Сварка продольных швов труб высокочастотной сваркой

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.

СВАРКА ТОКАМИ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ

В ряде сварочных процессов формирование соединений происходит при совместной пластической деформации свариваемых кромок деталей, нагретых токами высокой частоты (т. в. ч.).

Нагрев и формирование соединения могут происхо­дить одновременно по всей поверхности свариваемых кромок деталей, например при стыковой сварке труб, когда их торцы нагреваются т. в. ч. одновременно по всему периметру. Однако более широкое применение имеют процессы, в которых нагрев и формирование сое­динения происходят в небольшой зоне, непрерывно пере­мещающейся вдоль свариваемых кромок деталей (напри­мер, формирование продольного шва при изготовлении сварных труб).

Различают процессы сварки т. в. ч. с кондукционным и индукционным подводом тока к деталям. При кондук — ционном подводе тока детали через токоподводящие кон­такты подключают непосредственно к источнику т. в. ч. При индукционном подводе тока детали нагреваются вих­ревыми токами, которые наводятся в них магнитным полем, создаваемым индуктором, расположенным вблизи от дета­лей и подключенным к источнику т. в. ч. Индуктором служит плоский или изогнутый по форме детали полый охлаждаемый водой проводник.

Нагрев Т. В.Ч. характеризуется значительной неравно­мерностью, вызванной неравномерным распределением плотности тока из-за поверхностного эффекта и эффекта близости.

В результате поверхностного эффекта ток высокой частоты течет в основном в поверхностном слое деталей — Для количественной оценки толщины поверхностного проводящего слоя используют понятие глубины проника­ния тока, равной расстоянию от поверхности, на которой плотность тока снижается в е раз:

д — глубина проникания тока; / — частота тока; и и — магнитная проницаемость и удельная электро­проводность металла детали в зоне нагрева.

1 С увеличением частоты / глубина проникания тока уменьшается. Уменьшение удельной электропроводности и металла в зоне сварки при нагреве приводит к увеличе­нию А и снижению неравномерности распределения тока. Уменьшение магнитной проницаемости р также увеличи­вает глубину проникания тока. Особенно резко это про­является при нагреве сталей, претерпевающих магнитное превращение, выше точки Кюри (табл. 1).

Таблица 7.1

Глубина проникания тока для сталей, мм

Сталь

Температура Частота тока, кГц
°С 70 450
Углеродистая 20

1000

0,11

2,3

0,045

0,9

Аустенитная 20

1000

1,7

2,3

0,67

0,9

Эффект близости проявляется в том случае, когда по двум близко расположенным проводникам протекает ток высокой частоты противоположной направленности (пря­мой и обратный ток). Распределение тока по периметру таких проводников неравномерно — наибольшая плот­ность тока имеет место в близко расположенных поверх­ностных слоях проводников.

В связи со значительной неравномерностью рас­пределения тока по сечению деталей нагрев т. в. ч. исполь­зуют при сварке деталей сравнительно небольшой тол­щины (обычно не более 10 мм). Особенно широко нагрев т — в — ч. применяют при изготовлении сварных труб с пря­мым швом.

8 кГц. Для нагрева кромок труб применяют плоский индуктор с магнитопроводом. Магнитный поток, созда. ваемый током индуктора, пересекает трубную заготовку

j

Рис. 7.1. Схема сварки труб:

я —« индукционной; б — радиочастотной с кондукцион — ным подводом тока; в — то же, с индукцционным подво­дом тока

перпендикулярно ее поверхности. Индуктируемый в за­готовке ток, мгновенное направление которого показан0 на схеме стрелками, концентрируется под индуктор°м>

течет вдоль обе их кромок и нагревает их. Расположенные за индуктором ролики 3 сжимают заготовку силами F, формируя сварное соединение.

Токи, текущие по свариваемым кромкам трубной заготовки, одинаково направлены. Поэтому в результате эффекта близости они не притягиваются, а отталкиваются, что способствует увеличению ширины нагреваемой зоны. Относительно большая ширина нагрева кромок не позволяет осуществлять процесс сварки с оплавлением по­верхности кромок из-за опасности выплавления больших объемов металла.

При индукционной сварке нагреваемые кромки доста­точно длительное время (2—10 с) находятся в контакте с атмосферой, что приводит к значительному окислению их поверхности.

Отсутствие слоя расплавленного металла на свари — ваемых кромках, облегчающего удаление окислов из стыка при формировании соединения, и интенсивное окисление поверхности кромок при нагреве, не ПОЗВО­ЛЯЮТ использовать индукционную сварку для изготовле — 0 я тРУб из легированных сталей и цветных металлов, ^ислы которых тугоплавки. Индукционную сварку Род14110 яРименяют Для изготовления труб из низкоугле — ДИстой стали. Причем для облегчения удаления обра­ зующихся окислов кромки нагревают до температуры 1370—1450° С (выше температуры плавления эвтектики Fe— FeO).

При сварке труб с толщиной стенки б = 3-^6 мм при­меняют ток с частотой 8 кГц, а при б = 7т-10 мм — ток частотой 2,5 кГц. Величина осадки кромок составляет (0,6н-1,2)6, давление осадки 4—8 кгс/мм2. Скорость индукционной сварки зависит от толщины стенки и мощ­ности источника т. в. ч. и достигает 30—45 м/мин (рис. 7.2, а).

При радиочастотной сварке для нагрева деталей ис­пользуют токи частотой 70—450 кГц; источниками пита­ния служат ламповые генераторы.

В кондукционном варианте сварки (см. рис. 7.1,6) высокочастотный ток подводят к трубной заготовке і А-А

В) при помощи контактов 2 и 3. Сварочный ток проходит вдоль кромок трубы и через точку их схождения вблизи сжимающих роликов 5. Направление тока в кромках трубы противоположное. В связи с этим эффект близости приводит к концентрации тока на поверхности кромок тем большей, чем выше частота тока (см. табл. 7.1). ФеР’ ритовый стержень 4 повышает концентрацию нагрева кромок благодаря увеличению реактивного сопротивле­ния прохождению тока вокруг трубной заготовки. Высо­кая концентрация нагрева токами радиочастоты вызывает оплавление свариваемых кромок. Скорость сварки Д0′ стигает 100—120 м/мин (см. рис. 7.2, б). Большая ско­рость и наличие на кромках слоя расплавленного металл3

позволяют сваривать без защиты трубы из легких сплавов, коррозионноетойкой стали, меди, латуни, циркония и других металлов.

Благодаря концентрированному нагреву радиочастот­ная сварка позволяет также соединять трубы с неболь­шой толщиной стенки. При 6 = 1-ь2 мм используют ток частотой 450 кГц, а при б <10,5 мм—частотой 1600 кГц.

Важное преимущество радиочастотной сварки — обра­зование сравнительно небольшого количества грата в сое­динении. Например, при сварке труб из низкоуглеро­дистой стали с толщиной стенки до 3 мм высота валика грата составляет 0,1—0,4 мм.

При индукционном подводе тока (рис. 7.1, в) трубную заготовку 1 перед сжимающими роликами 3 охватывают индуктором 2. При прохождении тока высокой частоты по индуктору в трубной заготовке индуктируется ток. Ток стремится проходить по кольцевому пути под ин­дуктором, но из-за наличия щели в трубной заготовке он отклоняется к точке схождения кромок и концентрируется на них так же, как при кондукционном токоподводе.

При индукционном подводе тока процесс сварки труб проходит более стабильно. При контактной схеме сварки требуется точная установка контактов относительно кро­мок труб. При сварке труб из ленты с загрязненной и кор­родированной поверхностью возможно образование под­жогов на поверхности трубы в местах токоподвода. Однако при индукционном подводе тока потребляемая мощность на 40—50% выше, чем при контактном.

Читайте также:  Сварка и сварные соединения ГОСТ 31385-2008

Радиочастотную сварку используют также для изго­товления труб со спиральным швом внахлестку, с раздав­ливанием кромок или со скосом встык (рис. 7.3, а), с про­дольными (рис. 7.3, б) и поперечными (рис. 7.3, в) реб­рами. Ток подводится контактами 3. Ребро 2 фиксируется относительно трубы 1 одним или несколькими роликами 5. Соединение формируется в зоне 4.

Как варить вертикальный и горизонтальные швы электросваркой

Электросварка является одним из технологических решений по объединению различных частей металлов. Предусматривается нагрев заготовок до температуры плавления при помощи электрической дуги. Аппараты электрической дуговой сварки нашли свое применение в самых разных областях производства и в частном секторе.

Изменяя температуру электрической дуги, пользователь может сваривать между собой практически любые идентичные металлы. Но перед тем, как начать воплощать свои идеи в реальность, будущий сварщик должен внимательно изучить технику формирования сварочных швов. Ниже детально рассматриваются вопросы, как правильно варить вертикальный шов электросваркой и приемы, позволяющие правильно положить горизонтальный шов.

Общие определения сварных швов

Технологические операции по соединению металлов посредством электрической сварки тесно связаны с понятием сварного шва. Он образуется по завершению плавления металла электродуговой сваркой в процессе остывания. В зависимости от того, где выполняется соединение металлов, шов может располагаться вертикально или горизонтально. Помимо этого, различают боковое, верхнее или нижнее пространственное расположение стыков.

Самой простой в исполнении справедливо считается нижнее горизонтальное расположение сварного соединения. Именно в этом положении сварщику проще всего контролировать расплав. Остальные варианты, а именно – боковой и верхний, расположения сварного шва являются сложными. Чтобы выполнить их сварщику требуется потратить немало времени на изучение техники и основных приемов сварки. Потребуется немало времени, чтобы наработать практические навыки.

Как варить вертикальный шов

Из-за того, что шов располагается вертикально, а сила тяжести действует постоянно, расплавленный металл устремляется вниз. Это основная сложность, которая не дает начинающему сварщику выполнить работу с более-менее приемлемым качеством.

Все действия специалиста в этом случае (помимо основной работы) направлены на удержании расплавленной массы в пределах рабочей области стыка. Решить задачу помогает стабильность в работе: электрическая дуга должна быть постоянной. Ее следует удерживать на минимально возможном расстоянии между сварочной ванной и электродом.

Техника сварки снизу вверх

Самый распространенный способ – сваривание по направлению от самой нижней точки стыка к верхней. Благодаря такому направлению перемещения обеспечивается стабильный контроль над расплавом, который проще удержать в пределах ванночки. Именно при таком способе сварки удается положить качественный шов и создать надежное соединение.

Естественно, перед началом процесса сварки, нужно подготовить кромки свариваемых деталей. Они обрабатываются абразивными материалами в точном соответствии с требованиями. Отдельно настраивается аппарат, выставляется нужное сопротивление, сила тока и выбирается наиболее подходящий электрод.

На первом этапе сварщик делает насколько прихватов длиной 1-2 см, которые равномерно располагаются по всей длине стыка. Это необходимо, чтобы избежать деформации поверхности соединяемых деталей в результате резкого повышения температуры. При вертикальном сваривании угол между электродом и рабочей поверхностью выдерживается в диапазоне 45-90 градусов.

Согласно разработанной инструкции действия сварщика состоят из четырех пунктов:

  1. Законтачить электрод к металлу, чтобы разжечь дугу.
  2. Сделать несколько прихваток по направлению от середины к краям. Они располагаются на приблизительно одинаковом расстоянии, а количество зависит от длины стыка.
  3. Формировать шов по направлению от нижней точки к верхней.
  4. Следить за тем, чтобы расплав не вытекал из рабочей ванночки.

Не нужно слишком быстро перемещать электрод. В этом случае невозможно добиться хорошего прогрева заготовок. Но не стоит и медлить, поскольку большое количество расплава станет причиной его стекания вниз. Скорость перемещения электрода должна обеспечивать оптимальное количество расплава в ванночке.

Вместе с поступательным движением снизу-вверх сварщик должен позаботиться и о поперечных движениях электрода полумесяцем, елочкой либо иным приемом. Стоит учесть, что техника поперечного перемещения расходников актуальна только в том случае, когда толщина соединяемых заготовок больше 4 мм.

При вертикальной сварке важно проходить стык в один заход без остановок. Именно это является основной сложностью для начинающих сварщиков. С опытом приобретаются нужные навыки, и вертикальная сварка перестает быть проблемой.

Техника сварки сверху вниз

Со временем сварщики так само без труда формируют вертикальные швы с перемещением электрода по направлению сверху-вниз. Здесь нужно знать о небольшой хитрости, без которой выполнение работы было бы очень проблематичным. При поджиге электрической дуги электрод нужно ставить под прямым углом относительно рабочей поверхности. После старта процесса держатель немножко следует опустить. До того момента, когда угол между электродом и металлом будет примерно 15-20 градусов.

Проводка электрода по стыку выполняется с поперечными движениями. Они могут быть прямыми (прямоугольными), пилообразными или волнообразными. Выбор способа – на усмотрение сварщика. Важно, чтобы расплат равномерно распределялся в ванночке и не вытекал из нее. Такой метод вертикальной сварки сложнее, чем при движении снизу-вверх. Но он пользуется популярностью у опытных специалистов, поскольку в результате получается более качественный и прочный шов.

Технология сварки горизонтального шва

Техника формирования горизонтального шва мало чем отличается от укладки вертикального. Особенности заключаются в изменении угла постановки расходных материалов. Направление перемещения электрода не имеет принципиального значения. Можно двигаться слева-направо или наоборот, справа-налево. Выбор зависит от предпочтений сварщика и условий выполнения операции.

Тем не менее, и здесь нужно придерживаться определенных правил. В противном случае, вытекание расплава из ванночки тоже вероятно. Необходимо выбрать такое расположение электрода, при котором сила горения электрической дуги была бы равна силе тяжести капель металла и направлена в другую сторону. Вполне вероятно, что потребуется опытным путем выбрать наиболее подходящую силу тока и скорость движения по стыку.

Как правило, горизонтальный шов проваривается непрерывным способом. Но в случаях, когда удержать расплав в ванночке сложно, рационально прибегнуть к другой методике. К примеру, в некоторых случаях периодическое гашение сварной дуги помогает получить более качественный результат. Все тонкости становятся более понятными с опытом. Не стоит отчаиваться, если на первых порах сварочный шов таковым можно назвать с большой натяжкой.

Формирование сварочного шва с нужной глубиной проварки и шириной достигается, благодаря аккуратному перемещению электрода от кромки одной заготовки к другой в поперечном направлении. При сваривании деталей с толщиной стенок до 4 мм используются различные приемы поперечного хода: форма рисунков сильно варьируется. Каких-то рекомендаций нет, и сварщик сам определяется с методом. Основное требование – добиться нужной глубины провара и оптимальной ширины шва.

Контроль длины электрической дуги

Под длиной дуги подразумевается величина зазора между поверхностью заготовки и горящим концом электрода, между которыми держится устойчивый электрический разряд. Один из основных постулатов грамотной работы электросварщика – удержание дуги оптимальной длины.

Руководство говорит о том, что в режиме сварки существует три дуговых промежутка:

  • 1-1,5 мм – короткий;
  • 2-3 мм – нормальной длины;
  • 3,5-6 мм – длинный.

О том, что шов был проварен короткой дугой, свидетельствует так называемый «подрез» по краям. Он представляет собой небольшое углубление и свидетельствует о невысоком качестве сварного соединения в целом. Образуется дефект из-за слабого прогрева из-за слабого прогрева рабочей области в ширину.

Когда работы выполнялись длинной дугой, то плохо прогревался металл в глубину. Возникает это потому, что длинную дугу сложно удержать. Ее периодическое затухание неизбежно. Как результат – дефект прогрева и плохое качество сварного соединения.

Единственный вариант, который поможет сформировать качественный сварной шов – это нормальная дуга. Ее длину можно вычислить по формуле:

Читайте также:  Сварка толстого металла электродуговым и электрошлаковым методом: правила наложения сварочного шва

Ld = 0.5*1,1 Dэ, где:

  • Ld – длина сварной дуги;
  • Dэ – диаметр используемого электрода.

Управление электродом

При выполнении сварочных работ угол наклона электрода определяется сварщиком и может быть прямым, вперед или назад по отношению к поверхности металла. Эти технологические приемы являются базовыми для того, чтобы позволить сварщику сформировать сварочный шов в различных производственных условиях.

К примеру, метод «углом вперед» часто применяется при потолочной сварке и для формирования вертикального шва. Помимо этого, техника успешно применяется при сваривании стыков труб, которые невозможно провернуть. Под прямым углом выполняются работы в труднодоступных для сварки местах. А вот техника с «углом назад» незаменима при соединении угловых стыков.

Передний угол расположения электрода востребован при работе с тонкостенными металлами. В этом случае формируется широкий прочный шов с малой глубиной проваривания. Когда же заготовки имеют толстые стенки, то целесообразней прибегнуть к методике «угла назад». Это обеспечивает глубокий прогрев металла.

Перемещение электрода и сила тока

Большое влияние на качество сварного шва оказывают два значимых фактора – сила тока и скорость перемещения электрода. Подача большого тока позволяет прогреть металл на большую глубину. В свою очередь, это дает возможность сварщику быстрее перемещать электрод, сохранив хорошее качество выполнения работы. Именно оптимальное соотношение силы тока и скорости подачи расходника обеспечивает качественное сварное соединение.

Таблица соответствия тока, электрода, толщины металла

Сила тока, АДиаметр электрода, ммТолщина металла, мм
35-50 1,6 1-2
45-80 2 2-3
65-100 2,5 3-4
85-150 3 4-5
125-200 4 5-6

Выбирая скорость для перемещения дуги, следует учитывать ее мощность. Чрезмерно быстрая подача при сравнительно небольшой мощности электрической дуги не позволяет достаточно хорошо прогреть металл на всю глубину. Получается, что шов просто «ляжет» на поверхность стыка, едва прихватив кромки. И, наоборот, при медленном перемещении в сочетании с достаточно мощным электрическим разрядом высока вероятность перегрева и деформации металла по линии сваривания. Если заготовки имеют тонкие стенки, то они могут прогореть насквозь.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Высокочастотная сварка

Высокочастотной сваркой изготавливают прямошовные трубы из неочищенной горячекатанной малоуглеродистой стали. Применение радиочастоты ( более 400 кГц) позволяет сваривать продольные швы труб из алюминия, жаропрочных сплавов, легко окисляющихся металлов. Швы получаются с незначительным внутренним гратом, с малой шириной зоны термического влияния, с хорошими механическими свойствами. Существенный недостаток высокочастотной сварки — сложность оборудования. [46]

Применение высокочастотной сварки наиболее эффективно при непрерывных процессах изготовления изделий достаточно простой конфигурации, выпускаемых массовыми сериями, поэтому этот способ нашел наибольшее распространение в производстве прямо — и спиральношовных труб из черных и цветных металлов, оболочек электрических кабелей, в приварке ребер, изготовлений профилей. Описанию наиболее эффективных процессов с применением высокочастотной сварки давлением посвящена эта глава.

Применение высокочастотной сварки при изготовлении биметаллической проволоки представляется целесообразным, Принципиальная схема этого процесса во многом напоминает схему высокочастотной сварки оболочек кабеля. Проволока, предназначенная для сердечника, разматывается из бунта, и передний конец ее с помощью стыкосварочной машины приваривается к заднему концу проволоки предыдущего бунта. Для обеспечения непрерывности процесса определенное количество проволоки накапливается в петлевом устройстве. Затем проволока проходит через внутренний калибр валков формовочного устройства, сварочной машины, редукционного и калибровочного станов и наматывается на барабан с готовой продукцией. [49]

Применение высокочастотной сварки возможно только для пластиков, характеризующихся, относительно высокими электрическими потерями: винипласт, пластикат, сополимеры на базе полихлорвинила и полиамиды. [51]

Метод высокочастотной сварки , обеспечивающий высокую скорость и хорошее качество сварного шва, нашел широкое применение в производстве электросварных труб, вытесняя контактную сварку сопротивлением, дуговую под флюсом и в защитных атмосферах а.

Для высокочастотной сварки пригодны термопласты, имеющие значительный дипольный момент и большой тангенс угла диэлектрических потерь.

Метод высокочастотной сварки в принципе применим лишь длч тех термопластичных материалов, которые состоят из молекул, имеющих полярные группы. Винипласт, химическую основу которого составляет полихлорвинил, относится именно к таким материалам.

Сущность высокочастотной сварки состоит в нагреве до пластичного состояния соединяемых участков детали электрическими токами высокой частоты с последующим сжатием, приводящим к образованию соединения. [57]

При высокочастотной сварке используются диэлектрические свойства пластмасс. [59]

При высокочастотной сварке нагревание деталей осуществляется за счет диэлектрических потерь в свариваемых материалах. При этом тепло генерируется по всему объему материала, чем достигается равномерный его прогрев по всей толщине. Время разогрева материала зависит от диэлектрических потерь его, величины тепловых потерь, напряжения и частоты тока. [60]

Типы сварки труб

Применение того или иного типа сварки труб зависит от материала их изготовления, а также от последующего использования. Но практически во всех случаях работа выполняется при помощи переменного электрического тока. Такой выбор обусловлен экономической целесообразностью, поскольку при применении иных видов электроэнергии финансовые затраты возрастают. Сварные соединения представляют собой некоторое количество элементов, соединенных друг с другом сварными швами.

В основном пользуются следующими типами соединений:

  • стыковыми;
  • угловыми;
  • внахлест.

Если толщина стенок соединяемых заготовок превышает 3 мм, их кромки требуется разделать. Угол раскрытия стыка должен быть в пределах 60°–70°. Фаски с торцов детали должны быть удалены. Для этого может использоваться механический либо иной способ.

Стыковой тип сварки труб является наиболее распространенным, так как во время обработки стыки практически не деформируются. Помимо этого, такие соединения отличаются самым незначительным внутренним напряжением. Для них характерна высокая прочность и при статических, и при динамических нагрузках. Готовые сечения бывают:

  • одинарными (для труб диаметром менее 500 мм);
  • двойными (для труб диаметром более 600 мм).

Угловой тип сварки труб – разновидность стыкового соединения. Его используют обычно при соединении труб с другими элементами или между собой под определенным углом. Сварные работы выполняются:

  • со скосом кромки;
  • без скоса.

Этот тип обработки отличается меньшей прочностью по сравнению со стыковым, однако данная характеристика соединения достаточно высока.

Еще один тип сварки труб – внахлест – не применяется при приварке заготовок из металла из-за невысокой надежности соединения. Он подходит для работы с отдельными элементами или пластиковыми трубами.

  • Технология сварки толстостенных труб.

При толщине заготовки более 20 мм используют технологию работы с толстостенными трубами, которая предполагает обработку слоев большой толщины. Благодаря таком типу сварки труб, прочность шва увеличивается на 10–15 %. В обработке чаще всего задействовано два мастера. Первый занят формированием обычного шва, а второй — толстого слоя.

Этот тип работ выполняется следующим образом:

  • Обработку начинают выполнять в потолочном положении, постепенно увеличивая толщину шва (шовное соединение при работе с толстостенными заготовками должно быть как можно более ровным).
  • Затем обработка проводится в полувертикальном положении.
  • При помощи электрода создается горизонтальная площадка.
  • Далее работы проводятся в нижнем положении, благодаря чему можно пользоваться электродами, толщина которых достигает 5 мм.
  • Сварка труб на просвет.

Далеко не каждый мастер знает о правильном выполнении такого типа сварки труб, не говоря уже о молодых социалистах – выпускниках профессиональных училищ.

Первоочередное значение при этом типе обработки имеет прихват трубы, который не позволит допустить деформацию корня. Количество точек прихвата зависит от размера заготовки. Прихват должен быть выполнен так, чтобы в месте стыка детали не сходились.

Затем необходима зачистка стыков. При обнаружении в процессе сварки на просвет дефектов, к примеру, трещин, их требуется удалить. По окончании зачистки начинают заполнять шов. Этот этап считается наиболее простым, тем не менее, в ряде случаев для заполнения стыка может потребоваться около 30 % корня.

В процессе работы рекомендуют оставить углубление около 1,5 мм для последующей облицовки. В таком случае облицовочный материал заполнит углубление, сформировав эстетичный шов. При этом типе сварки труб существенное значение имеют два момента – заполнение шва под определенным рабочим углом и использование короткой дуги.

Читайте также:  Как варить полуавтоматом нержавейку

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.

ГОСТы

Информация, относящаяся к высокочастотной сварке, изложена в ГОСТах, которые необходимо выполнять.

ГОСТ Р ИСО 857-1-2009 содержит:

  • формулировку термина «высокочастотная сварка»;
  • информацию о принадлежности метода по виду энергоносителя к классу «Электрический ток».
  • процессы сварки: ГОСТ Р ИСО 4063-2010 – список общепринятых сокращений высокочастотной сварки.

Сварка труб ручной дуговой сваркой

Профессионалы советуют при сварке труб ручной дуговой сваркой делать тройной шов – он будет надёжнее одиночного. Наиболее удобно работать сварщику с поворачиваемой трубой. Сварка так называемых поворотных стыков производится следующим образом:

  • сначала соединяется одна четверть диаметра трубы;
  • потом трубу поворачивают на 180 градусов, и варится противоположный первому шву участок;
  • далее новый поворот и сварка второй четверти диаметра трубы;
  • после этого производится ещё одно вращение трубы, и соединяется оставшейся участок.

После очистки от окалины на первый шов наносят второй. Заключительный третий шов начинают наносить с противоположной стороны второму шву.

При сварке жёстко зафиксированной трубы применяется иная методика:

  • первый шов ведут снизу вверх до половины диаметра трубы, а потом опускается вниз, обратно к началу;
  • нанесение второго шва начинают также снизу, но ведут с другой стороны и в обратном направлении.

Другие способы сварки

Подобный способ сварки неповоротных стыков исключает непроваренные участки, и шов получается более надёжным. При выполнении третьего шва работают по схеме первого варианта.

Самое надёжное соединение даёт многослойная сварка. В некоторых случаях применяют сварку спиралью – очистив от окалины начальный шов, второй ведут параллельно валику первого.

Сварка медных труб

Выбор способа сварки медных труб зависит от назначения соединяемых труб, герметичности шва и иных характеристик. Применяют три метода сварки – электродуговую, контактную и газовую.

Наиболее перспективной признаётся электродуговая сварка с использованием неплавящегося электрода из вольфрама и присадочной проволоки, в состав которой добавлены раскислители.

В качестве защитного газа целесообразно использовать азот, потому что сварка получается дешёвой.

Однако при работе с тонкостенными медными трубами лучше применять аргон.

Сварка стальных труб

Самой востребованной остаётся сварка стальных труб – как в производстве, так и в быту. Здесь существенную роль играет квалификация сварщика. Что касается сварочного оборудования, то используются электросварки, газосварки и полуавтоматы.

Перед началом сварки проводят предварительную тщательную очистку кромок от загрязнений и окислов, затем снимают фаску, что позволит получить V-образную площадь, благодаря которой шов станет прочным и герметичным.

При сварке газовой горелкой достаточно одного шва. С целью исключения непровара окончание шва немного накладывается на начало. Сорт присадочного материала должен быть одинаковым с металлом свариваемой трубы.

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.

Первый шов «тройкой». Важно заполнить фаску по высоте всего на две трети. После очистки шва от шлака и проверки качества работы, меняют электрод «четвёрку» и приступают к нанесению дополнительного шва.

Сварка оцинкованных труб

Специальная технология сварки оцинкованных труб позволяет соединять их, не нарушая цинкового покрытия. На место стыковки наносят флюс, который и обеспечивает защиту от выгорания покрытия. Под флюсовым слоем цинк сначала от воздействия тепла становится вязко-жидким, затем расплавляется, но не выгорает и не испаряется. По завершению сварки это обеспечивает защиту от коррозии.

При работе с оцинкованным материалом крайне важно наличие вентиляции. В противном случае от цинковых паров сварщик может «заработать» лёгочное заболевание или хуже того, задохнуться.

Сварка профильных труб

Основной способ сварки профильных труб – обычное соединение торцов встык. Выполняют её дуговым или газовым методом, но благодаря простоте и качественному шву больше распространён первый из них. Однако электросварка профильной трубы требует опыта работы сварщика, хотя бы небольшого.

Много зависит, к примеру, от правильного подбора электрода. Чем он толще, тем мощнее дуга. Излишне толстым электродом профильную трубу можно прожечь, а слишком тонким получить непрочный шов. Учитывая то, что для данного изделия характерная толщина составляет 1,5-5 мм, подойдут «двойка и «тройка».

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.

Сварка газовых труб

Настоящего профессионализма требует сварка газовых труб, которая довольно опасна. Работать нужно быстро и качественно.

Перед началом соединения обрабатывают кромки труб: очищают от загрязнений. Если труба толстостенная – больше 4 мм, то производят скос кромок для облегчения прогревания металла на месте контакта.

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.

Сваривание продольных швов

Сваривание продольных швов

1. Для выполнения продольных швов используют как ручную электродуговую, так и механизированную сварку с диоксидом углерода либо сварку посредством проволоки из порошка.

2. Вне зависимости от химического состава стали сварка может быть проведена нижеперечисленными марками электродов при следующих способах сваривания:

  • ручной электродуговой – электродами Э50А (ЦУ-5, УОНИ-13/55, ТМУ-21У), имеющих диаметр не более 4 мм;
  • механизированный в углекислом газе – проволокой Св-08Г2С и СВ-08ГС, диаметр которой от 1,2 до 1,6 мм;
  • механизированный с проволокой из порошка – электродами, марки которых указаны в стандартах.

3. Стыки трубопроводов провариваются по плавникам с обеих сторон для устранения непроваренных производителем участков шва. Односторонней сварка может быть, только если на плавниках предварительно были сняты фаски на 30°. Корневой шов при этом должен быть проварен на всю глубину.

4. Между плавниками допускается небольшой зазор. Он может быть при любом виде сварки. Размер зазора – 1,5–3 мм. Если зазора нет, то необходимо прорезать плавники на необходимую ширину механически.

5. При получении зазора от 3 до 5 мм либо смещенных плавниках сварку проводят обратными ступенями с разных концов.

6. Непроваренные на производстве участки шва обрабатываются сразу двумя мастерами-сварщиками, двигающимися от центра шва к его периферии.

7. Сварка соединений происходит способом обратных ступеней. Закончив заваривать швы на одной стороне детали, мастер перемещается на другую его сторону и делает все в том же порядке.

8. Порошковой проволокой работа ведется только постоянным током с обратной полярностью.

Источники

  • https://BurForum.ru/metally-svarka/tokami-vysokoj-chastoty.html
  • https://pilomaterialy-spb.ru/shvy/svarka-prodolnyh-shvov-trub-vysokochastotnoj-svarkoj.html
  • https://beton-monolit.ru/shvy/svarka-prodolnyh-shvov-trub-vysokochastotnoj-svarkoj.html
  • https://24artstroy.ru/shvy/svarka-prodolnyh-shvov-trub-vysokochastotnoj-svarkoj.html
  • https://36doors.ru/svarka/vysokochastotnaya-svarka-oblast-primeneniya/
  • https://LedModa.ru/svarka/vysokochastotnaya.html
  • https://gs16.ru/svarka/tvch.html

[свернуть]
Ссылка на основную публикацию