Как варить трубы электросваркой правильно – пошаговое руководство

Подбор электродов

Первое, что вам понадобится для выполнения сварочных работ с трубами отопления или другими сооружениями, это электроды. От качества этого расходного материала будет зависеть не только надежность полученных сварных швов и герметичность системы, но и процесс выполнения работ.

Под электродом понимают тонкий стальной стержень со специальным покрытием, которое позволяет обеспечить устойчивую дугу в процессе электросварки труб, и задействовано в формировании сварного шва, а также предотвращает окисление металла.

По типу сердцевины бывают такие электроды:

  1. С неплавящейся серединкой. Материалом для такой продукции служит графит, электротехнический уголь или вольфрам.
  2. С плавящейся серединкой. В данном случае в качестве сердечника служит проволока, толщина которой зависит от типа сварочных работ.

Что касается внешней оболочки, то множество электродов, которые встречаются на рынке, стоит разделить на несколько групп.

Работа с поворотными и неповоротными стыками

Приступая к соединению поворотных стыков труб или неповоротных аналогов, нужно знать, что работы такого типа имеют высокий уровень опасности. Поэтому необходимо выполнять определенные требования.

Соединение трубных изделий встык посредством газовой или электрической сварки необходимо выполнять на специально оборудованных площадках, которые имеют специальное оснащение, включая различные средства защиты от электрической дуги. Эти элементы распределяются так, чтобы присутствующие поблизости люди были полностью изолированы.

Для соединения трубных изделий, имеющих большое диаметральное сечение и вес свыше 20 кг, рекомендуется использовать специальные подъемники. Вход на площадку требуется освободить, его ширина не может быть менее 1 м. Рабочие температурные значения в помещении должны поддерживаться в пределах 160С. Обязательным условием считается наличие вентиляционной системы и свободное пространство.

Для получения валика необходимо усиление или «горбинка», образующаяся при сварке в положении снизу для создания полки, благодаря которой выполняется сварка следующего валика при повышенном режиме. Вторая обработка должна проводиться аккуратными движениями, придерживаясь нижнего края.

Перед началом сварки  третьего валика определяют уровень его полноты. При этом важно, чтобы разделка, незаполненная между соединительным швом и верхней кромкой, была не очень большой для четвертого валика и не очень узкой для двух валиков. Третий валик по верхнему краю должен иметь наименьшее значение ширины до верхней кромки. Оптимальный размер может совпадать с диаметром электрода.

Заполнение разделки проводится при формировании еще 3 валиков, которые позволяют заполнить основу сварного шва и укрепить стык. При проведении работ важно держать прямой угол, а разделку заполнять при высокой скорости сварки. Только так можно добиться прочного скрепления слоев между собой.

Перед тем как сварить круглую трубу, ее нужно подготовить к работе, то есть провести предварительную обработку стыков и уточнить все тонкости. Для этого сначала проводится диагностика труб на соответствие ряду технических характеристик, предъявляемых к монтируемой системе, в частности, водопроводу (прочитайте: “Какая сварка водопроводных труб лучше – виды и особенности сварки”).

Согласно инструкции должны быть соблюдены такие условия:

  • Геометрические размеры.
  • Наличие сертификата качества, в частности, если это трубопровод для питьевой воды.
  • Идеально круглая форма труб – никакие дефекты торцов в виде приплюснутого или овального сечения не допускаются.
  • Одинаковая толщина стенок труб по всей их протяженности.
  • Химический состав изделий должен соответствовать ГОСТам РФ для тех или иных систем. Данная информация выясняется из технической документации или лабораторными исследованиями.

Далее можно приступать, собственно, к подготовке труб к стыковке и сварке.

Процесс подготовки включает такие стадии:

  • проверяют ровность среза на торце трубы – он должен быть равен 90º;
  • торец и участок в 10 мм от него нужно тщательно зачистить до появления металлического блеска;
  • все следы масел, ржавчины, красок следует удалить и обезжирить поверхность на торце трубы.

Такую работу можно выполнить фаскоснимателем, торцевателем или шлифовальной машиной. Профессионалы, работающие с трубами больших диаметров, пользуются фрезерными станками или газовыми и плазменными резаками.

Процесс сварки

Когда вся предварительная подготовка позади, можно браться за сварку. Если у вас нет необходимых навыков, и вы никогда раньше не выполняли подобных работ, сначала рекомендуем попрактиковаться на лишних кусках труб, чтобы не испортить всю систему.

Немаловажным моментом при проведении любых электротехнических работ, в том числе сваривания металлических труб, является соблюдение правил техники безопасности. Если ими пренебречь, можно получить разнообразные травмы, такие как термические ожоги кожи, ожоги сетчатки глаз вспышкой дуги, удары электрическим током и другие.

Поэтому перед началом работ следует выполнить следующие действия:

  • жилы, проводящие ток, и компоненты сварочного аппарата должны быть изолированы;
  • корпус сварочного оборудования и дополнительные приборы нужно заземлить;
  • спецодежда и рукавицы должны быть абсолютно сухими;
  • надеть галоши или постелить резиновый коврик в небольшом по размеру помещении для дополнительной изоляции;
  • чтобы уберечь глаза и лицо, при работе следует надеть защитный щиток.

Таким образом, мы частично рассказали, как следует выполнять сварочные работы на электрическом оборудовании. Безусловно, чтобы работа была успешной, у вас должны быть некоторые практические навыки. Тем не менее, благодаря информации, изложенной в материале, вы будете знать, с чего начинать практиковаться. При соблюдении наших рекомендаций, у вас обязательно получится сваривание металлических труб на достойном уровне.

Собираем соединения

Способов, как варить трубы электросваркой, может быть несколько:

  • размещая детали встык – в данном случае отрезки трубы находятся точно напротив друг друга;
  • соединение в тавр – эта технология сварки труб подразумевает,  что два куска трубы размещены перпендикулярно, в форме буквы «Т»;
  • скрепление внахлест – в таком варианте один из кусков трубы развальцовывается, чтобы его можно было надеть на другой;
  • угловое соединение – то есть, две детали размещены под углом 45° или 90°.

При выполнении сварки труб электросваркой могут выполняться такие швы:

  • горизонтальные – в таком случае свариваемые трубы расположены вертикально;
  • вертикальные – это швы на вертикальном участке трубы;
  • потолочные – в данном случае электрод помещают в нижней части детали, над головой работника;
  • нижние – соответственно, швы, для выполнения которых нужно наклоняться вниз.

Есть еще несколько рекомендаций, как сваривать трубы электросваркой:

  1. При проведении сварочных работ следует держать электрод под углом в 45° или чуть меньше, тогда расплавленный металл будет попадать внутрь свариваемой трубы в гораздо меньшем количестве.
  2. Если вы выполняете соединение в тавр или встык, то вам понадобятся 2-3 мм электроды. При этом сила тока, оптимальная для надежной герметизации системы, составляет в пределах 80-110 ампер.
  3. Для надежного проваривания соединения внахлест сила тока должна быть увеличена до 120 ампер, а электроды можно использовать аналогичные.
  1. Оптимальная высота сварного шва должна составлять 3 мм над поверхностью трубы. Только после ее достижения можно считать работу завершенной.

как сваривать трубы электросваркой

Этот процесс следует выполнять в такой последовательности:

  1. Трубы следует зафиксировать в тисках или ином приспособлении, соединив их встык. Далее место соединения с помощью электрода нужно прихватить в 2-3 местах. Если это будут только 2 точки, то сделайте их с противоположных сторон окружности.
  2. В случае, когда точка соединения сделана только одна, окончательное проваривание стыка нужно начинать с противоположной стороны.
  3. Обратите внимание, что толщина электрода для труб с толщиной стенок в пределах 3 мм должна составлять не более 2,5 мм.

И еще немного полезной информации относительно техники выполнения сварного шва.

Если вы работаете с трубами, толщина стенок которых превышает 4 мм, то их соединение выполняется двумя швами – корневым, проходящим по всей толщине стали, и валковым, представляющим собой валик 3 мм высотой.

Когда вы делаете горизонтальный шов в несколько слоев, в каждый последующий подход электрод должен перемещаться в противоположном направлении.

Конечные (замковые) точки шва, выполняемого в несколько слоев, нужно размещать в разных местах.

Зачастую контроль над качеством сварного шва и герметичностью системы вам придется выполнять самостоятельно путем визуального осмотра.

Для этого сначала шов нужно очистить от шлака и простучать его легким молотком. Далее визуально осматривают сам шов на наличие в нем сколов, порезов или трещин, плохо проваренных кусков или прожогов насквозь, а также прочих дефектов.

Последним этапом будет замер толщины шва. Для этого можно использовать стандартные приборы, а также щупы, шаблоны и прочие приспособления.

Вертикальное сваривание неповоротных стыков

Процесс начинается с потолочного положения и заканчивается на нижнем положении. Наиболее жесткие требования предъявляются к качеству корневого шва. При его выполнении необходимо следить за равномерным проплавлением кромок деталей, чтобы получить равномерный обратный валик с усилением 1-3 мм на внутренней поверхности шва.

Первый слой сваривают при возвратно-поступательном движении электрода с задержкой дуги на сварочной ванне. Это позволяет проплавлять кромки стыка с образованием узкого ниточного валика высотой 1-1,5 мм на его внутренней стороне.

При этом на свариваемые кромки не должны попадать крупные брызги расплавленного металла и сварка должна быть выполнена без прожогов. Для этого дуга должна быть короткой. Отрывая дугу от ванны, нельзя удалять ее более чем на 1-2 мм. Перекрытие начала и конца смежного слоя должно составлять 20-25 мм. Последующий слой сварки должен быть смещен от нижней точки окружности трубы на 5-6 см, и так каждый последующий слой относительно начальной точки сварки предыдущего.

Электрод при сварке второго и последующих слоев должен иметь поперечные колебания от края одной кромки к краю другой кромки. При сварке поверхность каждого должна быть вогнутой или слегка выпуклой. Чрезмерная выпуклость шва, особенно при потолочной сварке может быть причиной непровара. Заполняющие слои шва надежно сплавляются между собой и проплавляют кромки свариваемых труб. После каждого слоя шва необходимо обязательно очищать поверхности шва от шлака.

неповоротный стык трубы

Последний слой выполняют высотой 2-3 мм и шириной на 2-3 мм большей, чем ширина разделки кромок; он должен иметь плавный переход от наплавленного металла к основному. Порядок наложения вертикальных неповоротных стыков показан на рис. 3.

При сварке труб диаметром 600 мм и более после сварки корня шва рекомендуется выполнить подварку корневого слоя изнутри трубы. Подварочный шов не должен иметь мелкочешуйчатую поверхность, плавно сопрягающуюся с внутренней поверхностью трубы без подрезов и других дефектов. Усиление подварочного шва должно составлять не менее 1 и не более 3 мм. Подварку выполняют электродами основного типа диаметром 3-4 мм.

Сварку труб большого диаметра могут выполнять одновременно несколько сварщиков. Если их двое, то сварка должна выполняться снизу от надира вверх по периметру в противоположные стороны. Если больше то каждый сварщик выполняет сварку на своём участке, которые расположены диаметрально противоположно.

Наложение швов по вертикали на не поворачивающиеся торцы свариваемых труб выполняется аналогично горизонтальному свариванию с одним различием: постоянная смена наклона электрода по отношению к периметру шва.

Процесс сварки предполагает выполнение таких шагов:

  • Создается стык, получаемый в процессе сварки трубы, который относится к корневому валику.
  • Формируется три валика, которые должны заполнить разделку.
  • Создается замок, соединяющий начало и конец валика.
  • Выполняется декоративный шов.

Первый шаг считается самым важным, так как в это время создается соединение, формирующее основу шва. Диапазон сварочного тока определяется толщиной металла и зазором между стыкующимися деталями. На первом этапе создается два основных валика.

Для создания стыка на трубе захватывают основание каждой соединяемой кромки, в это же время формируется второй корневой слой и поправляется первый слой.

Формирование обратного валика с использованием электродов диаметром 3 мм выполняется только в тех случаях, если свариваемый стык должен быть высокого качества.

Для выполнения работы выбирают средний или минимальный диапазон тока, учитывая при этом следующее:

  • Толщина металлической заготовки.
  • Расстояние между кромками изделий.
  • Толщина притупления.

Наклон электрода определяется направлением сварных проведений и зависит от проплавления первого слоя шва.

Длина дуги также зависит от степени проплавления:

  • Короткая дуга используется в том случае, когда коренной валик недостаточно проплавлен.
  • Средняя дуга – при хорошем проплавлении.

Скоростные показатели сварки во многом зависят от объема сварочной ванны. Валик большой высоты на стыках металлических деталей приводит к тому, что он на протяжении долгого времени не застывает. Это может стать причиной образования различных дефектов. Подбирая скорость сварки необходимо помнить, что только качественный сплав кромок обеспечивает нормальное состояние валика.

Обработку металла определенной толщины, а также выборку и подварку, рекомендуется выполнять электродами диаметром 4 мм. При этом наклон электрода должен быть отличным от угла наклона при работе с корневым валиком. Здесь следует применить метод, который называется «угол назад». Скорость в этом случае должна быть такой, чтобы валик оставался в норме.

Тонкости электросварки

Если производится сваривание труб круглой формы, то шов на них должен быть непрерывным. Это значит, что как только работа начата, ее нельзя прерывать, пока не образуется сплошной сварной шов. В случае работы с поворотными и неповоротными стыками сварка труб отопления электросваркой должна выполняться в несколько слоев. Их количество будет зависеть от толщины стенок трубы.

Зависимость количества слоев от параметров стенки выражается в таких величинах:

  • 2 слоя сварочного шва выполняют на трубах с толщиной стенки до 6 мм;
  • если стенки колеблются в пределах 6-12 мм толщины, потребуется 3 слоя;
  • все прочие изделия, толщина стенок которых еще больше, нуждаются в наложении 4 слоев шва.

Выполнение замков

Сварка вертикального стыка

Этап выполнения замков предполагает окончательные работы по формированию валиков. При этом сварка каждого валика сопровождается заступом на основной шов величиной 2 мм. Готовый замок представляет исходную точку валика, со смещением по отношению к предыдущему слою на 5 мм.

Декоративный шов завершает сварку труб в неповоротном положении. Выполняя наплавку в горизонтальном положении, формируют узкие валики. Последний из них должен быть абсолютно плоским. Сваривание выполняется в высокоскоростном режиме.

При полном сваривании стыка должен учитываться весь периметр без обрыва. Допускается смещение замков относительно друг друга не больше, чем на 50 мм.

Многопроходной вид сварки поворотных и неповоротных труб, имеющих толстые стенки, предполагает спиралевидное ведение. В этом случае сокращается количество замков и, как следствие, уменьшается число дефектов. Сварку следует прекращать на расстоянии около 20 мм от начала валика, чтобы выровнять сварные швы по высоте. Больший валик можно подрубить, а также сточить.

Подрубить валик можно практическим способом, позволяющим снизить количество замков и выполнить более качественное соединение. Такой способ берет начало от кромки валика, которая подплавляется задержкой дуги. Затем делают заход на валик с действующей электродугой и переходят на следующий слой, учитывая предыдущий. В результате окончание одного слоя становится продолжение другого валика.

Горизонтальная наплавка

Сварка выполняется в трех последовательных позициях:

  • Потолочная.
  • Вертикальная.
  • Нижняя.

Каждый шов выполняется с индивидуальным значением величины тока. Потолочная позиция предусматривает сварку на высоком уровне мощности. Все этапы предполагают безотрывную сварку, в ее начале лучше всего использовать метод «углом назад», а завершать работу – «углом вперед».

При сборке горизонтальных стыков труб на кромке нижней трубы фаска не снимается или снимается угол 10-15°, что улучшает процесс сварки без изменения ее качества.

Сварка труб

Лучшим методом сварки горизонтальных стыков является сварка отдельными валиками небольшого сечения. Первый валик накладывают в вершине шва электродами диаметром 3-4 мм при возвратно-поступательном движении электрода с обязательным образованием на внутренней стороне стыка узкого ниточного валика высотой 1-1,5 мм.

Сварку выполняют в том же направлении, что и сварку первого слоя (валика), затем ток увеличивают и сваривают третий валик электродами диаметром 4-5 мм. Третий валик накладывают в направлении, противоположном первому, он должен перекрывать 70% ширины второго валика. Четвертый валик укладывают в том же направлении, но располагают в углублении между третьим валиком и верхней кромкой.

При сварке стыка трубы более чем в три слоя, начиная с третьего слоя, каждый последующий выполняется в противоположном направлении, чем предыдущий. Трубы диаметром до 200 мм сваривают сплошными швами, а диаметром более 200 мм – обратно-ступенчатым методом. Горизонтальные неповоротные стыки варятся «углом назад». Наклон электрода относительно вертикальной оси должен составлять 80-90 градусов. Варить надо средней дугой.

После сварки сварщик обязан очистить стык от шлака и брызг, осмотреть и исправить все наружные дефекты и поставить клеймо.

Сварка неповоротных стыков труб требует опыта выполнения данного вида работ, поэтому её стоит доверить профессионалам. Особенно, если речь идет о трубопроводах с повышенными требованиями к герметичности сварных соединений.

Сварка труб под углом 45 градусов

Выполнение сварки трубных изделий, располагающихся под углом 450, имеет некоторые особенности.  В частности речь идет о пространственном положении шва, учитывая определенный угол. Выполнять работы такого типа могут универсальные мастера, выполняющие различными навыками сварки. Первый валик создается посредством электрода под прямым углом.

Шов формируется при непрерывном заполнении второго слоя. После этого сразу переходят к проплавке первого слоя. Выполнив сварку с постоянным применением электрода, требуется провести фиксацию трубы для создания горизонтально и вертикально расположенных швов. В этом случае сварочный слой с лицевой стороны не является плоским, если сравнивать с остальными валиками.

Вертикальное соединение металлических труб посредством дуговой ручной сварки осуществляется аналогично сварке в горизонтальном положении. Отличительной особенность первого способа можно назвать использование метода, осуществление которого подразумевает применение поступательного движения электродов.