Сварка продольных швов труб высокочастотной сваркой

Содержание

Сварка продольных швов труб при проведении ремонтных работ газопроводов

Сварка продольных швов труб высокочастотной сваркой

При эксплуатации отопительного оборудования на газу в бытовых условиях, иногда может быть нарушена герметичность трубопровода в местах, выполненных газовой сваркой. Чаще всего, это участки в поперечных местах соединений трубопровода, но иногда может понадобиться сварка продольных швов труб.

При наличии сварочного аппарата и хороших навыков сварщика для выполнения ремонтных работ своими руками понадобится только знание технологического процесса сварки. Качественное проведение работ состоит из нескольких этапов, которые регламентируется в РД 153-34.1-003-01 Минэнерго согласованных с Госгортехнадзором.

Рис.1 Ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом

Выбор технологии проведения сварки и расходных материалов

В соответствии с требованиями РД, продольные швы следует сваривать ручной электродуговой или автоматической сваркой неплавящимися электродами при подаче диоксида углерода с применением порошковых электродов.

При сваривании труб толщиной до 10 мм. допускается выполнение всей линии шва аргонодуговой сваркой.

При сваривании трубопровода небольшого диаметра (до 150 мм.) с толщиной стенки до 8 мм. из легированных и углеродистых сплавов допустимо использование сварки газом с применением ацетилена и кислорода.

Участок производства работ должен быть закрыт от осадков и ветра, сварщик обязан иметь защитные кожаные рукавицы и маску, для сбивки шлака и очистки от ржавчины понадобится молоток, зубило и металлическая щетка.

Рис.2 Электродуговая сварка с аргоном

Электроды

При ручной электродуговой сварке трубопроводов из любого вида сталей используют соответствующие марки электродов согласно требованиям государственных стандартов (ГОСТ 9467, 9466 и 10052).

Перед применением сварочных электродов их нужно прокалить в режиме, соответствующем стандарту или указанному на этикетке, подавляющую массу основных электродов необходимо использовать в течение 15 суток после прокаливания. При этом следует учитывать, что прокалка электродов допускается не больше трех раз.

Сварочная проволока

Присадочная проволока используется при аргонодуговой электросварке в ручном и автоматическом режиме, механизированной, ацетилено-кислородной и автоматической сварке под флюсом.

Марку проволоки определяют по химическому составу обрабатываемого материала и видам электросварочных работ. Проволока должна соответствовать требованиям ГОСТ 2246, иметь чистую поверхность без окалины, ржавчины, грязи и масла.

При загрязнении проволочную бухту очищают флюсом, войлоком, наждачными материалами, перед очисткой ее лучше отжечь 1,5 – 2 часа при температуре от 150 до 200 С.

Для проведения механизированной сварки берется самозащитная проволока из порошка (ГОСТ 26271), которая перед использованием прокаливается в порядке, соответствующем государственному стандарту и должна быть использована в течение 5 суток.

Рис. 3 Электроды для сварных соединений труб – применение

Сварка продольных швов труб – подготовка и технология

Перед проведением сварочных работ проверяют оборудование на комплектацию и исправность, используемые материалы обрабатываемых трубопроводов (для определения химического состава стали используются паспорта и сертификаты).

При подготовке к свариванию стыков они проходят проверку на:

  • качество подготовки, соответствие форме и размерам;
  • качество очистки поверхности внутри и снаружи кромок;
  • плавность и форму переходов с малого сечения на больший размер;
  • соответствие допускам толщины стенок на свариваемых концах.

Применяемые электроды, проволоку и флюсы проверяют на соответствие стандарту и качество по сертификатам, паспортам и этикеткам на упаковках.

Электроды для электродуговой сварки испытывают с помощью образцов сварных соединений на таврах из двух погонов, сделанных из трубных пластин, сваривание проводят в один проход в потолочном расположении.

Рис. 4 Марки присадочной проволоки и их применение

Подготовка стыков трубопровода к свариванию

Обработку концевых кромок свариваемых труб проводят механическими способами на станках или шлифмашинкой, используя резцы, фрезы и абразивные круги.

Также стыки труб из марок с низким содержанием углерода и легирующих добавок можно подготавливать методами кислородный и дуговой резки с дальнейшей их зачисткой режущим или абразивным инструментом.

Сварочные стыки трубопровода с мелкими уступами и неровностями, мешающие его соединению, зачищают абразивным кругом или напильником, избегая заостренных углов и резких изломов.

Что делать, если разница внутренних диаметров труб для сваривания превышает допуск

В случае соединений труб с недопустимыми отклонениями внутренних диаметров применяют следующие методы:

  1. Раздача механическим способом трубного конца с наименьшим внутренним диаметром, при этом допускается использование нагрева кромки. После выполнения операции требуется проверка толщины его стенки на соответствие минимальным допускам.
  2. Расточка внутренней стенки изделия с малым диаметром под конус для сопряжения с внутренней поверхностью трубы большего размера или вытачивание ее внутренней стенки под подкладное кольцо.

