Учебное пособие по сварке труб отопления

Сегодня для построения систем отопления используются разные методы – пайка полипропиленовых труб, фитиновое соединение металлопластиковых труб, резьбовое соединение труб из металла. Но, несмотря на использование новых технологий, металл по-прежнему остается востребованным, поэтому и применяется сварка труб отопления электросваркой. Для профессиональных сварщиков нет особой разницы, с каким материалом работать, а вот для тех, кто только решается попробовать себя в роли сварщика стоит внимательно изучить все тонкости работы в этой профессии.

Сварка труб отопления: технология соединения металлических труб

Нормальная работа системы отопления дома возможна при полной герметичности всех соединений. Достигнуть необходимого результата при постройке системы с использованием стальных труб способна сварка труб отопления. Используемые технологии сваривания металлов основаны на расплавлении небольшого участка труб и наложения поверх этого участка дополнительного слоя металла – сварного шва.

На сегодняшний момент широко используется две технологии сварки – сварка труб отопления электросваркой и соединение при помощи газосварки. Первая использует для работы электрический ток, во втором случае делается нагрев и расплавление металла при помощи пламени газовой горелки.

Сварка металлических труб отопления при помощи электросварки

Сварка металлических труб отопления при помощи электросварки осуществляется с помощью сварочного аппарата, подключаемого к электрической сети. В основе большинства таких устройств лежит принцип плавления металлического стержня электрода в среде защитных газов под действием электрического тока большой силы. Этот метод менее опасный, чем газосварка поскольку в работе не используется летучий огнеопасный газ и открытое пламя. С другой стороны, сварка отопления электросварочным методом требует наличия определенного опыта работы и знания основ сварочного дела.

При кажущейся простоте технологии сварка труб отопления дело очень кропотливое, без достаточного опыта сделать нормальный шов очень трудно. Дело в том, что электрод касается металла только при розжиге дуги, в дальнейшем он отрывается от металла и держится на определенном расстоянии, так, чтобы металл электрода плавился в сварочной ванне – области жидкого металла. Кроме того, сварщик не проводит по месту соединения строго прямой шов, движение кончика электрода напоминает что-то похожее на урок каллиграфии, когда ученики в специальных тетрадях прописях пишут специальные упражнения – завитки, зигзаги, сложные и простые линии, напоминающие волны.

Использование такой техники и заключается секрет, как правильно варить трубы отопления ручной электросваркой.

Разновидности сварных швов и соединений труб

В теории сварки и резки металла при помощи электродуговой сварки используется несколько видов сварных соединений, различающихся между собой в зависимости от положения электрода.

Для начинающего сварщика достаточно знать три основных типов соединений деталей:

Прямое соединение подразумевает расположение деталей друг против друга с минимальным зазором между ними. Кстати, как отмечают профессионалы, мастерство заключается не в том, чтобы соединить трубы с большим зазором, а как раз, чтобы соединить поверхности таким образом, чтобы между ними был минимальный зазор.

Угловая сварка подразумевает соединение деталей находящихся под углом друг к другу. Такое соединение встречается в месте врезки трубы меньшего диаметра в трубу большего. Здесь соединяемые поверхности находятся под углом друг к другу.

Сварка внахлест делается, когда детали накладываются друг на друга. Сварка металлических труб отопления делается с применением различных пространственных положений шва – горизонтального, вертикального, потолочного или нижнего.

Горизонтальное расположение имеет свиду нахождение свариваемого объекта в горизонтальной плоскости, при этом электрод двигается подобно острию карандаша на листе бумаги, который лежит на столе. Здесь все предельно просто.

С вертикальным швом намного сложнее – здесь электрод ведется не только вверх или вниз, но еще и вправо, и влево.

Самым сложным считается потолочный шов – здесь работа осуществляется с нижнего положения, сварщик находится под соединяемыми деталями. Правда, для таких типов работ существует и специальный инструмент – электрод, у которого при работе кончик напоминает кратер вулкана. Обмазка при сгорании образует чашу, в которой находится расплавленный металл, более того, он не выплескивается и не выпадает во время работы. Что касается приемов работы то стоит помнить, что в процессе соединения всех элементов сварка труб отопления проводится без их жесткой фиксации относительно основных конструкций дома, только в самом конце большие отрезки соединяются в единое целое, вот тогда и приходится варить в самых неудобных положениях. Поэтому предварительно трубы рекомендуется сваривать большими отрезками, чтобы сократить количество потолочных швов до минимума. Кроме того, можно аккуратно согнуть электрод, чтобы получить возможность дотянуться до самой дальней и неудобной точки.

