Варим трубы автоматическим способом

Современные сварочные технологии шагнули далеко вперед. Одним из направлений является автоматическая сварка труб. С применением автоматической сварки появилась возможность исключить значительный ряд недостатков, которые допускает дуговая ручная сварка (неоднородность шва, низкая надежность выполненных работ). Качественная дуговая ручная сварка возможна только при ее выполнении квалифицированными рабочими, что тоже является минусом. Также необходима качественная подготовка труб к сварке.

Схема процесса ручной дуговой сварки.

Ручная дуговая сварка имеет еще несколько недостатков:

• как уже указывалось выше, страдает качество швов при выполнении сварочных работ непрофессионалом;
• оказывает негативное воздействие как на окружающую среду, так и на рабочего, производящего процесс;
• ручная дуговая сварка имеет малый КПД и низкие показатели производительности (по сравнению с автоматической).

Если судить по степени автоматизации, то автоматическая сварка – наиболее современный технологический процесс в наше время. Отметим, что практически все виды возможно автоматизировать. Степень механизации сварочных процессов бывает двух видов:

• автоматическая;
• полуавтоматическая.

Автоматическая подразумевает механизированную подачу электрода и перемещение дуги, а полуавтоматическая – только подачу проволоки. Рассмотрим более подробно процесс автоматизированной сварки.

Оборудование для автоматической сварки и технология производства

Автоматическая сварка возможна только при использовании специального оборудования. Это непосредственно источник тока и специальный аппарат для подачи электрода с наличием автоматической головки для сварки (дуговой). Традиционно для автоматического варианта необходимо наличие плавкого электрода либо электродной проволоки, смотанной в бухты (мотки), массой от 5 до 60 кг.

Во время сварки происходит постепенная подача такой проволоки в зону дуги по мере ее расходования в процессе плавления.

Традиционно для автоматического варианта сварки необходимо наличие плавкого электрода либо электродной проволоки, смотанной в бухты (мотки), массой от 5 до 60 кг.

Из-за короткого расстояния, через которое проходит проволока, сварочный аппарат производит процесс постоянно подающимся коротким электродом. Это значительно уменьшает нагревание проволоки (преимущество перед другими видами). При изменении скорости плавления изменяется и скорость подачи проволоки. Так поддерживается постоянная длина дуги при сгорании проволоки. Чтобы защитить сварочную ванну от воздействия воздуха, облегчить раскисление металла и его легирование, осуществляют предварительную засыпку шва достаточно объемным слоем флюса, в который погружается дуга. Использование флюса предохраняет от разбрызгивания металла, повышает показатели сварочного тока и производительность (если сравнивать со сваркой открытой дугой), значительно повышается качество шва.

Виды сварочных автоматов

Современные производители выпускают дуговые сварочные автоматы двух видов, которые различаются по способу регулирования:

• автоматы, в которых регулируются электрические величины;

• автоматы, в которых подача сварочной проволоки осуществляется с постоянной скоростью.

Первый вид сварочных автоматов предусматривает регулировку подачи проволоки (скорости) и в зависимости от этого параметра меняется электрический показатель (чаще всего напряжение дуги). Напряжение дуги зависит только от ее длины и меняется соответственно ее изменению. Такие автоматы выпускаются довольно давно и положительно зарекомендовали себя в производстве сварочных работ.

Примение автоматического сварочного аппарата исключает необходимость применения более сложных схем регулировки.

Наиболее современным и более технологичным считается сварочный аппарат второго вида (наличие постоянной скорости подачи проволоки). Интенсивность саморегулирования сварочной дуги исключает необходимость применения более сложных схем регулировки. Можно просто подавать проволоку в дугу в непрерывном режиме и со скоростью, равной скорости плавления. Происходит увеличение длины дуги, значит, налицо уменьшение скорости подачи проволоки. От чего же зависит саморегулирование? От плотности тока в проволоке. Если плотность небольшая, процесс саморегулирования проходит очень медленно и это вызывает уменьшение длины дуги и, как следствие, короткое замыкание. Если же происходит увеличение, возможен обрыв дуги. Быстрое возрастание плотности тока вызывает увеличение скорости плавления и процесса регулирования.

Классификация сварочных автоматов по способу перемещения

Качественный шов вы получите в том случае, если будете очень точно перемещать автомат при сварке изделия. Выпускаемые сегодня автоматы подразделяются на:

• подвесные сварочные автоматы;
• самоходные сварочные автоматы;
• сварочные тракторы.

Подвесные сварочные автоматы лишены возможности перемещаться, при сварке перемещаются изделия. При сварке самоходными сварочными аппаратами осуществляется их установка на специальную тележку, и сварочные работы производят, перемещаясь по изделию либо находясь в неподвижном положении над подвижным объектом. Самоходный сварочный автомат, а также сварочный трактор осуществляют движение по рельсовому пути. Сварочные аппараты являются более легкими и мобильными по сравнению с самоходными автоматами, их предназначение – сварка больших деталей, разнообразных корпусов и так далее.

Подготовка труб для сварочных работ

Разделку кромок производят с целью качественного провара заготовки вдоль сечения (это одно из условий прочности сварного соединения с металлом). Различают V-, К-, Х-образные формы кромок. Шов кромок может быть либо односторонним, либо двусторонним. Подготовка трубы к сварке включает в себя следующие действия:

Разделку кромок производят с целью качественного провара заготовки вдоль сечения.

• очистка сварочных поверхностей от грязи и грунта;
• проверка формы кромок, при необходимости их правка (концы труб после правки кромок должны совпадать при осуществлении сборки);
• эллипс торца, вмятины и выбоины не должны быть больше, чем предусмотрено ГОСТом;
• очистка до блеска металла кромок снаружи и внутри на расстояние не меньше чем 10 миллиметров (при дуговой сварке);
• производство стыковки труб при помощи домкратов либо центраторов, которые обеспечат качественное совмещение кромок труб;
• фиксация стыков труб (при дуговой сварке) прихватками (количество определяется по специальной формуле, но не может быть меньше трех, длина должна составлять 6-8 см, толщина не меньше 4 мм);
• если швы стыков труб прямые, односторонние и продольные, допускается смещение кромок относительно друг друга;
• спиральные и двусторонние продольные швы допускается варить без смещения кромок.

Процесс подготовки к сварочным работам труб из нелегированных и низколегированных сталей включает такой этап, как разделка кромок. Такая разделка сварных кромок проводится чаще всего автогенными резаками. После того как разделка завершена, может понадобиться доработка кромок механическим способом (особенно кольцевых швов).

Особенности сварки трубопроводов высокого давления

Схема термообработки сварных стыков труб

Для сварки трубопроводов высокого давления применимы любые промышленные виды сварки. Выполнять такие работы могут только те сварщики, у которых имеется удостоверение об успешном прохождении испытаний, предусмотренных правилами Гостехнадзора, так как при работе с данными изделиями необходима высокая квалификация и ответственность.

При сварке труб с давлением требуется выполнение особых условий и строгий контроль качества. Затруднение вызывает большая толщина стенок трубы по отношению к небольшому диаметру. Обязательно обеспечение высокого качества сварного шва вне зависимости от температурного режима, будь то нормальная, повышенная либо отрицательная температура транспортируемой среды. Шов должен быть устойчив к любой коррозии и выдерживать любые показатели давления. Сварку стальных трубопроводов, находящихся под высоким давлением, производят электродуговым либо газовым способом (в зависимости от диаметра и толщины). Газовая сварка применяется только для труб из углеродистой стали с проходом от 6 до 25 мм. Автоматическая и полуавтоматическая сварка с использованием флюса (при ручной подварке корня шва) применяется для труб с проходом 100 мм и более.

Сварка при помощи высокого давления

Сварка давлением подразумевает под собой процесс соединения верхних слоев свариваемых деталей. Также для сварки давлением характерна диффузия частиц, которая ведет к стиранию границ раздела и прорастанию сквозь них кристаллов. Сварку давлением применяют в основном в машиностроении и приборостроении. Способ с давлением зависит от вида свариваемого изделия и требований, предъявляемых к нему. Существуют 3 разновидности сварки давлением:

• точечная (применяется для тонколистовой стали);
• стыковая (давлением или оплавлением, применяется при производстве инструмента);
• роликовая (обеспечивает непрерывный либо прерывистый сварочный шов).

Сварка давлением рассматривается как разновидность контактной сварки. Поверхности находятся под высоким давлением, что позволяет получить соединение деталей без подогрева. Качество соединения под давлением напрямую зависит от работ по подготовке поверхности, от вида металла и от прилагаемых усилий.

Технология сварки давлением подразумевает применение нагрева и давления. Нагрев происходит с помощью электротока в месте контакта соединяемых элементов, давление создается при помощи электродов или других специальных приспособлений.