Расчет норм труда при различных видах сварочных работ

Подготовка кромок под сварку. К элементам геометрической формы подготовки кромок под сварку (рис. 25) относятся угол разделки кромок α, притупление кромок S, длина скоса листа L при наличии разности толщин металла, смещение кромок относительно друг друга б, зазор между стыкуемыми кромками а.

 

Рис. 25. Элементы геометрической формы подготовки кромок под сварку (а) и шва (б): в - ширина шва, h - высота шва, К - катет шва

 

Угол разделки кромок выполняется при толщине металла более 3 мм, поскольку се отсутствие (разделки кромок) может привести к непровару по сечению сварного соединения, а также к перегреву и пережогу металла; при отсутствии разделки кромок для обеспечения провара электросварщик должен увеличивать величину сварочного тока. 
Разделка кромок позволяет вести сварку отдельными слоями небольшого сечения, что улучшает структуру сварного соединения и уменьшает возникновение сварочных напряжений и деформаций. 
Зазор, правильно установленный перед сваркой, позволяет обеспечить полный провар по сечению соединения при наложении первого (корневого) слоя шва, если подобран соответствующий режим сварки.

Длиной скоса листа регулируется плавный переход от толстой свариваемой детали к более тонкой, устраняются концентраторы напряжений в сварных конструкциях.

Притупление кромок выполняется для обеспечения устойчивого ведения процесса сварки при выполнении корневого слоя шва. Отсутствие притупления способствует образованию прожогов при сварке. 
Смещение кромок создает дополнительные сварочные деформации и напряжения, тем самым ухудшая прочностные свойства сварного соединения. Смещение кромок регламентируется либо ГОСТами, либо техническими условиями. Кроме того, смещение кромок не позволяет получать монолитного сварного шва по сечению свариваемых кромок. 
ГОСТ 5264-80 предусматривает для стыковых соединений формы подготовленных кромок, представленные на рис. 26; для угловых соединений - на рис. 27; тавровых – на рис. 28 и нахлесточных - на рис. 29. 

Рис. 26. Форма подготовленных кромок под сварку для стыковых соединений

 

Рис. 27. Форма подготовленных кромок под сварку для угловых соединений

 

Рис. 28. Форма подготовленных кромок под сварку для тавровых соединений

 

Рис. 29. Форма подготовленных кромок под сварку для нахлесточных соединений

 

Подготовку кромок под сварку выполняют на механических станках - токарных (обработка торцов труб), фрезерных, строгальных - обработка листов и т. д., а также применением термической резки. Листы, трубы, изготовленные из углеродистых сталей, обрабатываются газокислородной резкой. В качестве горючих газов могут служить ацетилен, пропан, коксовый газ и т. д. Цветные металлы, а также нержавеющие стали обрабатываются плазменной резкой.

Перед сваркой особо ответственных конструкций торцы труб или листов после газокислородной резки обрабатывают дополнительно механическим путем; это делается для того, чтобы избежать каких-либо включений в металле.

Требования к сборке металлических деталей перед сваркой. Применяемые сборочно-сварочные приспособления должны обеспечивать доступность к местам установки деталей и прихваток, к рукояткам фиксирующих и зажимных устройств, а также к местам сварки. Эти приспособления должны быть также достаточно прочными и жесткими, обеспечивать точное закрепление деталей в нужном положении и препятствовать их деформированию в процессе сварки. Кроме того, сборочно-сварочные приспособления должны обеспечивать наивыгоднейший порядок сборки и сварки: наименьшее число поворотов при наложении прихваток и сварных швов; свободный доступ для проверки размеров изделий и их легкий съем после изготовления; безопасность сборочно-сварочных работ.

Любая сборочная операция не должна затруднять выполнение следующей операции. Поступающие на сборку детали должны быть тщательно проверены; проверке подлежат все геометрические размеры детали и подготовленная форма кромок под сварку. 
Сборка сварных конструкций, как правило, осуществляется либо по разметке, либо с помощью шаблонов, упоров, фиксаторов или специальных приспособлений - кондукторов, облегчающих сборочные операции. Подготовку и сборку изделий под сварку выполняют с соблюдением следующих основных обязательных правил:

притупление кромок и зазоры между ними должны быть равномерными по всей длине;

кромки элементов, подлежащих сварке, и прилегающие к ним места шириной 25-30 мм от торца кромки должны быть высушены, очищены от грата после резки, масла, ржавчины и прочих загрязнений;

во избежание деформаций прихватку следует выполнять качественными электродами через интервал не более 500 мм при длине одной прихватки 50-80 мм;

для обеспечения нормального и качественного формирования шва нужно в начале и в конце изделия прихватывать планки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подготовка труб под сварку

 

Подготовка труб под сварку включает: резку труб и обработку кромок под сварку согласно чертежам, очистку поверхности свариваемых кромок, центровку стыка.

Разделку концов труб и деталей трубопроводов из углеродистой стали с условным проходом до 100кгс/см2 я сборку стыков с зазорами под сварку следует производить в соответствии с требованиями, указанными в табл. 9.

Угол скоса кромок труб проверяют шаблоном в нескольких точках по окружности. Допускаемое отклонение от заданного угла не должно превышать значений, приведенных в табл. 9. Торцы труб должны быть перпендикулярны к ее продольной оси. Проверяют перпендикулярность угольником и линейкой. Отклонения замеряют по двум взаимно перпендикулярным диаметрам. Отклонение от перпендикулярности для труб с условным проходом до 250 мм допускается не более 1 мм, а с условным проходом более 250 мм — 2 мм. Нельзя сваривать трубы, кромки которых покрыты ржавчиной, маслом, краской или грязью, так как ухудшается устойчивость горения дуги, появляется пористость и понижается прочность сварного соединения. Очищают кромки и концы труб от ржавчины, окислов и других загрязнений с наружной и внутренней сторон на ширину 15—20 мм от сварного стыка; при этом пользуются стальными щетками, шарошками, шлифовальными машинками и приспособлениями.

