Сварка металлических труб отопления: Сварка металлических труб отопления: технология и полезные советы

Содержание

как варить отопление электросваркой в труднодоступных местах, как сварить пластиковые и металлические трубы, сварной шов


Содержание:


Чтобы система отопления была максимально надежной и функциональной, проводят сварку труб отопления. В зависимости от того, из каких именно труб организовывается контур, технология сварочных работ может отличаться.


как варить отопление электросваркой в труднодоступных местах

Пластиковые трубы


Для стыковки между собой полипропиленовых деталей обычно применяют один из двух способов, чем лучше варить трубы отопления:

  1. Раструбная сварка. Осуществляется погружением одного конца трубы в другой.
  2. Муфтовая сварка. Применяется промежуточный элемент — муфта.


Для коммутации комплектующих из полипропилена используется диффузионная сварка. В процессе ее реализации происходит нагревание отдельных узлов контура с помощью специального паяльника мощностью 1500 В. Подобные приборы работают от обычной сети 220 В. В среднем на нагревание уходит не более 5 с. Характеристики полипропилена таковы, что его плавление начинается при температуре +27 градусов. Нужную температуру нагревания можно выставить на регуляторе температуры.


как варить трубы отопления


Процесс сваривания полипропилена в разные времена года имеет свои отличия. Если процедура проводится зимой в условиях улицы, продолжительность нагревания несколько увеличивают. Такой же принцип справедлив при работе с трубами большого диаметра: как правило, их нужно разогревать в течении 30 с. Специальная насадка на приборе обеспечивает одновременный разогрев всех поверхностей, которые будут стыковаться (имеется в виду труба и муфта). По ходу повышения температуры на деталях появляются «отбортовки».


как сварить трубы отопления электросваркой


По достижению нужной температуры элементы нужно извлечь с насадок и состыковать вместе, соблюдая равномерность нажатия с обеих сторон. Отдельные части после стыковки в разогретом состоянии запрещается сдвигать или крутить, иначе шов потеряет свою прочность. Чтобы соединение имело достаточную крепость, детали в соединенном состоянии нужно выдержать не менее 30 с. Признаком излишнего нагревания поверхности труб является приобретение ею коричневого цвета.

Металлические трубы


Для соединения комплектующих системы отопления из металла применяется метод электрической сварки. Перед тем, как варить трубы отопления, необходимо обзавестись металлическими электродами. Они проводят электрический ток и играют роль «присадки» для заполнения сварочного шва. Приступая к соединению, отдельные отрезки труб чистят от песка, грязи и мусора. Все замеченные при этом деформированные концы необходимо выровнять или обрезать. Для реализации дуговой сварки края деталей зачищают на ширину не менее 10 мм. Для коммутации труб по окружности необходимо наблюдать непрерывный режим. Чтобы сварить трубы отопления электросваркой, как правило, применяется разное число слоев.


чем лучше варить трубы отопления


Это напрямую зависит от того, какую толщину имеют стенки труб отопления:

  • 2 слоя – при толщине не более 6 мм.
  • 3 слоя — 6-12 мм.
  • 4 слоя — более 12 мм.


С каждого уложенного слоя перед укладкой следующего нужно убрать шлак. Стартовый слой укладывают методом ступенчатой наплавки. В дальнейшем применяется сплошная наплавка размягченного металла. По ходу соединения необходимо распределить ступенчатую наплавку на несколько промежутков, применив метод «через один».


сварной шов на отоплении


Особенно важна при организации отопительного контура укладка первого слоя. Если будет допущен брак, такой участок устраняется и накладывается заново. Осуществляя накладку последующих слоев сварки, необходимо равномерно поворачивать трубу по своей оси. При реализации каждого последующего слоя делают небольшие смещения на 1,5-3 см от начала предыдущего. Завершающая наплавка должна состыковаться с основной поверхностью, и быть гладкой и ровной.

Сварка трубопровода в рабочем состоянии


Что соединить трубы под давлением, приходится столкнуться с вопросом, как варить отопление электросваркой в труднодоступных местах. Это объясняется частым расположением трубопровода в узких нишах или вплотную к стенам.


чем лучше варить трубы отопления


Чтобы реализовать сварочные работы, вырезают отверстие для сварки внутри трубы. После этого провариваются остальная часть. Начинать работу лучше всего от центральной части нижней поверхности трубы. для получения качественного шва электрод позиционируют под углом 90 градусов. Вертикальные швы накладывают в другом положении электрода (под углом вверх): для этих целей нередко используется точечная сварка.


Сварка металлических труб отопления | Отопление водоснабжение: монтаж, ремонт, замена, сервис, тепло, вода

На чтение 1 мин. Просмотров 315k.

Выполняя монтаж труб отопления, зачастую приходится их соединять методом сварки. Конечно, в некоторых случаях может подойти и резьбовое соединение, однако процентное соотношение такого способа гораздо меньше.

Что касается сварки стальных труб, то такой метод имеет несколько разновидностей. Например: ручная электродуговая, газовая сварка (полуавтоматическая, автоматическая). Для соединения стальных элементов отопления зачастую применяется первый вид сварки.

Монтажник систем отопления водоснабжения

ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ

Является отделом Холдинга СпецСтройАльянс

по работе с частными лицами

Проводим работы под ключ с дальнейшим сервисным обслуживанием:

  • системы отопления;
  • водоснабжения;
  • канализации, газификации.

Звоните круглосуточно: 8 495 744 67 74

 

Сварка металлических труб отопленияСварка металлических труб отопления

Регистры отопления из стальных труб

Технология же ручной дуговой является достаточно простой, поэтому его выполнять можно своими руками. Все начинается с подготовки.

Сварочные работы


  • ПВХ
  • ПНД
  • полипропиленовый
  • полимерные
  • медные
  • стальные
  • трубы нержавеющие + паропровод

Сварка труб вертикальныхСварка труб вертикальных Сварка вертикальных трубСварка вертикальных труб Сварка узлов и деталейСварка узлов и деталей

Заготовка и монтаж трубопровода, соединения узлов и деталей должно производиться в соответствии с требованиями Госстандарта.

  • системы отопления
  • водоснабжение
  • котельные
  • Практикуются два способа сварки газовых труб:
  • сварка слева направо.
  • Применяют тогда, когда толщина металла больше 5-ти мм.
  • Дуга направляется на уже приваренный участок, вместе с горелкой перемещается присадка. Вариант экономит расход газа и повышает производительность на 25%, сварка справа налево.
  • Здесь горелку продвигают по не приваренным участкам – присадочная проволока «идёт впереди паровоза».
  • Лучший метод для работы с тонкостенными газовыми трубами.
  • При работе с профильными трубами важна скорость движения электрода по материалу.
  • Если замедлиться, то есть риск прожечь деталь, при убыстрении – получить некачественный шов.
  • Оптимальное движение подбирается опытным путём.
  • При работе с оцинкованным материалом крайне важно наличие вентиляции.
  • В противном случае от цинковых паров сварщик может «заработать» лёгочное заболевание или хуже того, задохнуться.
  • А самыми распространёнными на сегодня являются электросварка и полуавтоматическая.
  • В обоих случаях процесс начинается с подготовки свариваемых труб.
  • Затем соединяемые части центрируют и равномерно прихватывают в трёх-четырёх точках.
  • Подобный способ сварки неповоротных стыков исключает непроваренные участки, и шов получается более надёжным.
  • При выполнении третьего шва работают по схеме первого варианта.
  • После очистки от окалины на первый шов наносят второй.
  • Заключительный третий шов начинают наносить с противоположной стороны второму шву.
  • При работе с трубами из толстого металла лучше использовать непрерывный способ сварки при токе в 40-60 ампер.
  • Важно именно проварить металл, а не прорезать его.
  • При этом электрод ведётся не очень быстро – иначе качество шва пострадает.
  • Сварить встык изделия большого диаметра можно, выполнив прихватки через 25-30 см.
  • Сварка выполняет в три слоя, если толщина стенок составляет до 1,2 см.
  • Нужно стремиться, что большинство стыков выполнялось в поворотном положении.

Такой способ позволяет достичь максимальной герметичности и снижает вероятность появления свищей.

  • Сварить стальные трубы отопления можно правильно, если выбрать верно электроды.
  • Все существует два их вида: неплавящиеся и с плавящимся основанием.
  • Технология же ручной дуговой является достаточно простой, поэтому его выполнять можно своими руками.
  • Все начинается с подготовки.

Преимущества парового отопления: меньшая площадь поверхности отопительных приборов; быстрый нагрев отопительных приборов при пуске системы; незначительное гидростатическое давление в системе и др.

Выбор системы водяного отопления состоит в установлении параметров воды, гидравлического давления в системе, а также в выборе типа отопительных приборов и конструкции системы

Сварочные работы

Продажа и монтаж стальных (металлических) труб

Наименование и техническая характеристикаКол-воЕд.изм. Материалы и оборудование, ₽ 
Труба эл.свар.прямошовн. ⌀ 89*3,5-41,00м442,64 ₽
Труба эл.свар.прямошовн.  ⌀56*3,01,00м272,27 ₽
Фланцы ст. ⌀ 80 РУ 101,00шт.545,45 ₽
Прокладка паронитовая ⌀ 80 1,00шт.80,36 ₽
Фланцы ст. ⌀ 50 РУ 101,00шт.447,35 ₽
Прокладка паронитовая ⌀ 50 1,00шт.36,06 ₽
Болт М16*701,00кг.880,11 ₽
Гайка М161,00кг.835,77 ₽
Отвод стальной к\з  ⌀ 891,00шт.855,95 ₽
Отвод стальной к\з  ⌀ 571,00шт.453,23 ₽

Продажа и монтаж стальных (металлических) труб

Утеплитель для стальных труб

Продажа и монтаж

Наименование и техническая характеристикаКол-воЕд.изм. Материалы и оборудование, ₽ 
Цилиндр с алюм.покр. 57х30 мин ват1,00 м/пог451,44 ₽
Цилиндр с алюм.покр. 89х30 мин ват1,00 м/пог555,50 ₽
Цилиндр под отвод с алюм.покр. 57х301,00 шт369,00 ₽
Цилиндр под отвод с алюм.покр. 89х30 1,00  шт495,00 ₽
Скотч армированный 50 мм1,00  шт380,00 ₽

Продажа и монтаж стальных (металлических) труб

Наша компания является производителем канализационной и напорной трубы из ПВХ (серого и рыжего цвета) по ГОСТ 51613-2000,а также трубы ПНД. Также осуществляем полную комплектацию строительных объектов сантехническим оборудованием. Осуществляем бесплатную доставку. Для постоянных клиентов и региональных представителей специальные скидки.

Для электрокабеля

Диаметр трубТолщина стенкиЦена 1-го п.м. с НДС
ТУ 6-49-53883187-01-05 SDR 17.6
16 с 2 9,43
20 с 2 12,10
25 с 2 15,48
32 с 2 20,26
40 с 2,3 27,71
50 с 2,9 42,99
63 с 3,6 63,88
110 с 6,3 149,75
160 с 9,1 315,88
225 с 12,8 619,44
315 с 17,9 1890,00
400 с 22,7 3138,75

Для электрокабеля

Вода напорная

Диаметр трубТолщина стенкиЦена 1-го п.м. с НДС
ТУ 6-49-53883187-01-05 SDR 17
16 т213,75
20 т216,82
25 с221,46
32 с 2,331,61
40 с 2,441,76
50 с365,25
63 с3,8103,96
110 с6,6291,82
160 с9,5608,82
225 с13,41206,46
315 с 18,72349,49
400 с244114,22

Вода напорная

Труба ПВХ

Труба ПВХ 160х3,6х1,000мшт264,37
Труба ПВХ 160х3,6х2,000мшт503,75
Труба ПВХ 160х3,6х3,000мшт775,41
Труба ПВХ 50х3,2х0,500мшт42,30
Труба ПВХ 50х3,2х1,000мшт70,68
Труба ПВХ 50х3,2х2,000мшт131,85
Труба ПВХ 110х2,7х1,000мшт104,87
Труба ПВХ 110х2,7,000мшт195,12
Труба ПВХ 110х2,7,000мшт298,25

Труба ПВХ

Сварка металлических труб отопления – видео инструкция своими руками

Сварка стали

Не секрет, что для соединения металлических труб отопления чаще всего используется метод сварки. Благо на сегодняшний день выбор аппаратуры для этих целей огромен. Причем сварочные аппараты встречаются не только для промышленного, но и бытового применения. Это открыло большие возможности для людей, которые любят все по дому делать своими руками.

И если человек раньше никогда не сваривал детали, то у него возникает множество вопросов, как это сделать. Ведь при своей достаточной простоте сварка – сложный и опасный способ соединить металлические трубы. Поэтому стоит этот вопрос рассмотреть подробнее, а в качестве дополнения можно посмотреть обучающие видео инструкции.

Виды сварки

Видов сварки сегодня придумано довольно много. Среди них:

  • Термическая. К этой категории относят все процессы, связанные с плавлением.
  • Термомеханическая. Это применение магнитоуправляемой дуги, а также контактная сварка.
  • Механическая. Это менее распространенный способ: взрывом и трением.

В промышленных масштабах чаще всего применяются автоматические и полуавтоматические методы. Для частных случаев характерной остается ручная дуговая.

Подготовка

Сначала следует выполнить подготовку поверхности и определиться с материалами.

Электроды

Ручная дуговая сварка труб отопления

Если используется ручная дуговая сварка, тогда расходным материалом выступают электроды. Выбор этих изделий огромен, поэтому с выбором могут быть проблемы, тем более, специально для каждого материала и условий состав и диаметр электродов отличается.

Но в целом эти расходные материалы можно условно объединить всего лишь в две группы:

  • неплавящиеся;
  • с плавящимся основанием.

Все определяется сердцевиной электрода, а точнее материалом, который использовался для ее изготовления. Неплавящиеся электроды имеют вольфрамовую, графитовую сердцевину. В некоторых случаях применяется электротехнический уголь. Плавящиеся же создаются из сварочной проволоки разного состава и диаметра.

Также электроды классифицируются по покрытию, каждое из которых создается для конкретных требований. И при выборе материала этот нюанс следует учитывать. Например:

  • Марка В. С основным покрытием. Швы обладают высокой стойкостью к растрескиванию, отменными вязкостными характеристиками.
  • Марка RC. С рутилово-целлюлозным покрытием. Для выполнения вертикальных швов.
  • Марки R, RR. С рутиловым покрытием. Получаются внешне красивые швы. Эффективно применяются для выполнения угловых швов, прихваток.
  • Марка RA. С рутилово-кислотным покрытием. Легко удаляется шлак.
  • Марка С. Подходят для создания кольцевых швов на изделиях с большим диаметром.

Подготовка поверхности труб

Подготовка поверхности

Как и в любом техпроцессе, перед процессом поверхности труб требуется подготовить. Обработке подвергаются те области, которые будут свариваться.

Для начала изделия проверяются по таким параметрам:

  • соответствие размеров;
  • должен иметься сертификат;
  • не должно быть деформации;
  • толщина труб должна быть одинаковой;
  • химический состав и механические свойства должны соответствовать ГОСТу.

Подготовка поверхности — очистка от масла, грязи, ржавчины и прочих загрязнений. Также следует проверить величину притупления, угол раскрытия кромки. Не обойтись и без проверки перпендикулярности торца оси трубы.

Если скос кромки не соответствует, необходимо применить, например, шлифмашинку. Угол раскрытия кромок должен составлять около семидесяти градусов.

Величина притупления зачастую — около 2 мм.

Процесс сварки

Процесс сварки труб

Сваривать трубы нужно правильно. Процесс начинается с монтажа прихваток. Они – составная часть шва. Выполняются прихватки теми же электродами, которыми будет выполняться шов.

Если трубы отопления имеют диаметр больше 30 см, потребуется 4-е прихватки. Они должны быть выполнены равномерно, на приблизительно равном расстоянии друг от друга. Длина прихваток должна быть 5 см, а высота – около 3-4 мм.

При толщине стенок труб отопления до 12 мм сварка выполняется в три слоя. При этом стремиться следует к тому, чтобы стыки делались в поворотном положении.

Поворотный метод

С помощью электродов диаметром 2-4 мм выполняется первый сварочный слой. Его высота должна быть на уровне 4 мм. Для формирования второго слоя необходимы электроды большего диаметра.

Процесс сваривания:

  • выполняется деление стыка на 4-е сектора;
  • в первую очередь выполняется 1-й и 2-й сектор;
  • трубу поворачивают, выполнение слоя шва на других секторах;
  • снова поворот изделия, создание шва на первых двух секторах;
  • труба опять вращается, процесс аналогичен на остальных секторах;
  • третий слой делается после вращения изделия.

Рекомендация: при небольших диаметрах (до 20 см) создавать сектора не нужно, все делается одним слоем при вращении изделия.

Металлические трубы отопления требуют особого подхода для их соединения. Поэтому выполнение сварки должно происходит с четким соответствием существующим нормам, что позволит создать надежную и прочную конструкцию.

Сварка труб отопления в квартире или доме

Сварка труб отопления

Сварка труб отопления

Сварка – это очень обширная тема и охватить ее полностью одной статьей просто невозможно. Ранее мы уже рассказывали о том, как найти и устранить течь в системе отопления. Сегодня более обширно рассмотрим, как правильно паять полипропиленовые трубы для отопления и сваривать сталь.

Работа с полимерами

Чтобы разобраться, как правильно паять полипропиленовые трубы для отопления, нужно знать, из чего они сделаны. Полипропилен – это полимер, который может состоять из различных по структуре частиц:

  • гомополимеров;
  • блок-сополимеров;
  • рандом-сополимеров;

Также следует учитывать, что при сварке труб отопления придется иметь дело с армированными изделиями. Если армирование выполнено их стекловолокна, то это никак не влияет на процесс монтажа, а вот алюминиевое покрытие нужно зачищать на глубину проникновения в стык. Это касается изделий с расположением слоя фольги ближе к наружной поверхности. Есть изделия, в которых армирование находится ближе к внутренней поверхности, в этом случае зачистка не потребуется.

как правильно паять полипропиленовые трубы для отопления

Паяльник для пропилена

Перед тем как паять полипропиленовые трубы для отопления потребуется приобрести электрический паяльник. Для того чтобы спаять пропилен применяется специальный паяльник, который состоит из:

  • корпуса;
  • электронного блока с катушкой, вмонтированного в корпус;
  • нагревательной платформы;
  • головки;
  • также может иметь регулировку уровня нагревания платформы.

При пайке пластиковых труб для отопления из пропилена важное значение имеет степень нагревания деталей. В идеале верхний слой полипропилена должен расплавиться ровно настолько, чтобы создать однородную массу, при этом, не потеряв своих физико-химических характеристик. При нарушениях температурного режима соединение будет слабым, может залить расплавленным пропиленом условный проход, что сильно заузит путь теплоносителю.

Качество соединения напрямую зависит от того, как монтажник чувствует материал. Те, кто еще не набрался достаточно опыта пайки труб отопления, могут воспользоваться таблицей, в которой указано время нагревания разных изделий из полипропилена.

как паять полипропиленовые трубы для отопления

Время нагревания пропиленовых труб

Следует учитывать, что для сварки пластиковых труб отопления головка платформы нагревается до 260 градусов. Несмотря на то, что некоторые модели паяльников имеют возможность регулирования температуры платформы, на практике это не используется. Степень прогрева материала регулируется только временем нагревания. Перед тем как паять трубы отопления, ознакомьтесь со значениями таблицы:

Во время пайки труб отопления своими руками обратите внимание на то, как детали надеваются на головку нагревательной платформы. Это должно происходит с некоторым усилием, также плотно детали должны соединяться между собой. При соблюдении техники выполнения монтажа стык образует монолитное соединение, которое очень надежное. Об удовлетворительном качестве пайки свидетельствует кольцо из выдавленного со стыка расплавленного пропилена. Это значит, что материал заполнил все полости и выдавил весь воздух.

Склеивание полимеров

Это еще один метод монтажа контура отопления. Он применяется для изделий из поливинилхлорида (ПВХ). Только нас интересует не базовый ПВХ, а модернизированный. Изделия проходят дополнительный производственный процесс, который называется хлорирование. Вследствие этого у молекул ПВХ увеличивается количество связей между собой. Это делает материал более крепким и приспособленным для горячего водоснабжения и отопления. Хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ) соединяется методом склеивания.

На трубу и муфту наносится специальный состав – это клей, который состоит из ХПВП, разбавленного растворителем. Попадая на поверхность полимера, он растворяет его верхний слой. Застывание происходит в течение десяти секунд.

Сварка стали (электрическая, газовая)

Сварка труб отопления из стали предпочтительней резьбового соединения. Этот метод основан на нагревании кромок соединения до температуры плавления. При этом образуется плавильная ванна с расплавленным металлом, в которую подается припой в необходимом количестве. Постепенно продвигаясь, расплавленный металл заполняет швы. После остывания получается монолитное соединение.

Если нужно заделать небольшое отверстие в контуре, можно воспользоваться двухкомпонентной холодной сваркой для труб отопления.

Методов сварки стальных труб отопления достаточно много. Мы будем рассматривать только те, которые могут быть применены при монтаже отопления в домах и квартирах. Главный критерий – это мобильность. Ест два основных подхода.