Какими электродами лучше варить трубы отопления: металлы, оборудование, инструкции

Для начинающего электросварщика имеющего небольшой опыт работы важно на начальном этапе сделать два основных шага – правильно выбрать сварочный аппарат и также правильно подобрать к нему электроды. Почему важны именно эти моменты? Дело в том, что сварочные электрические аппараты имеют свои особенности. Для новичков лучше использовать инверторный сварочник постоянного тока. Это небольшой компактный прибор, устройство которого основано на полевых транзисторах, он выдает постоянный ток, который легко можно регулировать. Даже самый простой инвертор позволит новичку научиться держать дугу и правильно регулировать ток. Для более опытных мастеров можно попробовать поработать на аппарате переменного тока. Он мощнее, у него больше запас по мощности, а для сварки труб отопления это большой плюс. Но у него есть и минус – с ним сложно работать, для новичка трудно поймать дугу, нужен опыт, чтобы правильно выставить сопротивление резистора, да и по размерам это устройство намного больше бытового инвертора.

Что касается выбора электродов, то здесь стоит учитывать качества каждой марки, поскольку и диаметр стержня и марка оболочки сильно влияют на качество шва. Для работы используются:

• Марка С – электроды с целлюлозным покрытием. Основное назначение соединение ответственных швов на материале с большой толщиной металла;
• Марка RA – электроды рутилово-кислотные основной вид электродов для работы с металлическими трубами. Особенность этой марки заключается в быстром покрытии шва слоем шлака, который придется удалять.
• Марка RR – электроды для тонких и аккуратных работ. Марка позволяет получить почти ювелирный шов с небольшим слоем шлака, который легко снимается щеткой.
• Марка RC – рутилово-целлюлозные электроды универсального назначения. Они предназначены для сварки в любых положениях.
• Марка В – основные электроды универсального назначения для горизонтальных и вертикальных швов.

Кроме знания марки оболочки важно учитывать и толщину металла сердечника, и толщину металла свариваемых деталей.

Подготовка труб к электросварке

Также как и от оборудования и расходных материалов многое зависит от правильной подготовки самих труб для сварки. Для получения надежного и красивого шва необходимо выполнить ряд операций, облегчающих проведение дальнейших работ:

• Зачистка поверхности края трубы. 15-20 мм от среза трубы поверхность должна быть зачищена от ржавчины, лакокрасочного покрытия, масляных пятен;
• Необходимо доработать срез – он должен быть максимально ровным, так легче будет сочленить части трубы.
• При использовании толстостенных труб на соединяемых концах рекомендуется сделать фаску не меньше чем на половину толщины металла.

Сварка труб отопления проводится в несколько слоев, это зависит от толщины металла. Профессионалы рекомендуют:

• При толщине стенки до 6 мм наложить 2 слоя;
• При толщине больше 6 и до 12 мм рекомендуется снять фаску и сделать 3 слоя;
• При толщине стенки трубы больше 12 мм делается 4 сварных шва.

Профессионалы советуют при многослойном наложении швов первый шов накладывать методом ступенчатой наплавки – пройдя вперед 8-10 мм сделать обратный ход на 5-6 мм, после чего сделать снова участок длиной 8-10 мм.

При работе с большим диаметром труб делается сначала прихватка – в нескольких местах делается небольшой шов длиной 2-3 см, после чего делается сплошное сваривание стыка.

Важно помнить, что если будет сделана ошибка и обнаружится брак, то часть работы придется переделать. После прохождения полной длины окружности сварным швом делается отступ на 3-4 см и начинается наплавка второго слоя. Отступ необходим для того, чтобы исключить брак шва, в точке начала наплавки сразу нескольких слоев.

Описание процедуры сварки труб

Наглядно пояснить, как варить трубы отопления электросваркой рекомендуется на примере монтажа отрезка системы отопления состоящей из двух прямых и двух угловых элементов. Для ясности ситуации рекомендуется представить, что оба элемента в двух смежных комнатах, между которыми имеется отверстие для прокладки трубы.

Перед началом работ осуществляется подгонка всех элементов. При помощи болгарки выравниваются края отрезков. При помощи наждачного круга делается снятие фаски на ½ толщины металла трубы.

Для удобства работы сначала делается соединение угловых элементов с прямыми отрезками:

• Торцы элементов очищаются от ржавчины, пыли, масляных пятен.
• На ровной поверхности выкладывается отрезок и к нему стыкуется угловой элемент.
• В одной точке делается прихватка электродом на 4-5 мм. И мелом отмечается на наружной поверхности начало формирования шва.
• После того как прихватка остынет при помощи молотка несколькими ударами угловой элемент ставится на место. Дело в том, что наживляя детали, металл может повести, и элементы просто сдвинутся относительно друг друга. После остывания шва можно подкорректировать положение, максимально прижав элементы, друг к другу.
• После коррекции с противоположной стороны снова делается точечный шов. И снова проверяется положение деталей.
• После того как все элементы будут правильно расположены относительно друг друга, делается первый основной шов.
• После прохождения всей окружности дается время остыть шву, буквально через 2-3 минуты после окончания сваривания при помощи молотка делается отделение шлака и окалины от металла. Особенно тщательно осматриваются углубления и небольшие кратеры, именно в этих местах шлак может образовать отверстие в сварном шве.
• Если подозрительных мест не обнаружено от риски поставленной мелом отступается 2-4 см и начинается наплавка второго слоя. Движения в этом случае нужно делать зигзагообразные, чтобы наплавка закрывала справа и слева первый, основной шов.
• После того как будет сделано соединение обеих отрезков труб и угловых элементов делается установка их на место и соединение в одну конструкцию.
• При помощи подставок делается выравнивание отрезков. Подобно тому как наживлялись отрезки с уголками, делается наживка в 2- точках и этого шва.
• После того как будет проверена правильность установки делается наложение первого слоя напайки. При работе можно немного расширить отверстие в стене, чтобы уголковые элементы не мешали, а вся конструкция могла сделать полный оборот вокруг оси.
• Работа осуществляется небольшими отрезками с короткими перерывами для поворота конструкции.
• После наложения первого слоя делается очистка и проверка качества поверхности. Аналогично предыдущим соединениям делается напайка второго слоя сварного шва.

Несмотря на простоту операций в реальности многое зависит от опыта подобных работ. Профессионалы советуют в таких случаях не браться сразу за работу самому, а попросить опытного сварщика показать несколько приемов работы и внимательно понаблюдать за действиями наставника, такой урок может многому научить.

Как правильно варить трубы отопления электросваркой — советы специалистов

В автономных системах отопления, где используется котел с высокотемпературным теплоносителем для соединения труб наиболее часто применяется электрическая сварка. Этот способ соединения стыков труб герметичный и надежный, что особенно важно при сильных термических нагрузках.

Разновидности сварных швов и соединений

Электросварка – способ соединения металлических фрагментов (профилей, труб) методом локального расплавления металла. Он нагревается до нужной температуры с помощью электрической дуги с помощью сварочного аппарата, преобразующего переменный ток в постоянный.

Электрическая дуга образуется на электроде – металлическом стержне. В области действия дуги создается особая среда, которая одновременно плавит металл, но не дает ему контактировать с воздухом и окисляться.

С помощью сварки можно создать герметичное соединение двух труб, при котором вероятность протечки, как при фланцевых или муфтовых стыках. Для этого важно выполнить качественный сварной шов путем сплавления металла на кромках обоих отрезков труб. Сварщики используют несколько основных типов швов, в зависимости от типа металла, толщины свариваемых элементов и их взаимного расположения:

• встык – наиболее распространенный способ сварки труб, при котором они располагаются друг напротив друга, соединяясь сечениями;
• в тавр – два фрагмента трубы располагаются перпендикулярно в форме буквы Т;
• угловое — детали располагаются относительно друг друга под углом 45 или 90 градусов;
• внахлест – один отрезок трубы развальцовывается и надевается поверх другого, затем сваривается.

Важно! Стальные трубы для системы отопления и водоснабжения свариваются встык или угловым соединением. Это дает наиболее надежный и прочный шов.

Кроме способа соединения, различают еще и несколько видов сварного шва, которые используются в тех или иных случаях:

• горизонтальный шов – выполняется при взаимном вертикальном расположении труб (чаще всего используется в установке систем водоснабжения и отопления);
• вертикальный – соединение выполняется при взаимном горизонтальном расположении труб, при котором мастер делает вертикальные движения электродом (снизу вверх, сверху вниз и т.д.);
• потолочный – во время сварки электрод находится под свариваемой деталью, сварщику приходится держать руку над головой;
• нижний – в противоположность потолочному, электрод находится сверху соединяемых деталей.

Самый удобный способ сварки – с помощью нижнего шва, при котором специалист хорошо видит рабочее поле и может поворачивать фрагменты труб для более быстрой и продуктивной работы.

Потолочный шов обычно не используется при обустройстве инженерной системы с нуля, т.к. этот способ достаточно неудобен (сварщик быстро устает, плохо видит рабочее поле, на него могут попадать капли расплавленного металла). Потолочный шов обычно используется для ремонта, когда изношенный или деформированный фрагмент трубы вырезается, а взамен ему приваривается новый.

Несколько советов по выполнению качественной сварки

Качество сварки зависит от правильной подготовке к сварным работам, выбору электродов и технологии процесса, который несколько отличается при соединении стыков.

