Электродуговая сварка труб. Виды и их достоинства

Виды соединений при сварке трубопроводов:

• Стыковое;
• Угловое;
• Внахлест.

По пространственному расположению сварных швов:

• Горизонтальное;
• Вертикальное;
• Потолочное.

Нужно отметить, что в соответствии с требованиями, предъявляемыми к качеству шва, сварное соединение может быть как односторонним, так и двухсторонним. По подготовке кромок, как со скосом, так и без него. Скос обычно применяется для сварки толстостенных труб и, обычно, такую операцию выполняют на заводе, производящем трубы. Однако, если как таковой подготовки кромок нет, то ее делают с помощью специального оборудования.

Для позиционирования и сборки стыков под сварку используют специальные центраторы. Поверхности кромок зачищаются до металлического блеска, выверяются зазоры. Для того, чтобы снизить внутренние напряжения, возникающие в металле при сварке в ответственных трубопроводах применяют предварительный прогрев стыков при выполнении прихватывающих и корневых швов. Для этого применяют установки индукционного нагрева, ТЭНы, комбинированные нагреватели.

Очередность выполнения сварочных операций:

1. Прихватка.
   Выполняется электродами с той же основой, что и у электродов, которыми будет вариться основной шов для обеспечения однородности сварочного шва. Длина прихваток – 60-80 мм через каждые 300-400 мм по радиусу стыка.
   
   
2. Выполнение корневого шва.
   Выполняется электродами с целлюлозным покрытием небольшого диаметра. Главная задача – создание ровного вогнутого слоя с гарантированным проплавлением по всей длине шва. При этом расплавление кромок обязательно.
   
   
3. Заполняющие швы.
   Выполняются основными электродами. Делается необходимое количество проходов для получения нужной высоты сварного шва, но не менее, чем толщина свариваемых труб. По способу заполнения подразделяется на:
   • Заполнение слоями. В этом случае каждый последующий слой наваривается на предыдущий с обязательным захватом кромок труб.
   • Заполнение валиками. Применяется при большой толщине сварного соединения. При этом каждый шов наваривается рядом с захватом предыдущего, и так от одной кромки к другой.
     
     
4. Сглаживающий, облицовочный шов.
   Его выполняют для выправления возможных дефектов, полученных при сварке предыдущих швов. Несмотря на то, что это относится к ручной дуговой сварке, но типы швов, их последовательность и назначение применимы и к другим способам.

Виды электродуговой сварки, применяемые для соединения трубопроводов

1. Ручная дуговая сварка (ММА – международное обозначение).
   Это сварка плавящимися электродами с покрытием, обеспечивающим защиту сварочной ванны от вредного воздействия воздуха. Наиболее распространена в связи с тем, что не требует больших затрат на оборудование, мобильна и давно и хорошо отработана технология. С ее помощью можно сваривать как конструкционные, так и коррозионностойкие стали. Позволяет производить сварку практически в любом положении. Недостатком является низкая производительность и необходимость удаления шлака с каждого сварного шва.
   
   
2. Сварка неплавящимися электродами в среде защитных газов (TIG).
   В качестве электрода используется тугоплавкий металл. Чаще всего модифицированный вольфрам. Инертный газ подается через сопло горелки и обеспечивает защиту ванны расплавленного металла от воздуха. Электрическая дуга расплавляет кромки соединяемого металла. При необходимости используются присадки из того же материала, что и свариваемые поверхности.
   Достоинствами являются: однородный сварной шов, отсутствие разбрызгивания металла, возможность сварки деталей малой толщины и размера. Применяется как для сварки сталей любых марок, так и для соединения деталей из алюминиевых сплавов. Тоже имеет низкую производительность и обязательно наличие баллонов с защитным инертным газом.
   
   
3. Полуавтоматическая сварка в среде инертного (МIG) или активного (MAG) защитного газа.
   Электрод в виде соответствующей сварочной проволоки подается в зону сварки с постоянной скоростью. В случае использования активного газа (обычно, углекислый газ) в состав сварочной проволоки вводят раскислители, такие как кремний и магний, методом внешнего покрытия или во внутреннюю трубчатую поверхность проволоки.
   Данный тип сварки применяется для соединения практически всех видов сталей, а так же для сварки алюминиевых сплавов. Обеспечивает высокую производительность и высокое качество шва. Недостатками являются обязательное наличие газового баллона и ограниченное применение на открытом воздухе. Сварочное оборудование для MIG/MAG сварки труб можно посмотреть в разделе: "Сварочные полуавтоматы"
   В случае применения проволоки, имеющей на своей поверхности или во внутреннем канале сварочный флюс, от первого недостатка удается избавится, но появляется другой – очистка шва от шлака.

Применение керамических подкладок для формирования корневого шва

Такого рода вспомогательные элементы существенно упрощают процесс сварки. Они представляют собой тугоплавкие керамические элементы различной конфигурации и предназначены для формирования сварочного валика нужной конфигурации и толщины с обратной стороны.

Как правило, они состоят из сегментов на клеящей ленте из алюминия или другого материала. Расположенные с обратной стороны, они позволяют произвести качественное выполнение корневого сварного шва. При этом практически отсутствуют такие распространенные дефекты, как прожог металла, непровар, пористость при прерывании шва. Обратный валик получается ровным, аккуратным, с размерами, повторяющими профиль подкладки за счет того, что расплавленный металл не проваливается, а удерживается ее сегментами.