Рис. 5 Методы стыковки элементов с различным внутренним диаметром

  1. Наплавление на внутреннюю стенку элемента с большим внутренним диаметром металлического слоя, с дальнейшим его выравниванием абразивными материалами для плавного сопряжения со стенкой малого внутреннего диаметра. При использовании данного способа толщина наплавленного слоя должна быть не более 6 мм., работу проводят ручной электродуговой или аргонодуговой сваркой неплавящимися электродами. Форма наплавки должна иметь вид спиральных валиков по направлению изнутри к кромке изделия.
  2. Приварка внутрь трубы с малым диаметром кольца толщиной 18 – 20 мм. впритык таким образом, чтобы оно входило в элемент с большим диаметром с соблюдением установленными стандартами требованиями к сборке сварных соединений.

Правила выполнения прихваток

Вертикальные и горизонтальные стыки прихватываются в нескольких точках, недопустимо их расположение в местах на перекрестии швов.

Прихватки должны выполняться тем же способом, как и сварка корневого шва, с применением аналогичного присадочного материала и одинаковых требований по качеству.

Прихватки располагают на одинаковом расстоянии друг от друга по периметру всего стыка, они выполняются с полным проваром и перевариваются при наложении корневого шва.

Высота прихваток S зависит от вида сварки и составляет:

  • толщину трубной стенки при размерах до 3 мм.;
  • 0,6 – 0,7 S при стенке от 3 до 10 мм.
  • 5 – 6 мм. при стенке от 10 мм.

Рис. 6 Схема расположения прихваток

Сваривание продольных швов

Продольные швы варят с использованием ручной электродуговой, механизированной с диоксидом углерода или сваркой проволокой из порошка.

Сварка производится без учета химического состава стали заготовки следующими марками электродов при методах сваривания:

  • ручном электродуговом – основными электродами Э50А (ТМУ-21У, УОНИ-13/55, ЦУ-5), диаметр электрода до 4 мм.;
  • механизированном в углекислоте – проволокой СВ-08ГС, Св-08Г2С диаметром 1,2 – 1,6 мм.;
  • механизированном с проволокой из порошка – марками, указанными в стандартах.

Наваривание швов по плавникам в области стыков трубопровода (на несваренных производителем участках шва) проводится с обеих сторон. Допустима односторонняя сварка, если на плавниках сняты фаски под 30 градусов и корневой шов проваривается на полную глубину.

Допустимый зазор между привариваемыми плавниками при любом методе сварки – от 1,5 до 3 мм. На участках без зазора прорезают плавники механическим способом на нужную ширину.

Если зазор выше стандартного и равен 3-5 мм. или плавники смещены, сваривание  швов делается с разных концов обратными ступенями.

Сваривание несваренных на производстве участков швов проводится двумя сварщиками от центра к краям.

Рис. 7 Технология сварки газом

Сваривание швов проводится методом обратных ступеней. Заварив швы на одной стороне заготовки, сварщик начинает сварку в том же порядке с другой стороны.

Сварка с проволокой из порошка выполняется в режиме постоянного тока и обратной полярности.

Читайте также  Виды сварочных швов и способы нанесения

Сварочные аппараты постоянного тока выбираются с пологими или жесткими вольт-амперными параметрами.

Допустимая толщина наплавки – не больше 6 мм, для оптимизации работ используются различные методы нагрева стыков в области шва трубы.

Швы по окончании работ подвергают обязательному контролю визуализацией и керосиновой пробой.

Контроль и испытания швов

Контролю сварных соединений при приемке подвергают все трубопроводы, проверка включает в себя следующие контрольные операции и виды испытаний сварных соединений:

  • визуализация и измерения;
  • стилоскопирование металла шва и трубы;
  • определение твердости шва;
  • дефектоскопия ультразвуком и радиографией;
  • испытание механическими нагрузками;
  • металлографическая проверка;
  • прокатка стального шара по внутренней поверхности шва;
  • магнитопорошковая и капиллярная проверка;
  • испытания давлением.

Рис. 8 Схема вырезания образцов для испытаний материала шва

Проверка качества сварки котлов и трубопроводов, на которые не распространяются правила Госгортехнадзора России, осуществляется методами визуализации, измерений, ультразвуком, радиографией или механическими испытаниями, если иные способы контроля указаны в СНиП.

При проведении всех видов сварочных работ следует руководствоваться нормативными правилами, приведенными в соответствующих актах. Для газовых трубопроводов их соблюдение наиболее актуально – это обеспечит высокое качество сварки труб в газопроводах, где даже мелкие ошибки могут привести к печальным последствиям.

Источник: https://montagtrub.ru/svarka-prodolnyih-shvov-trub-pri-provedenii-remontnyih-rabot-gazoprovodov/

Сварка труб ручной дуговой сваркой — Трубы и сантехника

Сварка продольных швов труб высокочастотной сваркой

Коммуникации – «кровеносная система» дома. Без трубопровода, отопления, газа и вентиляции здание сложно назвать жилым. Важно эти конструкции смонтировать правильно, соединить наиболее надежным образом. Самой оптимальной из методик крепления является сварочная, которая в свою очередь делится на несколько видов. Если говорить о частных домах, то для установки систем лучше всего подходит сварка труб ручной дуговой сваркой.

Описание технологии

Ручная сварка трубных конструкций дуговой сваркой наиболее всего распространена для соединения элементов с толщиной стенок от 3 мм и условным проходом свыше 80 мм. Этот способ соединения незаменим там, где невозможно использовать механизированную сварку, а также в домашнем хозяйстве – когда «фронт работ» невелик, а бюджет ограничен. Благодаря дуговой ручной методике затраты на монтаж коммуникаций можно снизить вдвое, если предпочесть ее той же известной газовой сварке.

Технология подразумевает совершение действий, в основе которых лежит использование электрического тока (переменного либо постоянного), подводимого к электроду, а затем и изделию в целях образования и дальнейшего поддержания электрической дуги. В результате таких действий образуется тепло, разогревающее кромки металла, вследствие чего расплавляется не только свариваемый элемент, а и задействованный в технологии металлический стержень, именуемый электродом.

Температура при таком процессе может достигать даже 3500 градусов по Цельсию. Расплавившийся металл собою заполняет (капля за каплей) пространство между элементами а, остывая, превращается в шов. Чтобы преобразовать зазор в шов, приходится попотеть, совершая комплекс сложных движений, как поперек шва, так и вдоль. Число проходов (слоев) разнится в зависимости от толщины стенок элементов.

Запоминайте: сварка труб ручной дуговой сваркой – гост нормативы (толщина стенок в мм к количеству слоев шва):

Инструкция по сварке

Как производится ручная дуговая сварка труб?

Сначала нужно разработать план, сделать общие замеры и рассчитать количество необходимых материалов. Затем произвести закупку. Сварочный аппарат не обязательно покупать, если вы не планируете им пользоваться интенсивно. Можно «девайс» одолжить у хозяйственных друзей либо взять в аренду.

Материалы и инструменты

Что, кроме труб и сварочного аппарата, понадобится для работ?

Сварочный пост (именно так называется рабочее место сварщика) должен быть оборудован такими принадлежностями:

  • ящиком для электродов;
  • электродержателем;
  • комплектом щупов;
  • молотком;
  • наждаком;
  • зубилом;
  • жестянкой для огарков;
  • металлической щеткой;
  • сварочным кабелем (проводом);
  • комплектом шаблонов;
  • шлемом и щитками.

А теперь подробнее о требованиях к перечисленному оборудованию.

Для работ выбирайте гибкий провод достаточной длины и соответствующего сечения – вас не должно ничего сковывать в движениях.

Щитки и шлемы необходимы для вашей безопасности – чтобы сохранить глаза, лицо в целостности и защитить кожу от пагубного влияния излучения дуги. Изготавливается защищающее лицо устройство, как правило, из фибры либо обработанной специальным образом фанеры. Вес шлема – до 600 г. Некоторые домовладельцы пренебрегают советом и не хотят использовать «девайс», утверждая, что он мешает работать. Это не так, просто шлемом нужно уметь пользоваться.

Выреза размером 6 на 12 см, сделанного в лицевой части щитка, вполне достаточно, чтобы вести пристальное наблюдение за процессом. Если будете шлем делать самостоятельно, учтите, что для «окошка» нужно специальное стекло – светофильтр, который не пропускает ни инфракрасные, ни ультрафиолетовые лучи. А вот снаружи вырез можно покрыть обычным стеклом, дабы уберечь светофильтр от брызг.

Электродержатель – один из важных приборов для сварщика. Агрегат по весу не должен превышать 500 г. Его следует изолировать от тока и позаботиться, чтобы устройство было удобно крепить под любым углом – это убережет прибор от перегревания. Поэтому из предложенных производителями моделей – вилочного, с пружинящим кольцом и щипцового лучше выбирать последний.

Чтобы электродуговая сварка труб была произведена качественно, важно выбрать подходящие электроды, ориентируясь как на тип, так и на марку изделий. От характеристик и качества электродов зависит прочность и герметичность сварных швов, а, следовательно, и долговечность системы.