Выбираем подходящие электроды

От того, какой электрод применяется для сварки, во многом зависит качество сварного шва. Он представляет собой тонкий металлический стержень с особым покрытием. Внутренняя часть электрода служит проводником для создания электрической дуги, а покрытие обеспечивает ее стабильность, а также участвует в создании сварного шва.

По типу сердцевины электроды делятся на плавящиеся и неплавящиеся. В первом случае в основе изделия находится стальная проволока, во втором – вольфрамовый, угольный или графитовый стержень.

По типу защитного покрытия электроды делятся на:

• целлюлозные – маркировка «С» — используются для трудоемких и сложных сварочных работ с трубами большого диаметра, на протяженных технологических магистралях;
• рутилово-кислые – «RA» — наиболее используемый тип электрода для сварки инженерных сетей водоснабжения и отопления;
• рутиловые – «RR» — также могут использоваться для сварки труб водоснабжения и отопления, отличаются большей толщиной и лучшим качеством сварного шва;
• рутилово-целлюлозные – «RC» — дают более прочный шов при использовании вертикального способа соединения;
• универсальные – «В» — подходят для сварки труб различных диаметров и толщины, в широком температурном диапазоне.

Еще одна классификация электродов для сварки – диаметр стержня. От него зависит сила электрической дуги, способная справиться с трубопрокатом определенной толщины:

• 3 мм – электроды подходят для сварки труб толщиной до 5 мм;
• 4 мм – электроды позволяют сваривать толщиной до 10 мм, а также делать многослойные швы металла.

Внимание! Кроме толщины и материала изготовления электрода для качественной сварки нужно учитывать еще и силу тока, которая зависит от способа соединения труб. Например, для простого соединения встык подойдет дуга от 80 до 110 ампер, а для сварки внахлест потребуется переключить аппарат на 120 ампер.

Как выполнить правильный шов

Чтобы сделать качественный шов, необходима правильная подготовка трубы к сварке. Качество кромки труб является определяющим для прочного и герметичного шва.

Например, для сварки встык срез трубы должен быть строго под прямым углом. Перед началом работы его тщательно зачищают наждачной бумагой на 1 см от края трубы, затем удаляют масла, краски, металлической пыли и обезжиривают.

Техника сварки зависит от формы сечения, толщины и диаметра соединяемых труб. Простые круглые трубы для систем отопления свариваются простым непрерывным швом, двигая электрод вдоль поверхности трубы до тех пор, пока два фрагмента не будут полностью сварены.

Для относительно тонкого трубопроката (до 6 мм) подойдет двухслойный шов, при толщине от 6 до 12 мм применяется трехслойная сварка. Массивные и толстые фрагменты трубопровода соединяются четырьмя и более швами.

Швы выполняются поочередно, один за другим. Следующий шов можно начинать только после остывания предыдущего. Чтобы добиться качественного и красивого шва, нужно периодически снимать образующийся в месте сварки шлак, слегка постукивая по трубе молоточком.

Особенности сварки поворотных и неповоротных стыков

Для выполнения качественного поворотного стыка (там, где две трубы соединяются под определенным углом) можно использовать специальный вращатель, который фиксирует и обеспечивает максимально удобный доступ сварщику.

При отсутствии аппарата придется поворачивать трубу вручную, обрабатывая электродом участок сечения трубы 60-110 градусов.

При ручном выполнении поворотного стыка диаметр труб сначала проваривается на 2/4 с внешней стороны в два слоя, затем разворачивают и доваривают стык, используя все три-четыре слоя.

Неповоротный стык делать намного легче: совместить два фрагмента трубы и сделать несколько точек сварки (например, в виде воображаемого креста, или только с двух противоположных сторон). Варить трубу, начиная с нижней точки, двигая электрод к верхнему участку.

Как проверить надежность соединения

Герметичность сварки можно проверить только одним способом – пропустить через трубу воду или газ под давлением и проверить визуально на наличие протечек рабочей среды. Например, если выполняется сварка труб системы отопления, можно присоединить участок трубы к системе и наполнить ее водой. Если на участке сварного шва не покажутся капли воды, сварка выполнена качественно.

Правила техники безопасности при сварке

Процесс сварки с помощью электрического тока несет в себе три потенциальных опасности:

• получение электротравмы при соприкосновении с проводами или электродами под напряжением;
• ожог кожи расплавленным металлом;
• ожог сетчатки глаза дуговой вспышкой.

Чтобы избежать нежелательных последствий, стоит позаботиться об электроизоляции: использовать специальные резиновые коврики и галоши, заземлить сварочный аппарат, изолировать токопроводящие жилы.

Важно использовать средства индивидуальной защиты – специальные перчатки, а также защитный шлем или щиток для лица.