Основные правила применения электросварки для стальных труб

Металлический трубопровод и электросварка – понятия неразрывные. При обустройстве водопровода, отопления, канализации высокого или низкого давления в быту или на производстве стыкование труб осуществляется посредством сварки.

Это связано с тем, что сварочный шов по прочности и структуре не отличается от материала элементов трубопровода. Он обеспечивает монолитность безразборной конструкции с гарантией абсолютной герметизации и долговечности.

Плюсы и минусы сварки труб

Как и любой метод в строительстве, электросварка стальных труб имеет свои преимущества и недостатки.

К преимуществам данного метода можно отнести:

• возможность соединения труб любого диаметра не зависимо от толщины стенки;
• благодаря сварному шву, сохраняется начальный внешний и внутренний диаметры трубы. В случае, к примеру, с муфтами, диаметр стыка значительно увеличивается в сравнении со стыкуемыми элементами;
• для сварки используется тот же материал, что и для самого трубопровода. Это позволяет обеспечить полную монолитность конструкции без изменения свойств используемого материала;
• сварка не требует приобретения дополнительных фитингов, которые, зачастую, стоят довольно дорого;
• данный метод довольно дешевый и простой, при условии, что за дело берутся специалисты.

Недостаток, на самом деле, только один: варить трубы правильно может только специалист.

Если взяться за такую работу самостоятельно, можно получить некачественный шов со значительными трещинами, шлаковыми накоплениями и т.д. В дальнейшем это приведет к течи и прогниванию трубы возле стыка.

Кратко о процессе сварки

Процесс соединения металлических труб электросваркой заключается в создании электрической дуги между электродом и свариваемыми элементами.

Под воздействием электрической дуги два аналогичных материала расплавляются, смешиваются и создают монолитный шов по ходу удаления электрода.

Благодаря специальному покрытию электрода, в дуге создаются особые условия, не позволяющие поступать кислороду в точку плавления металлов и создавать защитную пленку.

Ширина и толщина шва зависят от толщины электрода, материалов свариваемых элементов, режима сварки, скорости движения дуги, напряжения в сети. От этих же параметром, особенно от последнего, зависит образование шлаков на поверхности. Образовавшиеся в процессе сварки шлаки необходимо удалять.

Прежде, чем начинать варить систему, необходимо разобраться во многих нюансах, подготовить инструменты и оборудование, приобрести электроды, подготовить сварные края труб.

Процесс электродуговой сварки стальных труб (видео)

Инструменты для сварных работ

Для проведения сварных работ, в первую очередь, потребуется электросварка. Существует два вида сварочных аппаратов:

• основой первого типа является понижающий трансформатор. Регулирование тока такой сварки производится с помощью изменения магнитного зазора или положения реостата. На сегодняшний день такое устройство считается морально устаревшим. Оно имеет значительно большой вес и требует особых навыков;
• второй тип — инверторная сварка. Благодаря использованию гораздо меньшего трансформатора, аппарат стал компактным и достаточно легким. Его можно без труда перемещать по комнате или, даже, вешать на плече. Регулировка тока инверторной сварки осуществляется регуляторами с высокой точностью.

Помимо сварочного аппарата нам понадобятся:

• электроды. О выборе электродов поговорим позже;
• маска. Она нужна для того, чтобы защитить лицо и глаза от сварочных ожогов. Старыми вариантами масок пользоваться было достаточно неудобно. Нужно было настроиться, приставить электрод и лишь потом надевать маску, так как они совсем не пропускали свет. Сегодня рынок предлагает, так называемые, маски-хамелеоны. Они способны автоматически регулировать степень затемненности стекла;
• спецодежда. В процессе сварных работ от стыка летят брызги раскаленного металла. Поэтому, лучше обезопасить себя от ожогов с помощью сварочной спецовки;
• щетка по металлу или другой абразивный инструмент для зачистки краев стыкуемых элементов;
• молоток для обивания шлаков.

Выбор электродов

Качество сварного шва напрямую зависит от правильности выбора электродов. Выбирают их исходя из материала, диаметра и толщины стенки трубы. Сварка тонкостенных труб осуществляется электродом 2-3 мм, толстостенную трубу отопления нужно варить электродом 4-5 мм.

Кроме толщины металлического стержня, электроды отличаются так же толщиной обмазки и ее материалом. Покрытие может составлять от 3 до 20% общей массы.

Напомним, что обмазка в электроде нужна для создания особой среды, при которой сварка осуществляется без доступа кислорода. Но, чем больше слой покрытия, тем больше создается шлаков, которые негативно влияют на качество шва и монолитность конструкции.

Поэтому, при выборе электродов, важно найти компромисс между толщиной стержня и слоем обмазки, с учетом особенностей трубы.

Понимание, какими электродами и при какой силе тока правильно варить ту или иную трубу приходит с опытом. Получают такой опыт обычно методом «научного тыка». Однако, чтобы не допустить большого количества ошибок, стоит предварительно обратиться к таблицам соответствий типов электродом, видов труб и тока электросварки.

Подготовка стыков

Начинать варить трубы отопления можно лишь после того, как их стыки будут полностью очищены от мусора и налетов. Если вы новичок, не стоит пытаться сваривать мокрые трубы, так как вода будет кипеть, испаряться и значительно осложнять  процесс.

Прежде чем приступать к работе, нужно правильно зачистить края стыкуемых элементов. Для этого используют разные абразивные инструменты, начиная от наждачной бумаги и заканчивая кругом на болгарку, в зависимости от толщины и качества трубы. Начинать сваривать стыки можно лишь после того, как на них не останется заусениц и острых краев.

• перед началом сварных работ нужно убедиться, что вблизи стыка труб отопления нет горючих или взрывоопасных предметов. Если они есть, и убрать их не представляется возможным, нужно огородить место работы негорючим материалом, к примеру, асбестом;
• рядом с местом сварки нужно поставить емкость с водой, на случай неожиданного возгорания;
• убедиться в надежном закреплении заземления и целостности провода сварочного аппарата;
• проверить напряжение в сети. Если напряжение слабое или наблюдаются его перепады, в процессе сварки может возникать повышенное шлакование. Чтобы этого избежать, лучше воспользоваться выпрямителем;
• зачистить и просушить стыки труб. Опытный мастер может сваривать трубы отопления и по мокрому стыку, однако начинающему это будет серьезно мешать;
• надеть сварочный костюм и маску;
• на трансформаторе сварочного аппарата устанавливаем нужный ток. Как правило, сварка труб отопления до 5 мм, при толщине электрода 3 мм, на поворотных стыках производится током 100 – 250 А, на неповоротных – 80 – 120 А;
• проверяем, правильно ли выбрано напряжение. Для этого зажигаем дугу перемещением электрода на расстояние 5 мм до появления искр. Если искры не возникли, регулируем ток;
• выполнив все перечисленные действия, можно приступать к сварке труб отопления.

Этапы сварки

После настройки сварочного аппарата и достижения стабильной дуги, начинаем соединять элементы трубопровода.

Есть три варианта передвижения сварочной дуги:

1. Поступательное движение электрода вдоль сварного шва, обеспечивающее стабильность дуги.
2. Вдоль стыка. Обеспечивается непрерывный шов, высота которого зависит от скорости перемещения электрода.
3. Поперек стыка колебательными движениями. Такой способ обеспечивает не только требуемую высоту, но и ширину шва.

Сварка труб небольшого диаметра с толщиной стенки до 5 мм производится непрерывным швом. Аналогичные изделия большего диаметра варятся прерывисто.

Варить элементы трубопровода с толщиной стенки до 6 мм нужно в два слоя, от 6 до 7 мм – в три, свыше 7 мм прокладывается 4 сварных шва.

Заваривать стыки нужно до полного соединения без перерывов в шве.

Первые слои лучше наварить ступенчато для соединения стыков. Все последующие слои ведутся сплошным швом. После проварки первого сплошного слоя нужно оббить весь шлак и тщательно осмотреть место соединения на наличие трещин и прожогов. Если такие имеются, их нужно проплавить и проварить заново.