Электрическая дуговая сварка

электроды для сварки труб отопления

Электрод ручной дуговой сварки

Суть сварки труб отопления электросваркой заключается в том, что на электрод подается напряжение (обычно плюс, но не обязательно), а к контуру подводится минус. Движение электронов направлено от плюса к минусу. Когда от электрода для сварки труб отопления до рабочей поверхности остается совсем немного (расстояние приблизительно равно его диаметру) возникает электрическая дуга. Она настолько мощная, что плавит металл. С этого момента начинаются отличия. Подача металлической проволоки может выполняться вручную, либо же автоматически. Сварка труб отопления электросваркой бывает:

  • ручной;
  • полуавтоматической (аргонной).

В обоих случаях процесс плавления проволоки в варочной ванной происходит в газе, который выталкивает кислород и улучшает сплавление металла. Для ручной сварки нужны электроды – это металлический плавящийся стержень в специальной обмазке. При горении обмазки выделяется газ и шлак, которые защищают варочную ванну.

В полуавтоматической сварке из баллона подается аргон. Электрод для сварки труб отопления состоит из вольфрама, температура плавления которого 3000 град. Сварка может быть на постоянном и переменном токе. На переменном варят алюминий. При сварке используют присадочную проволоку, аргоновый стержень выступает в качестве нагревателя, по аналогии с газовой сваркой. Также электросварка труб отопления бывает импульсной и безимпульсной.

Есть много вариантов, как заварить трубу отопления, а также траекторий движения электрода, которые выполняются с отрывом и без отрыва.

Как варить трубы отопления:

  • двигать электрод от стенки к стенке, ёлочкой;
  • чередовать движения вперед и назад по прямой;
  • чередовать движения вперед по прямой и назад по наружному краю. Края каждый раз чередуются.

Важный момент – это формирование корня шва. Также имеет значение расположение электрода относительно рабочей поверхности. Трубу с обратной стороны варят, смотря в зеркальце, такое получается не у каждого. Как видите, тема очень обширная и сварщик должен обладать определенным багажом знаний и, конечно же, опытом.

Газовая сварка металлических труб отопления

газовая сварка труб отопления

Газовый резак

Звук, когда загорается пламя на резаке газовой сварки, нельзя перепутать ни с чем. Это как взлет маленького реактивного самолета. Как сваривать трубы отопления:

  • на резак подается из баллона ацитилено-воздушная смесь. У нее очень высокая температура горения;
  • вентилями на резаке регулируется подача;
  • факел пламени расплавляет металл, создавая варочную ванну, и вручную в нее макается проволока;
  • нельзя давать варочной ванне остыть и потихоньку продвигать ее вдоль шва.

Остается вопрос о том, как правильно варить трубы отопления с обратной стороны. При таком методе чтобы заварить стояк со стороны стенки, нужно совершить дополнительную процедуру. На лицевой стороне, в месте соединения, нужно вырезать окошко и через него с внутренней стороны стояка заварить шов. После этого окошко закрывается тем же вырезанным клочком и заваривается. Газовая сварка труб отопления предпочтительней при работе с малыми диаметрами и тонкостенными катушками.

Сварка меди

пайка медных труб отопления

Пропан-бутановая горелка

Газовая сварка ацетилен-воздушной смесью допускается только для труб диаметром больше 108 мм. Такие трубы в отоплении домов и квартир не используются. Сваривание меди, по сути, ничем не отличается от других материалов. Суть же везде одна – формирование плавильной ванны и ее подпитка. Метод применяется в редких случаях.

Медные системы отопления паяют двумя способами:

  • жесткая пайка медных труб отопления.

Также именуемая как высокотемпературная. Это менее технологичный способ. Пропан-бутановой горелкой соединённые детали нагреваются докрасна, а потом по стыку проводят проволокой с припоем. Она плавится, и пропой просачивается внутрь соединения. После остывания получается надежный узел с превосходными механическими характеристиками. Минус один – стык меняет свой цвет и становится темнее. Вся эстетика медной системы сводится на нет, притом, что иногда она становится чуть ли не решающим фактором выбора этого материала;

Этот метод характеризуется тем, что температура пайки ниже. Этот эффект достигается благодаря тому, что соединение смазывается флюсом. Таким методом можно паять только системы, по которым будет циркулировать жидкость, это связано с тем же флюсом. Нельзя допускать его нахождения на металле. Снаружи лишний флюс вытирается тряпкой, а изнутри он должен быть смыт водой.

Как паять медные трубы отопления с флюсом:

  • наждачной бумагой зачищаются соединяемые поверхности;
  • на обе детали наносится флюс;
  • труба с муфтой соединяются, выдавленные остатки флюса удаляются тканью;
  • соединение нагревается до температуры плавления припоя, который скрепляет детали.

В качестве припоя используется серебряная проволока, которая, расплавляясь, затекает в стык и равномерно в нем распределяется. После этого визуально соединения остаются такими же, как были.

Как правильно сварить трубу для отопления?

Осуществить врезку в трубу отопления без использования сварки вполне возможно, однако исполнить это самостоятельно без применения специального оборудования не получится. Поэтому для подключения к магистральной отопительной системе тоже нужно будет использовать сварку. Для того чтобы качественно сваривать между собой металлические элементы разного рода, необходимо разобраться, что же именно представляет собой сварка.

Принцип данной технологии заключается в следующем: металлическая заготовка под воздействием высокой силы тока и определенного напряжения начинает расплавляться и состыковывается с аналогичным краем другой заготовки. Изделия начинают проникать друг в друга, их частицы пересекаются между собой на молекулярном уровне. Во многом за счет этого электросварку металлических труб отопления принято считать одной из наиболее надежных технологий, которая позволяет обеспечить очень высокий уровень прочности соединения.

Разновидности электродов

Электросварочный электрод является металлическим стержнем определенного диаметра, который обладает специальным покрытием для проведения сварных работ. Толщина данного расходника бывает различной – этот показатель следует выбирать в зависимости от того, металл какой толщины планируется соединять. Обмазка электрода предназначена для дополнительной защиты стальных элементов и сварной ванны от непосредственного воздействия внешней среды. Более того, она помогает сделать горение дуги значительно лучше.

Электроды для сварки труб отопления

Перед непосредственной покупкой электродов желательно проконсультироваться у сварщиков или у соседей, которые периодически занимаются проведением сварных работ в домашних условиях, какими именно расходными материалами они пользуются. Сварка металлических труб отопления поддельными или низкокачественными электродами приведет к возникновению низкокачественного соединения, которое с течением времени начнет протекать. Нужно сказать, что надежные электроды дешево стоить не могут.