Подготовительные работы

Правильная подготовка – залог успешного дела. Запоминайте, какие шаги вам предстоит сделать, прежде чем начать варить:

  1. Проверка элементов. Внимательно осмотрите все детали, которые планируете соединять в систему. Сверьте толщину, длину, диаметр, а также состав. Удостоверьтесь, что изделия не деформированы, не бракованы, в хорошем состоянии.
  2. Обработка кромок. Края нужно подготовить к сварке. Очистить при помощи щетки либо иглофрезы от грязи, ржавчины, масла, влаги и прочих ненужных для процесса веществ, а также выправить. Пристальное внимание следует уделить зазорам между кромками: если руками туда не добраться, продуйте щель сжатым воздухом или прокалите пламенем от горелки. Соединяемые поверхности желательно обезжирить.
  3. Проверка скоса. Перед соединением нужно убедиться, что угол скоса и величина притупления соответствуют установленными нормам и, соответственно, варьируются в пределах – 60-70 мм и 2-2,5 мм. А также удалить зону наклепа металла, которая появляется от воздействия ножниц и литейную корку (если таковая имеется), используя наждачный камень.

Процесс сварки

Ручная дуговая сварка труб выполняется при помощи нескольких методов:

  • поворотного стыка;
  • неповоротного горизонтального стыка;
  • комбинированной техники.

Обсудим каждую из технологий.

Поворотный метод наиболее востребован. При такой сварке большинство швов может быть сделано в нижнем положении. Рассмотрим соединение на примере трехслойного шва.

Первое наслоение делают, используя электрод со стержнем, достигающим по толщине 2-4 мм, последующие слои сваривают при помощи изделий большего диаметра.

Последовательность работ такова:

  1. Стык визуально делят на четыре одинаковых сектора.
  2. Осуществляют сварку в верхних частях – 1 и 2.
  3. Поворачивают элементы и сваривают оставшиеся два сектора.
  4. Опять поворачивают конструкцию и проделывают два предыдущих действия.
  5. Третий – крайний слой делают в одном направлении, вращая трубу.

Сварка неповоротного стыка, предполагающая стабильное проплавление, делается при помощи электрода с диаметром 3 мм. Толщина шва может разниться, ибо зависит от щели и размеров стенок соединяемых элементов. Во время работ следите, чтобы угол электрода составлял около 90 градусов. При положении «угол вперед» проплавление будет минимальным, а с наклоном «угол назад» – максимальным. Если интенсивность проплавления вам кажется недостаточной, держите дугу короткой.

Комбинированную методику задействуют, когда произвести сварку неповоротным стыком невозможно. В таком случае стык соединяют при помощи вставки, верхняя часть шва обрабатывается с наружной стороны, нижняя – изнутри.

Процесс соединения труб ручной дуговой сваркой относительно прост, поэтому при желании вы освоите его с первой пробы.

Сварка труб ручной дуговой сваркой: описание технологии и последовательность работ, Портал о трубах
Описание технологии сварки труб при помощи ручной дуговой сварки. Необходимое оборудование и материалы. Лучшие методики ручной дуговой сварки труб

Источник: trubsovet.ru

Ручную дуговую сварку труб производят, как правило, в 2-3 слоя, несмотря на то, что соединяемые кромки имеют небольшую толщину. Благодаря многослойной сварке, гораздо легче проварить корень шва. Кроме того, этот приём способствует повышению плотности сварного соединения.

Сварка трубопроводов ручной дуговой сваркой может происходить с поворотом свариваемых стыков или без поворота стыков. Рассмотрим технику ручной сварки труб с поворотом и без поворота стыка.

Источник: https://trubyisantehnika.ru/svarka-trub-ruchnoy-dugovoy-svarkoy.html

Законы и явления, лежащие в основе процесса высокочастотной сварки

Сварка продольных швов труб высокочастотной сваркой

Высокочастотная сварка металлов основана на использовании законов электромагнитной индукции и полного тока, а также следующих явлений: поверхностного эффекта, эффекта близости, кольцевого или катушечного эффекта, влияния магнитопроводов и медных экранов на распределение тока в проводнике, изменения свойств металлов при изменении температуры и напряженности магнитного поля, возникновения электромагнитных сил. В результате появляются индукционные токи (вихревые токи, или токи Фуко), которые и вызывают нагрев. Эти законы и явления необходимо учитывать при выборе параметров процесса и конструировании устройств для передачи сварочного тока к изделиям.

Читайте также  Виды контроля сварных швов и соединений

Механизм процесса высокочастотной сварки

Исходя из современных представлений о сварке металлов, процессы высокочастотной сварки можно разделить па три группы.

1. сварка давлением с оплавлением.

Осуществляется при предварительном нагреве и местном расплавлении свариваемых поверхностей. Расплавленный металл удаляется из зоны соединения при осадке; сварное соединение образуется между поверхностями, находящимися в твердом состоянии. Скорость нагрева достигает 150-103 °С/с; осадка — 0,15—1,5 мм; Скорость осадки — 2000 мм/с.

2. сварка давлением без оплавления.

Осуществляется с предварительным нагревом свариваемых поверхностей до температуры ниже точки плавления свариваемого металла. Скорость нагрева не превышает 400 °С/с; осадка — 2,5—6,0 мм; Скорость осадки — 20 мм/с.

3. сварка плавлением без давления.

Осуществляется при нагреве свариваемых элементов до оплавления. Ванна расплавленного металла застывает, образуя сварной шов без приложения давления. Скорость нагрева доходит до 8000 °С/с. сварка давлением с оплавлением. Этот процесс наиболее широко распространен при производстве сварных изделий и полуфабрикатов с непрерывным швом из черных и цветных металлов.

Если свариваемые элементы имеют одинаковые геометрические размеры и материал и расположены симметрично относительно вертикальной плоскости, то при симметричном подводе тока к свариваемым элементам обеспечивается полная идентичность нагрева. Такая схема называется симметричной. Когда свариваемые элементы имеют неодинаковую геометрию, даже при симметричном подводе тока к элементам плотность тока на них неодинакова. Различны и условия теплоотвода.

Обеспечить одинаковый нагрев обоих элементов без принятия специальных мер невозможно. Такая схема называется несимметричной. При сварке элементов с различными теплофизическими свойствами схема будет также несимметричной.

Способы высокочастотной сварки

Существует большое разнообразие схем высокочастотной сварки. Среди них можно выделить следующие основные технологические схемы (рис. 1).

1. Индукционный подвод тока наиболее распространен при высокочастотной сварке продольных швов труб, замкнутых профилей и изделий аналогичной формы. В зависимости от диаметра свариваемых труб применяются либо охватывающие (см. рис. 8.23, б), либо внутренние (см. рис. 8.23, б) индукторы. При сварке по схеме (см. рис . 8.23, б) магнитный поток индуктора индуцирует в металле изделия ЭДС. Это приводит к появлению тока, протекающего по периметру заготовки.

У зазора (открытая щель) он отклоняется к точке схождения кромок. Таким образом, ток течет по периметру сечения трубы, и при этом плотность его невелика (паразитный ток), а также вдоль кромок к «очагу» сварки (полезный ток). Благодаря двум эффектам — близости и поверхностного — достигается концентрация энергии (большие плотности тока) на узких участках кромок заготовок. В месте их контакта, в вершине угла, металл доводится до плавления.

Для повышения эффективности нагрева внутрь кольцевого контура (в трубную заготовку) вводится ферромагнитная масса — ферритовый стержень.

2. Кондуктивный токоподвод при непрерывной высокочастотной с варке (см. рис . 8.23, а) применяется чаще всего при производстве электросварных труб.

Эта схема позволяет существенно расширить номенклатуру свариваемых изделий, более экономно расходовать энергию, но при этом приходится считаться с ограниченным ресурсом токоподводов.

Износостойкость контактов и надежность систем со скользящими контактами зависят от ряда факторов, важнейшими из которых являются материал контактов, сила прижима, условия охлаждения, величина тока.

3. Стыковая индукционная сварка с охватывающим индуктором ( рис. 8.24) соответствует газопрессовой с варке или стыковой контактной сопротивлением. Стыковая индукционная сварка с линейным индуктором возможна для непрерывной шовной сварки труб изделий аналогичного профиля, но ограниченной длины, соответствующей размеру индуктора. Имеющийся зазор между индуктором и изделием позволяет сваривать горячекатаный материал без специальной обработки поверхности и торцов заготовки.

4. Высокочастотная сварка металлических изделий по отбортованным кромкам. Суть способа сварки плавлением по отбортованным кромкам (рис . 8.25) заключается в том, что через сварочный индуктор, индуктирующий провод которого повторяет контур свариваемых кромок, пропускается ТВЧ, индуктирующий в кромках сварочный ток.

Источник: https://studbooks.net/1656456/tovarovedenie/zakony_yavleniya_lezhaschie_osnove_protsessa_vysokochastotnoy_svarki

Высокочастотная сварка

Сварка продольных швов труб высокочастотной сваркой

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

 , 

м,

где  — удельное электросопротивление при 20°С, мкОм·м,  — относительная магнитная проницаемость материала, f – частота тока, кГц.

При сильном проявлении поверхностного эффекта ток по центральной части проводника практически не течет, что приводит к увеличению активного сопротивления и усилению нагрева проводника.

Эффект близости заключается в перераспределении линий тока, протекающих в соседних проводниках, вследствие их взаимного влияния. Это явление имеет место только в случае достаточно сильного проявления поверхностного эффекта, т.е. при условии, что глубина проникновения тока достаточно мала по сравнению с поперечными размерами проводника и поперечное сечение проводника лишь частично занято током.

Если проводник с током высокой частоты (индуктор) расположить над проводящей пластиной, то максимальная плотность тока в пластине будет под индуктором. Ток на поверхности пластины будет как бы следовать за индуктором. Это явление позволяет управлять распределением тока в свариваемых телах и играет большую роль при высокочастотной сварке.

