным способом соединения стальных вертикальных труб.

Приспособления для сварки трубы вертикальными швами

Мало просто уметь варить, если вы хотите получить действительно прочный сварной шов. Иногда очень многое зависит от того, как части трубы расположены в пространстве. Чтобы добиться оптимального положения, используют приспособления, которые фиксируют детали под необходимым сварщику углом.

Нередко приходится применять отдельные приспособления, позволяющие скрепить между собой соединяемые элементы. Это просто необходимо во время работы с тяжелыми вертикальными изделиями сложной формы. Чтобы быстрее произвести монтаж и выемку объемного изделия, делают поворотные фиксаторы.

Для работы с компактными заготовками фиксаторы можно сделать своими руками – они отлично будут держать элементы под углом 90°. Для этого возьмите металлический уголок, два отрезка полосы, две струбцины. Также вам понадобится угольник, чтобы выставить угол.

Отметим, что уголки могут быть любой длины. К каждому из них нужно приварить полосу, чтобы в результате получился равнобедренный прямоугольный треугольник, где катеты и будут сделаны из уголков.

Важно, чтобы уголки не доходили до вершины треугольника на несколько сантиметров, тогда вам удобно будет варить стержни или профильные трубы в месте стыка. При необходимости можно к уголкам приварить и струбцины, чтобы фиксировать свариваемые изделия.

Но конструкцию может повести во время сварки. Чтобы избежать этого, прихватите ее в четырех местах и лишь после этого полностью сваривайте. Если закрепить это приспособление на столе, оно прослужит вам несколько лет.

Магнитные фиксаторы могут облегчить работу в домашних условиях. Все они делятся на электромагнитные и те, что работают на основе постоянных магнитов. Первый вариант чаще используют в условиях производства, тогда как для бытовых нужд и мелких производств лучше выбирать вторые. Дело в том, что они имеют небольшие размеры, могут устанавливаться в любых местах, иногда позволяют менять угол фиксации.

Самую простую конструкцию имеют магнитные угольники, поэтому и встречаются чаще всего. Такой угольник нужно просто приложить к одной стороне свариваемой детали, а вдоль другой разместить вторую деталь. В результате этих простых действий вы получите надежное закрепление под прямым углом.

Далее в нескольких местах прихватите детали и сварите заготовку. Подчеркнем, что прихватка является обязательным условием, так как без нее магнитные угольники не выдержат температурных деформаций.

При соединении вертикальных трубопроводов может возникнуть вопрос: как перпендикулярно сварить между собой две трубы.

Задача упрощается, когда выбраны вертикальные профильные трубы с прямоугольным или квадратным сечением. Тогда делают вырез под сечение врезаемого изделия в месте соединения. Далее устанавливают угловую струбцину и зажимают винтом. Либо можно использовать иное приспособление для перпендикулярного соединения деталей. После этого, как всегда, нужно прихватить элементы в нескольких местах и проварить все вкруговую.

Этот же принцип работает во время сварки вертикальных круглых труб с тем лишь отличием, что в торце привариваемой трубы делают вырез с радиусом, совпадающим с радиусом основной трубы. Таким образом удается получить хороший стык, а значит, и прочный шов.

Читайте также: