Сварка труб ручной дуговой сваркой

Несмотря на появления пластиковых и полиэтиленовых труб, металлические изделия продолжают пользоваться популярностью. Их широко используют при организации трубопроводов и сооружении различных конструкций. В домашних или полевых условиях удобнее всего использовать для сварки труб ручную дуговую сварку. В этой статье мы расскажем об особенностях данного метода и дадим рекомендации по его реализации.

Сварка труб ручной дуговой сваркой
Сварка труб ручной дуговой сваркой

Описание метода сварки труб ручной дуговой сваркой

Электрическая дуговая сварка обеспечивает плавление металлических деталей в местах их соединения благодаря созданию там области высокой температуры (до +3500 градусов). Это достигается через подведение к электроду постоянного или переменного тока, что провоцирует появление и удержание электрической дуги. В результате происходит взаимный обмен атомов между электродом и скрепляемыми материалами и образуются стойкие молекулярные связи.

Ручной метод сварки в основном применяется для создания конструкций из стальных труб с толщиной стенок от 3 мм. По ходу процесса происходит постепенное заполнение зазора между двумя элементами расплавившимся металлом, который после остывания превращается в шов.

Качество и надежность шва зависит от квалификации сварщика.

Количество слоев наплавляемого металла определяется по толщине трубы:

  • 13-15 мм – 5 (слоев);
  • 10-12 мм – 4;
  • 6-9 мм – 3;
  • 4-5 мм – 2;
  • до 3 мм – 1.
Дуговая сварка
Дуговая сварка

Преимущества ручной дуговой сварки

Рассматривая электрическую дуговую сварку в качестве варианта соединения труб, необходимо знать основные характеристики этого метода. Преимущества ручной дуговой сварки:

  • работа в любом направлении пространства, включая труднодоступные участки;
  • быстрая замена электродов;
  • хорошее качество сварных швов;
  • способность соединять детали из разных видов стали;
  • несложная реализация, доступная даже непрофессионалу;
  • компактность сварочного оборудования и простота его перевозки.

Аппараты ручной сварки разрешается применять в самых различных условиях. В продаже представлен широкий выбор моделей, которые можно подключать к обычной бытовой сети 220 В.

Недостатки сварки

  • возникновение по ходу работы вредных условий, что предусматривает необходимость защитной амуниции;
  • важность строгого соблюдения технологии и режима сварки;
  • небольшой КПД и производительность, сравнительно с промышленными способами;
  • использование ручного труда и не очень высокая производительность.

Прежде, чем приступать к самостоятельной сварке, необходимо тщательно изучить все нюансы данного процесса. В дальнейшем приобретенные навыки можно с успехом реализовать у себя дома, на даче или в гараже.

Ручная дуговая сварка
Ручная дуговая сварка

Виды электродов для дуговой сварки труб

Под электродами понимаются металлические стержни, изготовленный из сварочной проволоки диаметром 2-5 мм. Сверху отрезки обычно покрываются слоем обмазки из неметаллических сплавов. Их масса должен уступать массе основного материала, что обеспечивает подъем шлака по ходу сварки наверх расплавленного металла. Возникающее таким образом покрытие защищает горячий шов от разрушающего влияния находящегося в воздухе кислорода и азота.

По завершению сварочных работ шлак аккуратно удаляют. Его наличие негативно сказывается на продолжительности эксплуатации шва и его эстетических характеристиках. 
Разновидности электродов
Разновидности электродов

Электроды представлены в продаже в нескольких разновидностях, в зависимости от типа выполняемой задачи:

  • С целлюлозным покрытием. Обеспечивают ручную сварку труб большого диаметра вертикальными и кольцевыми швами;
  • С рутиловым покрытием. Эти недорогие электроды легко поджигаются, в том числе повторно. Возникающая шлаковая корка достаточно хрупкая. Изделия данного типа считаются универсальными и простыми в обращении.
  • С рутилово-кислотным покрытием. Основное достоинство материала – небольшой расход и простота снятия шлака;
  • С рутилово-целлюлозным покрытием. Используются для создания сложных швов;
  • С основным покрытием. Обеспечивают высокую вязкость готовых соединений, исключая их растрескивание по ходу эксплуатации. Электроды с основным покрытием применяются для сварки толстостенных труб и трубопроводов, использующихся в режиме низких температур.
При выборе между различными видами сварной проволоки в учет необходимо брать материал изготовления труб. Стальные высокоуглеродистые изделия разрешается сваривать только основными или рутиловыми электродами.

Что касается оцинкованных или чугунных труб, то для их соединения используются только специальные электроды на основе меди, никеля и его сплавов. Обычная дуговая сварка в этом случае не поможет.

Электроды для сварки
Электроды для сварки

Способы ручной сварки труб

Существует несколько вариантов осуществления сварки труб дуговым методом. Выбор конкретного способа зависит от специфики расположения трубопровода.

Поворотные стыки

Чтобы соединяемая линия была максимально прочной, необходимо с особой тщательностью проваривать нижний участок стыка. Это достигается благодаря поворотному способу. Ручная дуговая сварки труб толщиной от 12 мм осуществляется в три слоя. Первый проход осуществляется электродом сечением 2-4 мм; для остальных слоев подбирается более толстая сварная проволока.

Вначале процедура для удобства радиус стыка делят на 4 сектора, начиная заполнение с двух верхних отрезков. Далее, провернув трубу, проваривают нижние участки. Процесс повторяют нужно количество раз, завершая работу сплошным швом. Если диаметр трубы не превышает 20 см, применяют изначально сплошные швы. Это достигается постепенным вращением трубы навстречу движения электрода.

Чтобы достичь максимальной прочности соединения, второй и третий слой рекомендуется накладывать в противоположном направлении, перекрывая промежуточные слои на 1-2 мм.

Неповоротные стыки

Как показывает практика, довольно часто трубопроводы невозможно проворачивать. В основном это касается стационарных коммуникаций и труб большого диаметра. Первую проходку в таком случае осуществляют снизу вверх; направление остальных слоев значения не имеет. В тех случаях, когда одна из сторон линии закрыта бетонной или кирпичной стеной, ручная дуговая сварка неповоротных стыков труб проводится через временную врезку.

Специфические условия

Низкие температуры провоцируют быстрое охлаждение сварочного участка и затрудняют удаление газов из расплавленного материала. Это заметно снижает прочность соединения, которое может в любой момент разрушиться. Во избежание подобных явлений необходимо добиваться высокой плотности стыковки отдельных участков, применяя предварительное прогревание зоны сварки до светло-красного цвета. Сила тока на сварочном устройстве выставляется на 10-20% больше, чем обычно.

Выбор режима дуговой сварки на сварочном оборудовании

Сварочные мероприятия в домашних условиях выполняются с помощью выпрямляющих трансформаторов или более сложных приборов – инверторов. Какой бы не использовался аппарат, качество конечного результата во многом зависит от правильности выбора режимов работы.

Сила рабочего тока

От этого параметра напрямую зависит надежность шва и общая скорость работы. Традиционно инструкция к сварочному аппарату содержит рекомендации по выбору режима силы сварочного тока. Также ее можно подобрать, ориентируясь на диаметр электрода: эту информацию производители сварной проволоки размещают на упаковке.

Сила рабочего тока
Сила рабочего тока
На уровень тока влияет также ориентация шва в пространстве. Потолочный или вертикальный шов подразумевают применение электродов диаметром от 4 мм и уменьшение силы тока на 10-20 %.

Диаметр электрода

Данный показатель зависит от толщины свариваемой трубы. Важно помнить, что по мере увеличения сечения электрода плотность шва снижается. Как результат, возникает эффект блуждания, колебания и изменения длины электрической дуги. При этом шов становится шире, а его глубина провара – меньше.

Диаметр электрода
Диаметр электрода

Протяженность электрической дуги

Речь идет о расстояние от конца электрода до свариваемой поверхности. Его желательно поддерживать в стабильном положении, т.к. это сказывается на качестве сварки труб ручной дуговой сваркой. Лучше, если длина дуги не будет превышать диаметр электрода. На практике такое под силу только опытным специалистам, поэтому стараются выбирать среднее значение между минимальным и максимальным параметром (диаметр электрода +2 мм).

Протяженность электрической дуги
Протяженность электрической дуги

Скорость сварки

На нее влияет толщина трубы и ширины сварочного шва. Двигать электрод надо с такой скоростью, чтоб расплавленный металл заполнял стык без наплывов и растеканий. При этом желательно добиваться того, чтобы ширина шва равнялась двойному диаметру электрода.

Излишне медленно движение будет провоцировать растекание металла быстрее сварочной дуги. Вследствие этого отдельные участки остаются не проваренными и плохо сформированными.

Превышение нормальной скорости движения электрода приводит к некачественной проварке по причине недостаточного нагревания рабочей зоны. После остывания такой шов может деформироваться и даже треснуть.

Тип подключения электрода и детали

В основном все бытовые устройства для дуговой сварки преобразуют переменный ток в постоянный. В особенности это относится к сварочному аппарату инвертор.

В таком случае электрод и трубу можно подключать двумя способами:

  • Прямой полярностью. Трубу коммутируют на клемму «плюс», электрод – на клемму «минус».
  • Обратной полярностью. Труба подключается к «минусу», электрод – к «плюсу».

Положительный разъем выделяет больше тепловой энергии, чем отрицательный. Именно по этой причине обратная полярность обычно используется для сварки материалов небольшой толщины. Массивные элементы удобнее варить на прямой полярности.

Тип подключения электрода
Тип подключения электрода

Зажигание дуги

Чтобы начать процесс сварки, необходимо спровоцировать появление сварочной дуги. Сделать это достаточно просто.

Способы зажигание электрической дуги

  1. Скользящим движением электрода по поверхности детали. Визуально это напоминает высекание пламени обычной спичкой. Данный прием не требует особых навыков и подходит для нового электрода.
  2. Перпендикулярным касанием электрода к точке начала сварки. После этого электрод необходимо быстро поднять на высоту 3-5 мм от поверхности. Этот способ хорошо подходит при работе на неудобных участках и при повторном зажигании электрода.
Способы зажигание электрической дуги
Способы зажигание электрической дуги

Важность фаски

Отдельного внимания требует фаска, которая присутствует на заводских заготовках. Благодаря этой скошенной борозде по краю заготовки значительно улучшается процесс заполнения свариваемого участка расплавленным металлом. Если отрезки труб изготовляются самостоятельно, то их рекомендуется обязательно затачивать подобным образом. Для этого хорошо подойдет наждак или болгарка. По окончанию обработки фаску необходимо почистить от пыли и абразивных фрагментов.

Технические требования для фасок при проведении ручной сварки

  • Ширина – в пределах 8-15 мм;
  • Длина – в пределах 10-30 мм;
  • Глубина – до 6 мм.

Техника безопасности

Такой сложный технологический процесс, как сварка труб ручной дуговой сваркой, требует неукоснительного соблюдения правил безопасности. Это позволит избежать поражения электрическим током, ожогов брызгами расплавленного металла, поражения сетчатки глаз сварочными бликами (т.н. «зайчики»), возгорания близко расположенных предметов.

Техника безопасности

Во избежание подобных неприятностей следует соблюдать следующие правила:

  • обеспечить надежную изоляцию всех токоведущих элементов;
  • подключить заземляющие провода сечением не менее 25 мм2 к источнику питания и сварочному оборудованию;
  • обязательно облачиться в сухую спецодежду сварщика – брезентовые брюки, куртку и рукавицы;
  •  в условиях ограниченного пространства обязательно применять галоши и коврики из резины;
  • использовать только исправный и подходящий по размеру защитный щиток со специальным стеклом (он должен полностью покрывать голову и лицо);
  • позаботиться о наличии средств первичного пожаротушения – огнетушителя, емкости с песком, плотного брезента;
  • рядом с рабочим местом должно быть установлено ведро или ящик с песком для огарков электродов;
  • запрещается подключать сварочное устройство к некачественной сети;
  • не рекомендуется осуществлять коммутацию инвертора через удлинитель.

Если ручная дуговая сварка труб проводится в домашних условиях, аппарат желательно подключить на отдельный автомат. Это даст возможность избежать порчи электрических бытовых приборов из-за перепадов напряжения.

Полезные советы

Только точное соблюдение технологии сварки труб ручной дуговой сваркой гарантирует хорошее качество соединения. По ходу работы важно учитывать каждую мелочь: любая халатность в этом отношении может привести к серьезным последствиям.

Перечень полезных советов, которые пригодятся начинающему сварщику:

  • сварочный аппарат необходимо включать во время касания электрода к поверхности детали;
  • по ходу сваривания труб важно выдерживать одинаковую длину дуги на всей протяженности шва;
  • равномерно распределить расплавленный метал в стыке можно плавными движениями электрода над зоной сварки;
  • финишный шов желательно накладывать с минимальными паузами;
  • сварку труб большого диаметра рекомендуется проводить с помощью внутренних и внешних швов.

Навыки сварки труб ручной дуговой сваркой пригодятся в домашнем хозяйстве при обустройстве трубопроводов и сооружении металлических конструкций. Освоить эту технологию можно достаточно быстро: главное – тщательно соблюдать все рекомендации.

Автор Николай Круглов

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *