Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, з’єднання аргоном поздовжніх швів і встик

На сьогоднішній день в промислових організаціях і в домашньому побуті не обійтися без установки трубопроводів. Їх елементи з’єднують різними способами, враховуючи матеріал і розмір діаметра труб, але особливою популярністю користується саме зварювання. Даний метод дозволяє фіксувати деталі в будь-якому положенні і вважається самим простим і дешевим, забезпечуючи герметичну і якісну стиковку.

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Особливості

Зварювання являє собою універсальний вид з’єднання частин трубопроводу, виготовлених з металу, пластику, бетону та кераміки. Так як трубопровід є інженерної комунікацією, яка застосовується для транспортування нафти, газу, води та інших речовин, то його деталі важливо правильно і надійно з’єднувати. З цими завданнями добре справляється зварювання, тому її часто вибирають під час установки бурових свердловин, каналізаційних, промислових і технологічних магістралей, де використовуються труби великого діаметру з нержавіючої сталі, фланця або титанових сплавів.

Підходить така технологія і для стикування пластмасових, хромованих труб різного діаметру. Усі елементи трубопроводів як малого, так і великого розміру фіксують відповідно до встановлених стандартів, які співвідносяться з регламентами Гостів.

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Залежно від особливостей монтажу і кореня шва вибирається певна температура і вид зварювання. Стикова термічна технологія заснована на нагріванні країв труб, термомеханічна характеризується варінням деталей з допомогою нагріву зварного дроту. Механічний вид застосовують у промисловості для кріплення горизонтальних труб шляхом тертя. Що ж стосується холодної зварювання, то її здійснюють за рахунок обробки деталей хімічним складом, який гарантує міцний і надійний шов.

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Головною особливістю зварювання є те, що для її виконання використовують центратори, що представляють собою пристосування, що спрощують центрування торців труб. Завдяки центраторам робота проходить швидко, а шви виходять якісними.

До переваг зварювання можна віднести наступні моменти:

  • економія металу і собівартості робіт;
  • відмінна альтернатива лиття і кування;
  • можливість з’єднувати труби різного розміру;
  • висока якість та герметизація; простота виконання.

Що ж стосується недоліків, то під час варіння можлива деформація металу.

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Інструменти і обладнання

Зварювання – це найбільш доступний і поширений варіант з’єднання труб. Для стикування деталей потрібно не тільки певний досвід, але і спеціальне пристосування, що має режими перемикання. Така машина може запускатися як електрикою, так і газом, а також може включати в свою конструкцію пристрій для розтрубного зварювання. Для побутової сплавки труб багато майстри також воліють мати верстат, обладнаний інвертором. Щоб норма витрати матеріалу і енергії регулювалася, апарати оснащують контрольними схемами.

В залежності від складності робіт і діаметра труб підбирається відповідне обладнання.

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Електроди

У багатьох випадках для зварювання застосовують електроди. Якщо потрібно стикувати труби великого діаметру, то вибирають електроди, покриті целюлозної плівкою. Для формування кутових швів найчастіше воліють вироби з рутиловим покриттям. У тому випадку, коли планується складна варіння, то використовують комбіновані (целюлозно-рутилові) електроди. Найпоширенішими є електроди з покриттям УОНИ 13/55, вони призначені для зварювання труб з низьколегованої і вуглецевої сталі. Завдяки унікальному складу дані вироби забезпечують пластичні шви, стійкі до будь-яких видів навантажень.

Єдиним мінусом таких електродів є те, що вони вимагають попередню заготівлю кромок. Необроблені кромки при попаданні на них води, масла або іржі можуть спровокувати утворення зварювальних пір.

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварювальні апарати

Перед тим як приступити до зварювальних робіт, необхідно потурбуватися про наявність відповідного обладнання. Найпоширенішим апаратом вважаються трансформатори, вони мають просту конструкцію, що дозволяє перетворювати напругу в електромережі. Принцип роботи трансформаторів заснований на зміні струму проміжного між витками обмотки. Зварювальні трансформатори характеризуються високим ККД, що досягає 90%.

Більш вдосконаленим видом зварювального обладнання є випрямляч. Він складається з діодного блоку, елементів регулювання, захисту і запуску. На відміну від трансформаторів під час варіння випрямлячі дозволяють стикувати деталі не тільки чорного, але і кольорового металу, чавуну і нержавіючої сталі. Стоять випрямлячі недорого і забезпечують хорошу якість швів.

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Величезним попитом у зварювальників також користуються напівавтомати, конструкція яких представлена випрямлячем, трансформатором, спеціальним приводом, рукавом з пальником і газовим балоном. У тому випадку, коли зварювання здійснюють без газу, то додатково використовують флюсовую дріт. Зазвичай для стикування металевих труб апарат запускають на вуглекислому газі. Плюсом даного устаткування вважається якісний шов, а недоліком – велика витрата матеріалу.

Добре себе зарекомендували та інвертори. Таке обладнання ще називають імпульсним. Коштує воно дорого, але має невелику вагу і високий ККД. Також для зварювальних робіт використовують точкові апарати. Вони економічні, міцні, надійні і дозволяють отримувати шви з якісною герметизацією. Обладнання розігріває з’єднувальні елементи миттєво завдяки імпульсів струму, які складають 0.01 с. Тому воно є ідеальним, коли потрібно виконати зварювання великого обсягу за мінімальний проміжок часу.

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Різновиди швів

Незалежно від того, які за призначенням варяться трубопроводи, вони мають зварні шви, які формуються за рахунок змінного електричного струму за раніше обраної технології. На сьогоднішній день розрізняють шви під кутом, встик і внахлест. Всі вони володіють своєю індивідуальною методикою і особливостями.

Стикові з’єднання є найбільш поширеними, так як їм властива відсутність деформації металу. Крім цього, вони мінімально піддаються внутрішнього напруження і характеризуються високою міцністю по відношенню до динамічних і статичних навантажень. Стикові шви поділяються на одинарні, що застосовуються для труб з зовнішнім діаметром до 500 мм і подвійні, призначені для труб, переріз яких перевищує 600 мм.

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Кутові з’єднання вважаються підведенням стикових. Їх вибирають, коли потрібно закріпити деталі під кутом. Такі шви отримують двома способами: без скосу і зі скосом кромки. Кутові з’єднання не такі міцні, як стикові, але все ж мають хорошу якість. Шви внапуск відмінно підходять для з’єднання пластикових труб. Їх рідко використовують при варінні металевих елементів. Це пояснюється тим, що сполуки виходить не надто надійними.

При зварюванні труб з товстими стінами також застосовують поздовжній шов. Його формують з декількох шарів, а робота виконується, як правило, одночасно двома фахівцями.

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Способи

Зварювання являє собою фізико-хімічний спосіб стикування окремих елементів, які у процесі утворюють цілісний трубопровід. Подібний монтаж здійснюють за допомогою пластичної деформації під високим тиском або сплаву. Зварювальні шви, які формуються під час варіння можуть бути різними, так як залежать від вибору технології.

На сьогоднішній день розрізняють наступні види зварювання:

  • електрозварювання;
  • холодна;
  • газова;
  • аргонова;
  • дифузна.

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Першість серед способів варіння труб займає електрозварювання, вона характеризується низькою вартістю і простотою робіт. Це так звана контактна методика. Щоб здійснити з’єднання таким способом, потрібно трансформатор або інвертор. Обладнання подає на електрод заряд, який при зіткненні з поверхнею труб сильно нагріває метал, який потім охолоджується за допомогою спеціальних сумішей або водою.

Головними переваг електричної зварювання є універсальність і багатофункціональність. Її часто також виконують без електродів. Якщо ж останні використовуються, то їх вибирають, враховуючи товщину стінок і перетин труб.

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Холодна зварка суворо регламентується встановленими стандартами і документацією. Це один з оптимальних варіантів для отримання неповоротних герметичних стиків. Дана методика дозволяє повністю виключити нагрівання зварюваних елементів, а шви формуються за рахунок процесів деформації і тиску, що чиниться на деталі. Залежно від методики холодну зварювання поділяють на стыковую, шовную і точкову. Головний плюс цього способу полягає в тому, що всі роботи відбуваються без витрат електроенергії. Крім цього, методика абсолютно екологічна і відкриває можливості для створення з’єднань на великих площах.

Часто різні види труб з’єднують за допомогою автоматичного газового пальника. Це досить старий, але добре перевірений спосіб з піддувом, при якому метал нагрівається до високих температур. Добре підходить газова зварка, якщо необхідно здійснити монтаж без відриву встик, а також для отримання поворотних швів.

Їй властиві наступні характеристики:

  • висока ефективність;
  • простота робіт;
  • отримання якісного і акуратного шва.

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварка аргоном необхідна, коли потрібно зварити матеріали, які важко з’єднуються, наприклад, алюміній, мідь і титан.

Всі перераховані вище методики зварювання труб підходять для стикування металевого матеріалу, пластмасові деталі варять за допомогою дифузійної зварки. Її виконання вимагає мінімального набору інструментів, роботи проходять швидко і обходяться недорого. Для отримання герметичних швів відбувається підготовка, потім пластикові труби на просвіт нагрівають спеціальним апаратом, оснащеним різними насадками. Кожна насадка підбирається під певний діаметр труби. Ефективним способом вважається і орбітальна зварювання, коли завдяки особливим методиками і технологіями деталі труб поміщають на спеціальне пристрій і механічно повертають на 360 градусів. У результаті виходить гладкий шов без зазорів.

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Причини дефектів і шлюбу

Показником якісного плавлення труб вважається відсутність дефектів в зварних швах. Особливо це стосується тонкостінних і сантехнічних виробів, розміщених у важкодоступних місцях. Якщо зварювання виконується своїми руками, то важливо приділити величезну увагу її якості, в іншому випадку будь-яка помилка може призвести до зменшення міцності або руйнування всієї конструкції.

Дефекти зварних стиків поділяються на такі види:

  • тверді включення;
  • спотворення зовнішніх форм шва;
  • тріщини;
  • кратери, свищі, порожнини.

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Тріщини зазвичай викликаються місцевим розривом близько шовного ділянки. Вони розміщуються в основі металу або в області температурного впливу. Причиною появи такого шлюбу служить висока напруга, що з’являється в стиках під час варіння. Найчастіше дефектні тріщини спостерігаються при варінні труб з легованої і високо вуглецевої сталі, яка після нагрівання дуже швидко охолоджується.

Порожнини ж являють собою освіти довільної форми, які не мають кутів. Вони під час зварювання затримуються в нагрітому металі. Їх різновидами є нориці і кратери. З’являються подібні вади в тому випадку, коли в галузі зварювальної поверхні малося забруднення, фарба або іржа.

Також шлюб може проявлятися і при використанні непросушених сирих електродів. Часто помічаються пори і при неправильному виборі зварювального дроту.

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

Що ж стосується твердих включень, то це чужорідні елементи різного походження, які після зварювання залишаються в металі шва. Вони бувають оксидні, флюсові та шлакові. Включення характеризуються різною формою і найчастіше розташовуються на кордоні спрямованого і основного металу. Виходять дані дефекти в результаті високої швидкості варіння, при наявності бруду на поверхні труб або осыпании обмазувального матеріалу електродів.

Іноді зустрічаються так звані «непровари», це коли між металом і швом відсутня з’єднання. Такі дефекти, як правило, спостерігаються в корені шва, на його бічній поверхні або між валиками. Щоб уникнути даного виду шлюбу, слід ретельно зачищати кромки і контролювати швидкість роботи апарату. Крім «непроваров» частою проблемою є порушення форми шва, яке має вигляд подрєзов. Подібна проблема викликається високою напругою і швидкістю варіння, внаслідок чого виходить «горбатий» стик.

Якщо неправильно вибраний нахил електрода, а також використана велика довжина дуги, то це може послужити причиною утворення «напливу». Шов в даному випадку не має сплавлення, так як метал під дією сили тяжіння розподіляється неправильно і підтікає на горизонтальну полицю, формуючи натікання.

Зварювання труб: центратори, орбітальна і стикова технологія для виробів великого діаметра, зєднання аргоном поздовжніх швів і встик

До іншим видам шлюбу в зварювання відносять: бризки і стоншення металу, випадкова дуга і зовнішні задираки. Випадкова дуга частіше всього проявляється, коли відбувається коротке замикання електродів при зіткненні з основою металу. Бризки вважаються дефектами, що мають вигляд твердих крапель, які виникають при заявленому зварювальному струмі. Задирки – це нерівні поверхні на стиках, які не відповідають встановленим розмірам і ширині шва. Їх причиною служить прослизання зварювального дроту, а також перебіг у зазори рідкого металу.

Все перераховані вище дефекти потрібно обов’язково усувати. Для цього їх виявляють за допомогою ультразвукового або радиографического контролю і проводять ряд заходів.

Про те, як паяти поліпропіленові труби самостійно, дивіться у наступному відео.

Сподобалася стаття? Поділитися з друзями: