Фаска на трубе под сварку

Технологический процесс сварки требует выполнения множества предварительных операций, от которых зависит конечный результат. Одной из них является подготовка стыков. Новички часто пренебрегают этим процессом, но с опытом приходит понимание, насколько от разделки кромок под сварку зависит качество сварного шва.

Подготовка поверхностей перед сваркой

Перед сваркой ответственных конструкций, поверхности всегда обрабатываются. Этим достигаются несколько целей: удаление в местах будущих сопряжений грязи, оксидной пленки, ржавчины. Для этого используются следующие методы:

  • Механическая очистка при помощи металлических щеток, абразивных кругов.

  • Химическая обработка растворителями, убирающими жир и окислы со сварочной поверхности. Используются жидкости на основе ксилола, уайт-спирита, бензина. Для удаления оксидных пленок применяются кислоты.

В зависимости от толщины металла и конфигурации шва подготовка перед разделкой кромки под сварку происходит в несколько этапов:

  1. Разметка. При помощи шаблонов или линеек переносятся чертежные размеры на лист металла. Для этого используются чертилки или строительные маркеры, способные наносить штрих на любой поверхности.
  2. Раскрой. Для резки металла небольшой толщины применяются роликовые или гильотинные ножницы. Стали большой толщины, а также углеродистые разрезаются при помощи пропановых резаков и плазморезов.
  3. Изгибание отбортовки. Эта операция выполняется перед свариванием листового материала небольшой толщины, что позволяет увеличить количество расплавляемого материала и не допустить прогорания околошовных зон. Кромки загибаются в листогибах или ручным способом при помощи молотка и оправки для жестяных работ.
  4. Прокатывание вальцами. Стыкам листового материала толщиной от 3 мм придается правильная форма. Достигается это механическим воздействием вальцев или при помощи пресса. Также прокатывание устраняет деформации металла, возникшие при хранении и транспортировке.

Способы разделки кромок

Сварочные работы применяются не только для сваривания простых заготовок с прямой поверхностью, но и для конструкций сложных форм. Поэтому существует множество различных способов разделки кромки под сварку:

  • Абразивная обработка. Производится в труднодоступных местах, а также при подготовке небольших поверхностей. Выполняется ручным способом при помощи углошлифовальной машины с абразивным шлифовальным кругом. Кроме этого, такая обработка применяется, как доводочная операция для алюминиевых сплавов, поскольку они образуют высокопрочную оксидную пленку, которую необходимо убрать перед сваркой.
  • Фрезерование. Используется при подготовке кромок большой протяженности, а также имеющих неровную поверхность. Часто такой способ применяется при снятии фасок у однотипных деталей. Фреза по шаблону снимает лишний металл с кромки, двигаясь по криволинейной траектории. Для ручной обработки методом фрезерования применяется мобильный кромкорез.

  • Строгание. Этот метод используется в промышленном производстве для подготовки прямых сварочных поверхностей. Возвратно-поступательным движением за несколько проходов высокопрочный резец снимает необходимый слой, формируя сварочную кромку.
  • Долбление. Для разделки кромки трубы под сварку применяются мобильные кромкоскалыватели. Эта операция похожа на строгание. Здесь также действует резец, только он формирует кромку не вдоль, а поперек. В результате этого фаска снимается не ровно, и ее нужно дорабатывать вручную углошлифовальной машиной.
  • Снятие фаски при помощи газового резака. Для этого при помощи пропана нагревается кромка, и струей кислорода выдувается лишний материал. Кромка получается неровной и требует дальнейшей механической обработки абразивным кругом.

Технология разделки

Фаски на кромках свариваемых деталей нужны для обеспечения более глубокого провара, а также для более удобного доступа электрода к корню шва. Разделка кромок позволяет сваривать большую толщину за несколько проходов, получая прочный однородный шов.

Чаще фаска снимается не на всю глубину, а оставляется небольшой слой материала — затупление. Оно защищает деталь от прожигания насквозь и не позволяет расплавленному металлу вытекать из сварочной ванны. Формы и размеры фасок стыковых соединений описаны в правилах разделки кромок под сварку ГОСТ 5264-80. Для трубных соединений нормативы описаны в ГОСТ 16037-80.

V-образная разделка

Самый популярный способ разделки кромок — V-образный. Он применяется в большом диапазоне толщины свариваемых деталей от 3 до 26 мм. Бывает как односторонний, так и двухсторонний. Угол разделки кромок под сварку составляет 60 градусов. Таким способом выполняются стыковые, угловые, тавровые соединения.

Читайте также:  Как подключить настольную посудомойку

X-образная разделка

Этот тип предназначен для сваривания деталей большой толщины, где неприменимы другие способы разделки. Угол фасок также составляет 60 градусов. Провариваются такие соединения за несколько проходов с каждой стороны. Такой способ позволяет снизить расход электродов в 1,6-1,7 раза, а также уменьшает остаточные деформации, возникающие в результате нагрева.

U-образная разделка

Данный вариант используется реже других типов разделок кромки под сварку из-за сложности формирования подобного профиля. Применяется, когда необходимо получить соединение очень высокого качества. Кроме того, способ снижает затраты на расходные материалы. Экономия достигается за счет оптимальной формы сварочной ванны. Таким способом варятся детали толщиной от 20 до 60 мм.

Подготовка трещины под сварку

Иногда в процессе восстановления деталей приходится заваривать трещину. В этом случае также требуется разделка кромок под сварку. Суть операции сводится к тому, чтобы углубить дефект на всей протяженности для эффективного доступа электрода к зоне наплавки. Расширение трещины делается при помощи молотка и зубила или посредством пропанового резака. Кромка может подготавливаться как с одной, так и с двух сторон. Это зависит от толщины детали. Чтобы снять напряжения металла, в результате которых возникла трещина, по ее краям высверливаются отверстия.

Подготовка стыков круглых соединений

Большой процент работ приходится на получение круглых герметичных соединений: сварка трубопроводов, емкостей, труб. Эти соединения регламентируются ГОСТ 16037-80. В различных случаях он предусматривает сварку как с разделкой кромок, так и без нее. Это зависит от типа соединения, который бывает трех видов:

Перед сваркой кромки проходят очистку от загрязнений и ржавчины.

При сборке труб расстояние между стыками не должно превышать 2-3 мм, а разница в толщине не более 10 %. Отрезки труб точно центрируются друг относительно друга. Перед началом сварки делаются прихватки по периметру, чтобы напряжения, возникающие при остывании сварного шва, не нарушали соосность.

Приваривание отводов необходимо для разделения жидкости или газов внутри основной трубы. Отводы, привариваемые угловым способом, не требуют снятия фаски. Если соединение происходит встык, то форма разделки кромок под сварку принимает угол 45 градусов.

Резервуары и круглые емкости часто используются в химическом производстве и являются хранилищем для агрессивных веществ, поэтому к сварному шву предъявляются повышенные требования. Чтобы им соответствовать, для стенки толщиной до 26 мм делают X-образный или V-образный скос, а для толщины до 60 мм применяется U-образная разделка кромок.

Подготовка кромок под стандартную разделку выполняется механической обработкой или газовой резкой с после­дующей зачисткой шлифмашинкой.

Схема обработки кромки

Перед сборкой труб необходимо:

  • очистить внутреннюю полость труб и деталей от фунта, фязи, снега и других зафязнений;
  • очистить до металлического блеска кромки и прилегающие к ним внутреннюю и наружную поверхности труб, деталей газопро­водов, пафубков, арматуру на ширину не менее 10 мм;
  • проверить геометрические размеры кромок, выправить плав­ные вмятины на концах труб глубиной до 3,5% наружного диаметра трубы;
  • очистить до чистого металла кромки и прилегающие к ним внутреннюю и наружную поверхности труб на ширину не менее 10 мм.

Концы труб, имеющие трещины, надрывы, забоины, задиры фа­сок глубиной более 5 мм, обрезают.

При температуре воздуха ниже минус 5 °С правка концов фуб без их подогрева не рекомендуется.

Сборку стыков труб производят на инвентарных лежнях с ис­пользованием наружных или внутренних центраторов.

Допускаемое смещение кромок свариваемых фуб не должно пре­вышать величины 0,155 + 0,5 мм, где 5 — наименьшая из толщин стенок свариваемых труб.

Сварка стыков разнотолщинных фуб или труб с соединительны­ми деталями допускается без специальной обработки кромок при толщине стенок менее 12,5 мм (если разность толщин не превышает

2,0 мм). Сварка фуб или труб с соединительными деталями и па­трубками арматуры с большей разнотолщинностью осуществляется стандартным переходом длиной не менее 250 мм.

Читайте также:  Холодная ковка перила на лестницу

При отсутствии стандартных переходов допускается производить на надземных и внутренних газопроводах низкого давления нахлес- точные соединения «фуба в трубе» размером */50х40, 40×32, 32×25, 25×20 мм.

Сварка нахлесточных соединений производится в соответствии с ГОСТ 16037 с выполнением следующих требований:

  • просвет между трубами, соединяемыми внахлест, не более 1—2 мм и равновелик по периметру;
  • величина нахлеста по длине соединяемых труб не менее 3 см;
  • на конце трубы меньшего диаметра выполняется фаска во­внутрь под углом не менее 45° на всю толщину стенки трубы;
  • соединение свариваемых торцов после специальной подготов­ки (утонения) кромок изнутри или снаружи более толстостенного элемента с толщиной стенки S3 до толщины S2 свариваемого торца, которая не превышает 1,5 толщины менее толстостенно­го элемента S1.

Обработка свариваемых торцов труб

Сборку под сварку труб с односторонним продольным или спи­ральным швом производят со смещением швов в местах стыковки труб не менее чем:

  • на 15 мм — для труб диаметром до 50 мм;
  • 50 мм — для труб диаметром от 50 до 100 мм;
  • 100 мм — для труб диаметром свыше 100 мм.

При сборке под сварку труб, у которых швы сварены с двух сто­рон, допускается не производить смещение швов при условии про­верки места пересечения швов физическими методами.

При закреплении труб в зафиксированном под сварку положе­нии электродами, применяемыми для сварки корневого шва, следу­ет выполнять равномерно расположенные по периметру стыка при­хватки в количестве:

  • для труб диаметром до 80 мм — 2 шт.;
  • для труб диаметром свыше 80 мм до 150 мм — 3 шт.;
  • для труб диаметром свыше 150 мм до 300 мм — 4 шт.;
  • для труб диаметром свыше 300 мм — через каждые 250 мм.

Высота прихватки должна составлять */3 толщины стенки трубы,

но не менее 2 мм; длина прихватки 20-30 мм при диаметре сты­куемых труб более 50 мм.

При сварке на внутреннем центраторе и последующей сварке целлюлозными электродами сварщикам следует приступать непо­средственно к выполнению корневого шва без прихваток. Если в процессе сборки и установки технологического зазора прихватка была произведена, она должна быть полностью вышлифована и за­варена вновь при сварке корневого шва.

Перед началом выполнения сварочных работ поворотных и не­поворотных стыков труб производится просушка или подогрев тор­цов труб и прилегающих к ним участков путем нагрева до 50 °С:

  • при наличии влаги на трубах — независимо от температуры окружающего воздуха;
  • при температуре окружающего воздуха ниже плюс 5 °С.

Сварочные работы на открытом воздухе во время дождя, снего­пада, тумана и при ветре свыше 10 м/с можно выполнять при усло­вии обеспечения зашиты места сварки от влаги и ветра.

Необходимость предварительного подогрева стыков определяют в зависимости от марок стали свариваемых труб, подразделяющихся на следующие группы:

  • I — из спокойной (сп) и полуспокойной (пс) стали марок: Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4 по ГОСТ 380; 08, 10, 15 и 20 по ГОСТ 1050;
  • II — из кипящих (кп) сталей марок: Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4 по ГОСТ 380;
  • III — из низколегированных сталей марок: 09Г2С, 16ГС, 17ГС, 17Г1С и др. по ГОСТ 19281; марки 10Г2 по ГОСТ 4543.

Предварительный подогрев стыков производят при сварке труб с толщиной стенки от 5 до 10 мм электродами с рутиловым или цел­люлозным покрытием при температуре наружного воздуха: ниже минус 20 °С — для труб I и II групп; ниже минус 10 °С — для труб III группы.

При сварке при температуре минус 10 °С подогрев труб с толщи­ной стенки более 10 мм обязателен. Минимальная температура по­догрева должна составлять 10 °С и измеряться на расстоянии 5-10 мм от кромки трубы. Температуру предварительного подогрева контро­лируют контактными термометрами или термокарандашами (ТУ 6-10-1110). Место замера температуры контактными термометрами нужно предварительно зачистить металлической щеткой.

Если необходимы и просушка, и подогрев стыка, то производит­ся только подогрев стыка. Не рекомендуется зажигать дугу с поверх­ности трубы. Дуга зажигается с поверхности разделки кромок или же с поверхности металла уже выполненного шва. При применении для сборки стыка наружных центраторов снимать их допускается после сварки не менее 50% стыка. При этом отдельные участки шва равно­мерно располагают по периметру стыка. Перед продолжением свар­ки корневого шва после снятия центратора все сваренные участки защищают, а концы швов прорезают шлифмашинкой. До полного завершения корневого слоя шва не рекомендуется перемещать сва­риваемый стык.

Читайте также:  Как узнать массу формула

Для предупреждения образования дефектов между слоями свар­ного шва перед выполнением каждого последующего слоя поверх­ность предыдущего слоя очищают от шлака и брызг. Для облегчения удаления шлака рекомендуется подбирать режимы сварки, обеспе­чивающие вогнутую (менискообразную) форму поверхности корне­вого и заполняющих слоев.

Начало и конец кольцевого сварного шва отстоят от заводского шва трубы (детали, арматуры) не ближе:

  • 50 мм— для диаметров менее 400 мм;
  • 75 мм — для диаметров 1000 мм;
  • 100 мм — для диаметров более 1000 мм.

Места начала и окончания сварки каждого слоя («замки» шва) располагают для труб диаметром 400 мм и более не ближе 100 мм от «замков» предыдущего слоя шва; для труб диаметром менее 400 мм — не ближе 50 мм.

Общие сведения. При сооружении трубопроводов сварные стыки труб могут быть поворотными, неповоротными и горизонтальными (рис. 123).

Рис. 123. Сварные стыки труб:

а — поворотный, б — неповоротный, в — горизонтальный

Перед сборкой и сваркой трубы проверяют на соответствие требованиям проекта, по которому сооружается трубопровод, и техническим условиям. Основные требования: наличие сертификата на трубы, отсутствие эллипсности труб, отсутствие разностенности труб, соответствие химического состава и механических свойств металла трубы требованиям, указанным в технических условиях или ГОСТах.

При подготовке стыков труб под сварку проверяют перпендикулярность плоскости реза трубы к ее оси, угол раскрытия кромок и величину притупления. Угол раскрытия шва должен составлять 60-70°, а величина притупления 2-2,5 мм (рис. 124).

Рис. 124. Подготовка кромок труб под сварку при толщине стенок 8-12 мм

Фаски снимают с торцов труб механическим способом, газовой резкой или другими способами, обеспечивающими требуемую форму, размеры и качество обрабатываемых кромок.

Разностенность толщин стенок свариваемых труб и смещение их кромок не должны превышать 10% толщины стенки, но быть не более 3 мм. При стыковке труб должен обеспечиваться равномерный зазор между соединяемыми кромками стыкуемых элементов, равный 2-3 мм.

Перед сборкой кромки стыкуемых труб, а также прилегающие к ним внутренние и наружные поверхности на длине 15-20 мм очищают от масла, окалины, ржавчины и грязи.

Прихватки, являющиеся составной частью сварного шва, выполняют те же сварщики, которые будут сваривать стыки, с применением тех же электродов. При сварке труб диаметром до 300 мм прихватка выполняется равномерно по окружности в четырех местах швом высотой 3-4 мм и длиной 50 мм каждая. При сварке труб диаметром более 300 мм прихватки располагают равномерно по всей окружности стыка через каждые 250-300 мм.

При монтаже трубопроводов необходимо стремиться к тому, чтобы по возможности больше стыков сваривалось в поворотном положении. Трубы, толщина стенки которых составляет 12 мм, сваривают в три слоя. Первый слой создает местный провар в корне шва и надежное сплавление кромок. Для этого необходимо, чтобы наплавленный металл образовал внутри трубы узкий ниточный валик высотой 1-1,5 мм, равномерно распределяющийся по всей окружности. Для получения провара без сосулек и грата движение электрода должно быть возвратно-поступательным с непродолжительной задержкой электрода на сварочной ванне, незначительным поперечным колебанием между кромками и образованием небольшого отверстия в вершине угла скоса кромок. Отверстие получается в результате проплавления основного металла дугой. Размер его не должен превышать на 1-2 мм установленный зазор между трубами.

Отправить ответ

  Подписаться  
Уведомление о
Adblock
detector