14.1.1. Преимущества высокочастотной сварки:

— обеспечение строгой локализации энергии в зоне сварки;

— высокая интенсивность и эффективность передачи энергии с повышением частоты тока, что упрощает устройства для передачи энергии, в частности позволяет обеспечить бесконтактную ее передачу.

14.2. Методы подвода тока при высокочастотной сварке.

При высокочастотной сварке можно выделить два механизма нагрева свариваемых поверхностей: автоконцентрацию тока и принудительную концентрацию тока. 

При автоконцентрации тока по каждой из свариваемых поверхностей пропускают токи, направление которых в каждый момент времени противоположны один другому. За счет эффекта близости происходит самоконцентрация тока на свариваемых поверхностях, причем эта самоконцентрация проявляется тем сильнее, чем ближе между собой свариваемые поверхности и выше частота тока. Этот способ наиболее просто реализуется при непрерывном движении свариваемых кромок, сходящихся под некоторым углом.

При принудительной концентрации  тока пропускание через индуктирующий провод  тока высокой частоты вызывает в нагреваемых изделиях возникновение тока, противоположного по фазе току индуктора. Вследствие эффекта близости индуктированный ток будет протекать по зоне, определяемой конструкцией и расположением индуктора.

На описанных принципах нагрева свариваемых поверхностей базируются все методы подвода тока при высокочастотной сварке:

1) Кондуктивный токоподвод при непрерывной  высокочастотной стыковой сварке наиболее широко применяется при производстве электросварных труб. 

В специальном формовочном стане из непрерывной полосы формируется трубная заготовка, которая поступает в сварочные валки, обеспечивающие сжатие кромок. При этом кромки образуют щель 

V

-образной формы. К кромкам трубной заготовки на некотором расстоянии от оси сварочных валков подводятся контакты, которые при движении заготовки скользят по ее поверхности.

  Контактное устройство (кондуктор) подключается к генератору высокой частоты, и по сварочному контуру, образованному кромками трубной заготовки, контактами и вторичной обмоткой сварочного трансформатора, начинает протекать ток высокой частоты.

Поскольку направление тока в каждой из кромок трубной заготовки в любой момент времени противоположны, то вследствие проявления поверхностного эффекта и эффекта близости происходит автоконцентрация тока на противоположных поверхностях кромок, т.е. распределение тока на кромках определяется в основном их взаимным расположением и практически не зависит от источника тока.

Рис. 14.1. Схема кондуктивного токоподвода при непрерывной высокочастотной стыковой сварке:

1 – трубная заготовка; 2 – контакты кондуктора; 3 – сварочные валки.

Проходя вдоль кромок, электрический ток нагревает их до температуры сварки, и сварочные валки, обеспечивают сжатие торцов кромок и их деформацию, необходимую для образования соединения.

2) Индуктивный подвод тока при непрерывной высокочастотной стыковой сварке наиболее распространен при высокочастотной сварке продольных швов труб, замкнутых профилей и изделий аналогичной формы. В зависимости от диаметра свариваемых труб применяются либо охватывающие, либо внутренние индукторы. При прохождении тока высокой частоты по катушке индуктора в теле трубной заготовки индуктируется ток, который, встречая щель, образованную кромками, замыкается через точку их соприкосновения.

Рис. 14.2. Схема индуктивного токоподвода при непрерывной высокочастотной стыковой сварке:

1 – трубная заготовка; 2 – индуктор; 3 – сварочные валки; 4 – магнитопровод.

Энергия, передаваемая от индуктора к трубной  заготовке, затрачивается на нагрев кромок до температуры сварки и на бесполезный нагрев трубной заготовки. Эффективность передачи энергии в значительной мере повышается, если внутри трубной заготовки установить магнитопровод из ферромагнитного материала. 

3) Одновременная стыковая сварка основана на нагреве свариваемых стыков за счет принудительной концентрации тока. Свариваемые трубы помещаются внутри цилиндрического индуктора так, чтобы стык находился внутри цилиндрического индуктора.

При пропускании через индуктор ТВЧ в свариваемых стыках индуктируется ток, обратный по фазе току индуктора. Вследствие эффекта близости индуктированный ток протекает по полосе, ширина которой зависит от ширины индуктора и величины зазора между трубой и индуктором.

После нагрева стыков до сварочной температуры к ним прикладывается сварочное давление и происходит осадка. 

Рис. 14.3. Схема стыковой высокочастотной сварки труб:

1 – свариваемая труба; 2 – индуктор; 3 – магнитопровод; 4 – зажимы для фиксации свариваемых труб и создания осадки.

Контрольные вопросы:

1. В чем заключается кондуктивный подвод энергии при высокочастотной сварке?

Читайте также  Зачистка сварных швов после сварки

2. В чем заключается индуктивный подвод энергии при высокочастотной сварке?