При изготовлении домашнего трубопровода с помощью электросварки желательно использовать электроды, диаметр которых составляет от 2 до 5 мм. Покрытие тоже играет немаловажную роль. Оно бывает разных видов:

  • основное – является универсальным, способствует получению высококачественного соединения даже при использовании холодной сварки. В течение последующей эксплуатации швы практически никогда не растрескиваются, обладают великолепными показателями вязкости;
  • выполненное на основе целлюлозы и рутила. Предназначено для формирования сложных соединений, в частности вертикального шва, идущего строго сверху вниз;
  • рутиловое покрытие будет смотреться наиболее привлекательно. С поверхности соединения можно с легкостью удалить шлак, очень легко зажигается дуга. Подобные электроды, как правило, используются в процессе создания прихваток или для формирования угловых швов;
  • покрытие на основе рутила и кислоты позволяет получить не только качественный шов, но и шлак, обладающий собственной структурой. После завершения сварки труб отопления электросваркой его будет очень легко удалить;
  • целлюлозное покрытие идеально подходит для конструкций, отличающихся большим диаметром. Благодаря такому покрытию можно быстро и надежно сформировать не только вертикальный, но и кольцевой шов.

Подготовка поверхности

Перед тем как приступить к непосредственному выполнению работ, поверхность соединяемых элементов следует тщательно высушить и зачистить щеточкой для того, чтобы получить металлический блеск, счистить все следы коррозии и так далее. Если труба имеет деформированный участок, то его нужно удалить. Зачищают примерно по два сантиметра с каждого конца заготовки.

Если труба имеет диаметр не больше 89 мм при толщине от 2 до 5 мм, то лучше всего использовать электроды, толщина которых около 3 мм. Более тонкие электроды не проплавят металл по всей глубине, а толстая продукция неудобна в процессе проведения работ.

Чтобы понять, как правильно варить, необходимо учитывать, что разновидностей сварных соединений существует несколько:

  • стыковое;
  • внахлест;
  • угловое;
  • тавровое;
  • крест-накрест.

Технология проведения работ

Прежде всего вставляют электрод в держатель и зажигают дугу, чиркая им по основному металлу. Благодаря этому становится возможной сварка труб отопления электросваркой. Если все было сделано правильно, получится соответствующая электрическая дуга, за счет которой и будет производиться расплавление металла. Электрод нужно держать на расстоянии около 5 мм от поверхности заготовок на участке, где их планируется соединить. Варить трубу электросваркой следует под определенным углом – порядка 70 градусов. Шов накладывают осторожно, колебательными движениями, только в этом случае продукция соединение элементов будет наиболее качественным.

Можно проводить электродом по зигзагу серповидной траектории. В районе формирования дуги будет образовываться соответствующий валик. Когда соединение будет закончено или кончится электрод, надо дать стыку немного остыть, после чего сбить шлак с поверхности соединения. Вполне возможно, что нужно будет наложить несколько дополнительных швов. Главное, о чем следует помнить, – после каждого прохода требуется сбивать шлак.

Холодная сварка для труб отопления может использоваться даже в бытовых условиях начинающим сварщиком. Сам сварочный процесс начинается с формирования прихваток вне зависимости от типа соединения. Прихватки делают с помощью тех же электродов, которыми в дальнейшем будет образовываться весь шов. Если диаметр трубы не слишком большой, можно сделать всего две-три прихватки – они будут удерживать конструкцию в одном положении, не позволяя элементам смещаться относительно друг друга. В дальнейшем это значительно облегчит проведение работ.

Выбор сварочного аппарата

В последнее время наибольшей популярностью как в бытовых, так и в промышленных условиях пользуются инверторные сварочные аппараты. Они отличаются превосходным качеством, позволяют обеспечивать постоянное горение дуги и формирование надежной сварной ванны. В результате за счет использования данного аппарата можно получить наиболее качественное соединение.

Инверторное оборудование обладает не слишком большим весом, что позволяет с легкостью переносить его с одного места на другое – для удобства транспортировки оно оснащено специальной лямкой. При необходимости его разрешается использовать в автономном режиме – можно подключить к бензиновому или дизельному генератору.

Компактный сварочный инфертор FoxWeld Master 160

Трансформаторные сварочные аппараты более громоздкие и не слишком надежные. Они создают довольно серьезную нагрузку на электрическую сеть, что в дальнейшем может стать причиной возникновения короткого замыкания. Из-за этого их нежелательно подключать к разного рода генераторам бензинового или дизельного типа.

Сварка труб и фитингов »Мир трубопроводной техники

Сварка — это основная деятельность по изготовлению трубопроводов. Очень важно обеспечить высокое качество сварных швов для обеспечения безопасной эксплуатации завода. Для обеспечения высочайшего качества сварных швов используются различные методы, такие как соответствие лучшим международным стандартам, создание утвержденных процедур аттестации сварки и т. Д.

Применимые коды и стандарты

В обрабатывающей промышленности наиболее широко используются коды:

  1. Коды ASME, например B31.1, B31.3, B31.4, B31.8 и т. Д.
  2. Кодекс ASME по котлам и сосудам высокого давления.

В некоторых странах есть свои собственные местные правила, применимые к определенным системам, например, в Индии паропроводы должны соответствовать правилам IBR.

Технические условия на сварку проекта

Обычно в углеводородной промышленности основными свариваемыми материалами являются углеродистая, легированная и нержавеющая сталь. Спецификация проекта сварки является первичным документом, на который подрядчик по сварке должен ссылаться при выполнении своей работы.Эта спецификация включает все требования к сварке для конкретного проекта.

Pipeline Welding

Сварка трубопроводов

Заводские и полевые сварные швы

Изометрический чертеж трубопровода отмечен заводскими и местными сварными швами. По возможности предпочтение отдается заводским сварным швам, так как качество сварки можно жестко контролировать в цехе. Но необходимо учитывать максимальный размер транспортируемой катушки, а также любые несоответствия размеров в полевых условиях.

Сварочный МТО

Сварочный шов MTO указывается в дюймах, то есть количество сварных швов, умноженное на диаметр трубы.

Сварочное оборудование.

Сварочный подрядчик должен предоставить достаточное количество сварочного оборудования, расходных материалов, материалов для испытаний.

Сварочные электроды

Сварочные электроды используются как присадочные материалы при сварке. Они должны соответствовать свариваемому материалу основы, способу сварки и сварочному оборудованию.

Защитный и продувочный газ

Защитный и продувочный газ необходим для предотвращения вредного воздействия кислорода окружающей среды на металл при сварке при очень высоких температурах сварки.Для этих целей используются инертные газы, такие как аргон. Для многих проектов требуется, чтобы газ Аргаон имел чистоту 99,995%.

Квалификация сварщиков

Сварщики должны иметь квалификацию согласно применимым нормам, например, B31.3

  1. Квалификация сварщиков
  2. Ознакомьтесь с вопросами и ответами на собеседовании по сварке.

Объем работ подрядчика по сварке

Все сварочное оборудование, такое как трансформаторы, термопары, пирометры, автоматические регистраторы температуры, оборудование для термообработки и т. Д.предоставляется сварочным подрядчиком. Все оборудование для контроля сварных швов, такое как рентгенографическое оборудование, рентгенографические пленки, оборудование для темной комнаты, испытание на проникновение красителей, испытание магнитными частицами, ультразвуковое испытание и т. Д., Предоставляется подрядчиком по сварке.

Подтверждение документов, которые должен предоставить подрядчик по сварке.

Сварочные процессы

Обычно используемые процессы сварки — это SMAW и GTAW.
SMAW : процесс дуговой сварки экранированного металла
GTAW : процесс газо-вольфрамовой дуговой сварки
Какой процесс сварки следует применять, где он указан в технических условиях на сварку проекта.

Посмотрите эти видео на YouTube, чтобы ознакомиться с этими методами.

Демонстрация дуговой сварки экранированного металла

Демонстрация газо-вольфрамовой дуговой сварки

,

Процессы производства стальных труб — процесс станка на оправке — процесс станка пробкового стана

Введение

Появление технологии прокатных станов и ее развитие в первой половине девятнадцатого века ознаменовали также промышленное производство труб. Изначально рулонные полосы листа
были сформированы в круглое поперечное сечение с помощью воронок или валков, а затем сварены встык или внахлест в той же плавке (процесс кузнечной сварки).

К концу столетия стали доступны различные процессы производства бесшовных труб и труб, при этом объемы производства быстро увеличивались за относительно короткий период.Несмотря на
применение других сварочных процессов, постоянное развитие и дальнейшее совершенствование бесшовных технологий привели к тому, что сварные трубы почти полностью вытеснились с рынка, в результате
эти бесшовные труба и труба доминировали до Второй мировой войны.

В последующий период результаты исследований в области сварочных технологий привели к подъему судьбы сварных труб, что повлекло за собой бурные разработки и широкое распространение.
многочисленных процессов сварки труб.В настоящее время около двух третей производства стальных труб в мире приходится на сварочные процессы. Однако около четверти этой цифры имеет вид
так называемых линейных труб большого диаметра в диапазонах размеров, выходящих за рамки тех, которые являются экономически целесообразными при производстве бесшовных труб и труб.

Как производятся стальные трубы? (Немецкий комментарий)

Замечательный комментарий на немецком языке … надеюсь, вы понимаете, что говорит и показывает выступающий (-:

Труба бесшовная

Основные процессы производства бесшовных труб появились в конце девятнадцатого века.По истечении срока действия патентов и прав собственности различные параллельные разработки первоначально продолжались.
стали менее отчетливыми, а отдельные этапы их формирования слились в новые процессы. Сегодня уровень развития техники настолько высок, что предпочтение отдается следующим современным высокопроизводительным
процессов:

Процесс непрерывной прокатки оправки и процесс толкания в диапазоне размеров от прибл. Внешний диаметр от 21 до 178 мм.

Многоклетьевой цилиндрический стан (MPM) с управляемой (ограниченной) плавающей оправкой и процессом втулочного фрезерования в диапазоне размеров от прибл.Внешний диаметр от 140 до 406 мм.

Прошивка поперечным валком и прокатка пильгером в диапазоне размеров от прибл. Внешний диаметр от 250 до 660 мм.

Процесс мельницы на оправке

В процессе фрезерования на оправке используется сплошная круглая заготовка. Его нагревают в нагревательной печи с вращающимся подом, а затем прошивают прошивным станком. Пробитая заготовка или полая оболочка прокатывается на стане для оправки для уменьшения внешнего диаметра и толщины стенки, что образует исходную трубу с множеством длин.Материнская труба повторно нагревается и дополнительно уменьшается до заданных размеров с помощью редуктора растяжения. Затем труба охлаждается, разрезается, выпрямляется и перед отгрузкой подвергается отделке и контролю.

* Примечание: процессы, отмеченные звездочкой, соответствуют техническим условиям и / или требованиям заказчика.

Процесс втулочной мельницы Mannesmann

Plug Mill Process, используется сплошной круг (заготовка). Он равномерно нагревается в нагревательной печи с вращающимся подом, а затем проходит прошивку Mannesmann.У гнутой заготовки или полой оболочки уменьшают внешний диаметр и толщину стенки. Прокатанная труба одновременно полируется изнутри и снаружи на намоточной машине. Затем намотанная труба калибруется на калибровочной мельнице до заданных размеров. С этого шага трубка проходит через выпрямитель. Этот процесс завершает горячую обработку трубы. Трубка (называемая материнской трубкой) после отделки и проверки становится готовым продуктом.

Труба сварная

С тех пор, как стало возможным производить полосы и листы, люди постоянно пытались согнуть материал и соединить его края, чтобы изготовить трубу и трубу.Это привело к развитию старейшего процесса сварки — кузнечной сварки, которому уже более 150 лет.

В 1825 году британский торговец металлическими изделиями Джеймс Уайтхаус получил патент на производство сварных труб. Процесс состоял из ковки отдельных металлических пластин на оправке для получения трубы с открытым швом, а затем нагрева стыковочных кромок открытого шва и их сварки путем их механического сжатия на волочильном станке.

Технология эволюционировала до такой степени, что полосу можно было формировать и сваривать за один проход в сварочной печи.Развитие этой концепции стыковой сварки завершилось в 1931 году процессом Fretz-Moon, разработанным американцем Дж. Муном и его немецким коллегой Фретцем.

Сварочные линии, использующие этот процесс, до сих пор успешно работают при производстве труб до внешнего диаметра прибл. 114 мм. Помимо этой технологии сварки горячим давлением, при которой полоса нагревается в печи до температуры сварки, американец Э. Томсон в период с 1886 по 1890 год разработал несколько других процессов, позволяющих сваривать металлы электрически.Основанием для этого послужило свойство, обнаруженное Джеймсом П. Джоулем, согласно которому прохождение электрического тока через проводник вызывает его нагрев из-за его электрического сопротивления.

В 1898 году компания Standard Tool Company, США, получила патент на применение контактной сварки сопротивлением для производства труб. Производство труб, сваренных сопротивлением, получило значительный рост в Соединенных Штатах, а гораздо позже в Германии после создания непрерывных станов горячей прокатки полосы для производства сыпучего исходного материала, необходимого для крупномасштабного производства.Во время Второй мировой войны был изобретен процесс аргонно-дуговой сварки — снова в Соединенных Штатах — который позволил эффективно сваривать магний в авиастроении.

В результате этого развития были разработаны различные способы сварки в среде защитного газа, преимущественно для производства труб из нержавеющей стали.
произошло в энергетическом секторе за последние 30 лет, и в результате строительства магистральных трубопроводов большой мощности, процесс дуговой сварки под флюсом приобрел первостепенное значение при сварке трубопроводных труб диаметром более прибл.500 мм.

Трубный электросварочный стан

Стальная полоса в рулонах, нарезанная на необходимую ширину из широкой полосы, формируется с помощью ряда формовочных валков в оболочку различной длины. Продольные кромки непрерывно соединяются высокочастотной контактной / индукционной сваркой.
Затем сварной шов многослойной оболочки подвергается электрической обработке, размер и обрезка до заданной длины с помощью летающей отрезной машины. Обрезанная труба выпрямляется и приобретает квадрат с обоих концов.
После этих операций проводится ультразвуковой контроль или гидростатические испытания.

,

Сварочное воздействие на упрочненную сталь

Как я упоминал в выпуске за сентябрь / октябрь, сварка может сильно повлиять на упрочненные или закаленные металлы, в зависимости от используемой техники закалки.

Методы упрочнения и сварочные эффекты

Металлы с деформационным упрочнением или деформационным упрочнением , подвергнутые интенсивной локальной сварке, имеют тенденцию к рекристаллизации и размягчению в зоне термического влияния (HAZ). Предполагая, что используется правильный присадочный металл, единственная затронутая область — это ЗТВ.Добавка и присадочный металл не подвергаются рекристаллизации и остаются такими же прочными, как основной металл. Это объясняет, почему, когда вы имеете дело со сталью с деформационным упрочнением или деформационным упрочнением, отказы обычно происходят в зоне термического влияния непосредственно рядом со сварным швом, а не непосредственно в нем.

Это особенно верно для холоднокатаной стали, кованого железа и тянутого или прокатанного алюминия. При работе с этими материалами решающее значение имеет конструкция стыков, и вы должны принимать во внимание величину нагрузки, которую готовая деталь будет испытывать при эксплуатации.

Металлы с дисперсионным упрочнением претерпевают более сложные изменения, чем металлы с механическим упрочнением, но конечный результат аналогичен: ЗТВ проходит цикл отжига и становится мягче. Это потому, что осадок, придающий металлу прочность, растет и сгущается под действием тепла — он стареет. Это снижает эффекты дисперсионного твердения. Чем выше температура, тем быстрее металл достигает перезаряженного или ослабленного состояния. Термическая обработка после сварки может исправить это, если вы тщательно выбираете присадочный металл в соответствии с характеристиками старения основного металла.

Металлы, закаленные твердым раствором , имеют наименьшее количество изменений при сварке. На линии плавления наблюдается небольшой рост зерна, но обычно его недостаточно, чтобы повлиять на свойства металла.

Закаленные трансформацией металлы реагируют во многом так же, как закаленные в твердом растворе металлы, при условии, что они обладают достаточной способностью к закаливанию для образования мартенсита во время термообработки или образования мартенсита при предыдущих термообработках. Температурный профиль упрочненного трансформационно-упрочненного металла идентифицирует четыре основных области в ЗТВ, причем подвод тепла определяет как ширину ЗТВ, так и ширину каждой области.

Чем выше погонная энергия, тем шире зона термического влияния и тем ниже скорость охлаждения. Более медленные скорости охлаждения менее склонны к образованию мартенситных областей. Следовательно, вы можете уменьшить хрупкость шва после сварки путем предварительного нагрева, чтобы снизить скорость охлаждения, хотя вам также может потребоваться дополнительный нагрев сварного шва для дальнейшего замедления охлаждения. Это также означает, что чем тверже ЗТВ, чем больше мартенсита и чем больше мартенсита, тем больше вероятность растрескивания.

Преимущества термической обработки

Из-за всего этого термическая обработка после сварки часто очень полезна для поддержания прочности сварного соединения, поскольку она смягчает или закаляет любой мартенсит или бейнит, образующийся в ЗТВ.Он также снимает напряжения, которые могут привести к растрескиванию.

Фактически, правильная термообработка может изменить размер зерна; изменить пластичность, твердость, ударную вязкость или предел прочности на разрыв; улучшить магнитные или электрические свойства и обрабатываемость; снять стресс; перекристаллизовать холоднодеформированные металлы; и даже изменять химический состав и свойства поверхности металла (цементирование).

Главное — правильно выполнить термообработку: это нечто большее, чем просто поднести к стали горелку и дать ей немного остыть.Критические факторы термообработки — это то, что вы могли ожидать: температура, время и скорость охлаждения. Конечно, химический состав окружающих материалов также влияет на эффективность.

Методы и советы по термообработке

Когда дело доходит до контролируемого нагрева металла, существует несколько способов сделать это, в том числе кислородные горелки или топливно-воздушные горелки и цветные карандаши, указывающие температуру, нагрев в печи, индукционный нагрев, нагрев электрическим сопротивлением, природный газ или электрически нагреваемая соль. или ванна с расплавленным металлом.

Существует также ряд методов контролируемого охлаждения, включая постепенное охлаждение печи, охлаждение на неподвижном воздухе, охлаждение в перемешиваемом воздухе, вентиляторное охлаждение, водяное охлаждение и охлаждение металла, погруженного в песок.

Но с точки зрения нагрева и охлаждения контроль имеет решающее значение. То есть возможность контролировать, насколько медленно (или быстро) деталь нагревается, а также температуру, до которой она нагревается, как долго она выдерживается при этой температуре и сколько времени требуется, чтобы снова остыть до комнатной температуры.И спецификации для всех этих переменных зависят не только от металла, но и от того, что вы хотите получить при термообработке.

Например, вы можете захотеть размягчить металл, чтобы облегчить механическую или холодную обработку или снять внутренние напряжения при сварке или формовке. Это осуществляется путем отжига, в основном четырехэтапного процесса, который включает:

  1. Нагрев металла до температуры на 50–100 градусов по Фаренгейту выше температуры этого металла A 3 .
  2. Выдержка металла при этой температуре в течение одного часа на дюйм толщины.
  3. Медленное охлаждение в печи с минимально возможной скоростью до 50 градусов ниже температуры A 1 .
  4. Охлаждение металла до комнатной температуры.

Тепловая пропитка выравнивает температуру по всему металлу и делает его полностью аустенитным. Поскольку он очень медленно охлаждается, аустенит превращается в феррит и перлит, и металл достигает самого мягкого состояния с малым размером зерна, хорошей пластичностью и отличной обрабатываемостью.

Нормализация — это еще один метод термической обработки, который часто используется для подготовки металла к будущей термообработке.Нормализация может повысить однородность внутренней структуры металла, улучшить пластичность и снизить внутренние напряжения. И хотя это действительно делает металл более мягким, это не делает его таким же мягким, как полный отжиг. Нормализация включает в себя нагрев металла до температуры, немного превышающей его температуру 3 , выдержку при такой температуре до образования аустенита, а затем медленное охлаждение на неподвижном воздухе.

Термическое снятие напряжения — это именно то, о чем говорится: термическая обработка для снятия внутреннего напряжения. Он включает в себя нагрев металла до температуры ниже нижней температуры превращения (A 1 ), выдержку его там достаточно долго, чтобы снять скованные напряжения, а затем медленное охлаждение.Иногда это называют технологическим отжигом.

Для стали, снимающей напряжение, наиболее распространенный диапазон температур составляет от 1100 до 1150 градусов по Фаренгейту. Этого достаточно, чтобы снизить остаточные напряжения текучести на 80 процентов, но достаточно мало, чтобы предотвратить любые металлургические изменения в большинстве сталей. Вы можете получить до 90 процентов снятия напряжения, нагревая металл до температуры чуть ниже критической, но некоторые стали могут стать хрупкими после снятия термического напряжения при этих температурах.

Это охватывает основы того, как сварка влияет на термообработанные металлы, и некоторые способы противодействия этим эффектам с помощью методов термообработки.В следующий раз мы вернемся к некоторой теории и начнем внимательно изучать специфику металлургии.

.

Сварка концов толстостенных труб методом MIAB

Для сварки труб используются различные методы, включая электродуговую сварку в среде защитного металла (SMAW), сварку под флюсом (SAW) и сварку концов оплавлением.

Другой эффективный процесс — это стыковая сварка дугой с магнитным двигателем (MIAB). Современные технологии и оборудование позволяют сваривать MIAB трубы с толщиной стенки до 6 миллиметров и диаметром до 219 мм. Этот процесс применялся для изготовления тонкостенных труб, используемых, в частности, в автомобилестроении, машиностроении и строительстве.

В последние годы компания E.O. Институт электросварки им. Патона, Украина, исследовал новые области применения сварки MIAB, в том числе толстостенных труб и массивных заготовок. В данной статье обсуждаются результаты испытаний сварки МИАБ труб с толщиной стенки до 16 мм.

Управление движением дуги в зазоре

При сварке MIAB внешнее контролируемое магнитное поле перемещает дугу в зазоре между краями трубы (см. Рисунок 1 ). Две готовые к сварке трубы устанавливаются соосно.Установленные друг напротив друга магнитные системы формируют магнитные потоки в дуговом промежутке. Это магнитное поле в дуговом промежутке состоит из двух векторных составляющих магнитной индукции B: радиальной (Br) и аксиальной (Ba).

Короткое замыкание возбуждает сварочную дугу. Свариваемые трубы раздвигаются на определенный дуговой зазор (от 1,5 до 2,5 мм). Взаимодействие (см. Рисунок 2 ) между осевой составляющей тока сварочной дуги и радиальной магнитной составляющей, направленной перпендикулярно току сварочной дуги, приводит к созданию силы.Эта сила перемещает сварочную дугу по концам труб.

Рис. 1
Две трубы устанавливаются коаксиально при сварке MIAB, и внешнее контролируемое магнитное поле перемещает дугу в зазоре между краями трубы.

Сварка MIAB использует предварительно запрограммированное управление током дуги с движением дуги, которое может достигать линейной скорости 200 метров в секунду. Этот регулятор нагревает концы труб равномерно, обеспечивая тем самым качественное сварное соединение.

Обычная сварка MIAB труб толщиной более 6 мм не может обеспечить требуемое качество сварного соединения, главным образом потому, что активные точки столба сварочной дуги должны быть пропорциональны толщине концов трубы для равномерного и стабильного нагрева.

Следы активных точек столба дуги меньше сечения концов трубы. Процесс сварки нестабильный, с коротким замыканием. Под действием собственного магнитного поля сварочной дуги и высокого градиента индукции внешнего магнитного поля дуга в начальный момент вытесняется из дугового промежутка и перемещается по внутренним краям концов трубы.Столб дуги загибается в сторону геометрической оси трубы.

По мере нагрева внутренних торцевых кромок градиент распределения индукции магнитного поля в дуговом промежутке уменьшается, и сварочная дуга смещается к внешним кромкам. Стенка трубы толщиной 8 мм препятствует стабильному перемещению дуги в область с более высоким контролируемым значением индукции магнитного поля. Неустойчивое движение сварочной дуги в области с низким значением индукции приводит к неравномерному нагреву концов труб.

В результате возникает зона перегрева, охватывающая до 70 процентов нагретого участка внутренних краев трубы. После высадки эта зона перегрева остается в центральной части сварного соединения, что отрицательно влияет на свойства сварного соединения.

Рисунок 2
Несколько отдельных сил создают результирующую силу
, которая смещает дугу во время сварки MIAB:

B = индукция магнитного поля
B r = радиальная составляющая
B a = осевая составляющая
I = ток дуги
I a = осевая составляющая
I r = радиальная составляющая
F Ba = сила, влияющая на радиальное смещение дуги
F Br = сила, влияющая на смещение дуги

Исследования MIAB-сварки толстостенных труб были сосредоточены на методах управления, которые сделают возможным перемещение дуга по всей площади поперечного сечения концов трубы.

Первоначальные исследования также были направлены на перемещение сварочной дуги к внешним краям концов трубы за счет оптимального распределения индукции магнитного поля в дуговом промежутке. При таком движении тепловая энергия сварочной дуги равномерно распределяется по краям, но при более низкой плотности сварочного тока на большей площади свариваемого участка, чем та, которую занимают активные точки столба дуги. Это приводит к равномерному нагреву концов трубы по сравнению с нагревом от движения сварочной дуги по внутренним краям трубы.

Сварочная дуга, управляемая магнитным полем, смещается к внешним краям концов толстостенных труб, в области максимального значения индукции магнитного поля. Движение сварочной дуги по внешним краям толстостенных труб может вызвать равномерный нагрев.

Благодаря новому процессу сварки MIAB область перегрева покрывает до 30 процентов нагретой секции в области внешних кромок. После огорчения перегретый участок в мгновение ока выдавливается и укрепляется.

В новом процессе взаимодействие радиальной составляющей электрического тока с осевой составляющей индукции магнитного поля вызывает силу, которая вызывает смещение дуги к внешним краям. Концы труб нагреваются по мере продвижения сварочной дуги по внешним краям. Когда достигается требуемый нагрев, силы и значение сварочного тока изменяются, в результате чего сварочная дуга сканирует поверхность концов. Затем проводится огорчение.

Образование стыков в толстостенных трубах

Равномерный нагрев кромок труб является основным, но не достаточным условием для образования качественного стыка.Поскольку при сварке MIAB защитные газы обычно не используются, концы труб, нагретые кислородом или воздухом, могут окисляться, и эти оксиды необходимо удалять.

Экспериментально установлено, что можно достичь частоты вращения дуги, необходимой для качественной сварки труб толщиной до 16 мм. На этих трубах в зазоре между деталями создается экранировка в результате интенсивного испарения металла, предотвращающая окисление участков расплавленного металла. Швы формируются в жидкой фазе без дефектов.

На рис. 3 показан макросрез сварного соединения стальной трубы диаметром 76 мм и толщиной стенки 16 мм. Металлографические исследования данного сварного соединения проводились после травления в 4-процентном растворе HNO3 в спирте, измерения проводились на различных участках сварного соединения. В области 2 структура линии шва ферритная; его ширина 0,01 мм.

Структура области полной рекристаллизации представляет собой мелкодисперсную ферритно-перлитную смесь.Структура области частичной рекристаллизации — ферритно-перлитная.

Микроструктура в области 3 на Рисунке 3 находится в переходном состоянии. Ширина линии шва 0,0252 мм; структура ферритная. ЗТВ состоит из зоны перегрева, полной рекристаллизации и частичной рекристаллизации. Структура ферритно-перлитная.

При нагреве в местах горящей сварочной дуги образуется зона перегрева. При высадке крупнозернистый участок выдавливается в предвнешнее армирование и заусенец, а сварное соединение формируется за счет мелкозернистого участка.

Новый процесс сварки MIAB для толстостенных труб не требует строгих требований к подготовке концов труб. Время сварки короткое, от 10 до 100 секунд. Нагрев по периметру торца однородный и концентрированный с минимальными припусками на высыхание и осадки.

Автоматизированный процесс не требует сварочных материалов или защитного газа, и в результате сварные швы не имеют пор, включений или объемных дефектов.

Д-р Владимир Качинский — старший научный сотрудник Э.Институт сварки им. О. Патона, ул. Боженко, 11, Киев, Украина 03680, +380442615018, факс +380442274254, [email protected]; Валерий Кривенко — директор Инженерного центра сварки давлением Э.О. Патона, ул. Ракетная, 26, Киев, Украина 03028, +380442647304, факс +380442646901, [email protected]

.