3. В чем сущность поверхностного эффекта?

4. В чем сущность эффекта близости?

5. Какие механизмы нагрева соединяемых поверхностей можно выделить при высокочастотной сварке?

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

Источник: https://zinref.ru/000_uchebniki/03400metalurg/001_00_Spetsialnye_sposoby_svarkiLEKTsII_Ivanova/014.htm

Технология сварки труб

Сварка продольных швов труб высокочастотной сваркой

Под трубопроводом подразумевается инженерная коммуникация, при которой подача рабочего вещества осуществляется через трубы (вода, газ, нефть и т.д.).

Чтобы обеспечить качественную подачу, необходимо не только правильно его проложить, но и время от времени проводить ремонтные и профилактические работы. Здесь как раз не обойтись без стыковки элементов между собой.

Рассмотрим, что такое сварка труб, как сваривать трубы электросваркой, какие техники необходимо применить на практике для создания герметичного трубопровода.

Виды трубопроводов и сварка

Трубопроводов существует огромное количество, которые используются для перемещения  разных материалов и рабочих  жидкостей. Отталкиваясь от их предназначения, есть следующая классификация:

  • технологические;
  • магистральные;
  • промышленные;
  • трубопроводы газоснабжения;
  • водяные;
  • канализационные.

При изготовлении трубопровода применяются различные материалы – керамика, пластик, бетон и различные виды металлов.

Современные сварщики для стыковки труб используют три основных способа:

  1. Механический осуществляется за счет взрывов в результате трения.
  2. Термический, который осуществляется за счет плавления, например газовой сваркой, плазменной или электро-лучевой.
  3. Термомеханический производится за счет магнитоуправляемой дуги посредством стыкового контактного метода.

Существует множество типов сварки, которые разделяются по многим классификациям. Перед тем, как варить трубы, нужно разобраться, каким способом лучше всего это делать. Теоретически, каждый вид подходит для сварки труб малого диаметра и большого.

Она может осуществляться плавлением и давлением. К методам плавления относятся электродуговая и газовая сварки, а к методам давления – газопрессовая, холодная, ультразвуковая и контактная.

Самыми распространенными способами для соединения коммуникаций является ручная электродуговая и механизированая.

Сварка труб электросваркой плавящимся и неплавящимся электродами

Эффективнее всего проводить сварку технологических трубопроводов электродом вручную или посредством автомата. Это может быть методика работы плавящимся или неплавящимся электродом (аргонно-дуговая сварка). Технология сварки труб реализуется в три основных этапа:

  1. Подготовительный, который делится на две части – подготовка мастера и подготовка материала. К подготовке сварщика стоит отнестись очень ответственно, так как от этого зависит его безопасность. Обязательно нужно подготовить спецодежду и защитную маску для глаз, чтобы предотвратить ожог яркими искрами. Под подготовкой деталей имеется в виду тщательная зачистка труб под сварку от коррозии, краски и загрязнений. Перед ручной дуговой сваркой трубопроводов нужно хорошо металлической щеткой или наждачной бумагой обработать стыки и площадь, прилегающую к ним. Если этого не сделать, то могут быть «пробелы» в самом шве, так как материал «не перехватится» на загрязненную трубу.
  2. Сварочный процесс. Когда все готово, можно начинать. Самое основное в дуговом способе ( вне зависимости вручную она проводится или инвертором) это удержать дугу. Сначала необходимо зажечь электрод и возбудить дугу. Затем полноценно производится шов. Его тип выбирается непосредственно мастером в процессе работы. На способ ведения электрода и на технологию сварки трубопровода в целом влияет множество факторов – расположение труб, материал их изготовления, предпочтения сварщика.
  3. Проверка качества работы. Когда шов готов (не стоит забывать оббивать шлак, который образуется над ним в виде валика), можно запустить коммуникацию на предмет контроля качества соединения.

Технология сварки водопровода, газопровода и других инженерных коммуникаций  практически одинаковая. Важно соблюдать последовательность действий и учитывать виды швов в разных положениях, так как от умения их варить и будет зависеть качество коммуникации.

Как состыковать трубы

Для новичка, который хочет в совершенстве овладеть сваркой, необходимо знать все тонкости этого процесса. Для сваривания двух труб существует более 30 способов. Рассмотрим самые распространенные способы сварки труб:

  • в угол;
  • в тавр (перпендикулярно по отношению друг к другу);
  • в стык;
  • внахлест.

Тип стыковки труб выбирается в зависимости от типа металла, вида сварки и характера коммуникации. Например, трубы для системы централизованного отопления чаще всего соединяются встык с помощью электросварки. Для качественного шва, главное – сделать провар по всей толщине изделия.

Большую роль в технике сварки труб ручной дуговой сваркой  играют типы шва, которые классифицируются на четыре основных группы:

  • горизонтальные;
  • нижние;
  • вертикальные;
  • потолочные.

Каждый из этих способов имеет свою технологию выполнения. Самое удобное и простое для выполнения качественного соединения – нижнее положение. Если есть возможность перемещать и поворачивать элемент, то мастер старается их установить именно в нижнее положение. При этом, во время работы, металл не стекает вниз, как при вертикальном шве, не разбрызгивается по сторонам, как при потолочном положении. Сварка технологических трубопроводов проводится, применяя все эти виды, так как коммуникации имеют множество разветвлений.

По типу продолжительности шва на трубопроводе, они разделяются на сплошные и прерывистые швы.

Особенности сварки труб

Ручная дуговая варка трубопроводов значительно отличается от работы с плоскими деталями. Тоже самое касается и других видов, которые применяются для водо- или газопроводов (аргонная, газовая).  Далее представлены самые основные аспекты сварки труб ручной дуговой сваркой:

  1. Режимы настройки аппарата:
  • сварочный ток рассчитывается следующим образом: диаметр электрода нужно умножить на 35. Это и будет оптимальная сила. Например, при работе с проводником в 3 мм, сила тока будет (3х35) 105А. конечно, эта цифра условная, но в среднем так и получается. При сварке труб малого диаметра и толщины не более 4мм, больше 150Атне потребуется;
  • чтобы удержать дугу, необходимо четко соблюдать расстояние между проводником и металлам. Его рассчитывают исходя из диаметра электрода +1. Например, при электроде в 4 мм, расстоянием для дуги будет 5мм.
  1. Сварка труб малого диаметра (до 10 см):
  • изначально стыки собираются вручную и прихватываются точечным методом (достаточно двух точке, располагающихся друг напротив друга);
  • при стыковке деталей толщиной 4 мм и более варят в два слоя – сначала корневым швом, а потом валиком;
  • горизонтальный шов при сварке труб малого диаметра каждый валик укладывается в противоположном направлении. Например, первый – справа налево, второй – слева направо, третий – справа налево и так далее;
  • детали, толщиной от 3 до 8 сантиметров нужно сваривать небольшими участками, для получения более качественного соединения.
  1. Поворотные стыки и сварка труб большого диаметра:
  • скорость поворота изделия должна равняться скорости ведения проводника (она устанавливается, отталкиваясь от толщины изделия (более толстые свариваются немного дольше);
  • самое выгодное положение сварочной ванны – 30 градусов от верхней точки;
  • при сваривании на участках, где есть возможность повернуть изделие на 180 градусов, работа производится в три этапа. Первый — в два приема сваривают две верхние четверти диаметра трубы в направлении навстречу друг другу в один или два слоя. Второй – повернуть изделие и проварить оставшийся стык. Третий – опять поворачивают на 180 градусов и доваривают шов до конца.
  1. Неповоротные стыки варить намного сложнее, поэтому для сварки труб ручной дуговой сваркой существует определенная технология:
  • вертикальные стыки варятся в два этапа. Периметр стыка условно делится вертикальной прямой линией на два участка. Они оба в итоге три положения: потолочное, горизонтальное и нижнее. Потолочным называется участок, занимающий примерно 20 градусов от самой нижней точки детали. Нижним – 20 градусов от верхней точки изделия. Между этими положениями находится горизонтальное положение. Работу необходимо начинать с потолочного положения и вести электрод в нижнему. Каждый участок обрабатывается короткими дугами, которые рассчитываются так: D(эл)/2.
  • горизонтальные стыки скрепляются углом назад. По отношению к оси электрод должен располагаться 80 градусов. Работа производится на средней дуге и для сварки труб малого диаметра и большого.

Соблюдая эти правила при сварке водопроводных труб электросваркой получится ровный и красивый шов, а главное герметичный, прочный и долговечный.

В завершении важно отметить, что дуговая сварка труб широко используется для работы с разными типами проводов. Мы рассмотрели, как правильно варить, находящиеся в разных положениях детали. В этом и заключается особенность обработки данных элементов, так как они соединяются разными типами швов, в разных положениях.

Новичкам, которые уже набили руку к разным видам соединения, не сложно будет адаптироваться к сварке труб ручной дуговой сваркой. И не стоит забывать, что половина успеха зависит от качества зачистки труб под сварку.

Технология сварки трубопроводов отлично показана в следующем видео:

[Всего : 5    Средний: 3.8/5]

  • Время чтения: 10 минут Что может сплотить семью на загородном отдыхе так же, как мангал для шашлыка?…
  • Время чтения: 4 минуты Когда нам нужно сделать дырку (или правильнее сказать отверстие) в металле, мы используем…
  • Время чтения: 7 минут Создание мебели собственноручно помогает решить сразу несколько задач. Вы экономите, поскольку себестоимость…

Источник: https://svarkaed.ru/svarka/izdeliya-i-konstruktsii/tehnologiya-svarki-trub.html