Особое внимание уделяется центровке стыка труб. При сборке необходимо обеспечить требуемую точность совпадения кромок свариваемых элементов и их фиксацию при прихватке. Прихватка представляет собой короткий сварной шов, который накладывается при сборке сварных конструкций. К качеству прихватки предъявляют те же требования, что и к основному шву. При сборке ответственных трубопроводов прихватку должен выполнять тот же сварщик, который будет заваривать весь стык.

 

Особенности процесса сварки стальных труб

 

На сегодняшний день большим спросом пользуется сварка стальных труб. Подобные работы бывают промышленными и бытовыми. В первом случае тянутся газо- и нефтепроводы. Окончательный выбор оборудования зависит от того, какой материал используется в процессе строительства путепровода.

В целях безопасности при сварке стальных труб необходимо иметь на себе все средства защиты.

Для получения качественного результата очень важно, чтобы сварка труб встык проводилась квалифицированными сварщиками, имеющими большой опыт работы.

Если имеет место сварка технологических трубопроводов, то стальные секции, как правило, соединяются встык. Резьбовые соединения чаще всего ненадежны. К тому же эта технология является довольно сложной. Применение резьбовых (муфтовых) соединений, а также фланцев целесообразно лишь в тех случаях, когда проектом предполагается многократное разъединение стыков.

Схема типов сварных соединений.

В процессе сварки стальных труб используются различные методы стыкования. Речь идет о:

• газовой (ацетиленовой) сварке;
• электродуговой сварке на воздухе;
• сварке в защитных газах;
• сварке полуавтоматом;
• полностью автоматических процессах.

Для бытовых условий там, где требуется смонтировать водопроводные ветки, осуществить соединение разнотолщинных отопительных систем различной степени сложности, изготовить прочие конструкции из хромированных труб, рекомендовано применение первых двух типов сварки.

О газовой стыковой сварке. С помощью данного метода соединяются отопительные трубы из стали (хотя есть умельцы, способные осуществлять сварку разнотолщинных труб, используя электросварочное оборудование). Эта методика стала особенно доступной после того, как на рынке появилась инверторная аппаратура.

 

Схема выполнения поворотных стыков газовой сваркой.

 

 

Подготовка труб к сварке происходит следующим образом:

1. Подготавливаются стыкуемые детали. Вначале трубы разрезаются на секции, для этого подойдет обыкновенная болгарка. При этом надо следить, чтобы резка проходила строго перпендикулярно относительно продольной оси рола. Далее происходит обработка кромок труб под сварку. Конечно, подойдут и прямые кромки, однако фаска гарантирует большее заполнение. В результате надежность соединения улучшается. С заготовки тщательно снимаются следы коррозии, остатки красок. Если надо, проводится обезжиривание. Благодаря этим мерам качество стыков повысится.
2. На следующей стадии выбирается сварочная проволока, сырье которой должно соответствовать материалу самой трубы. Опытные сварщики легко определяют подходящий тип.
3. В процессе ацетиленовой сварки трубы соединяются быстро. Это объясняется тем, что стык проваривается (заполняется шов) за один заход. Швы свариваются внахлест.
4. Бывают случаи, когда наружная сварка не гарантирует надежного соединения (чаще всего это происходит, когда секции располагаются у самих стен либо по углам). В такой ситуации используется комбинированный метод: в доступных зонах проделывается технологическое отверстие. Через него труднодоступный участок проваривается с внутренней стороны. После этого продолжается обычная сварка.

Примечательно, что газовая горелка дает хорошие результаты лишь в том случае, когда свариваемые трубы имеют толщину стенок, не превышающую 4 мм. Иначе швы на таких участках значительно перегреваются. В итоге надежность соединения снижается.

Схема ручной дуговой сварки.

Электродуговой метод. Подобная технология сварки труб из стали более дорогостоящая, нежели стыковка с помощью ацетилена. Вместе с тем использование данной методики дает качественные результаты, когда имеет место сварка толстостенных труб либо ролов большого диаметра. Подобные работы должны выполняться сварщиками-специалистами с высокой квалификацией. Это особенно важно, когда монтируются отопительные или водопроводные линии.

Сварка труб происходит так:

Подготовка труб такая же, как и при газовой сварке. Однако в этом случае требуется обязательно разделать кромки (величина угла определяется многими факторами, однако в большинстве случаев варьируется в пределах 60°).

Ролы укладываются и центруются. После этого происходит соединение с применением так называемых прихваток. Количество последних определяется диаметром заготовки. Важно: по высоте прихватка должна быть не больше чем две трети шва.

Сваривание совершается несколькими проходами. Иными словами, шов заполняется постепенно, пласт за пластом. При этом на каждом этапе диаметр электрода должен увеличиваться. Для лучшего соединения трубы желательно использовать вращатель. Если же сместить трубу не представляется возможным, сварку следует начинать снизу, постепенно двигаясь кверху.

Заготовки с большими диаметрами (к примеру, там, где происходит сварка магистральных трубопроводов) стыкуются по следующей схеме: первыми пластами соединяются отдельные сектора. Лишь на третьем (завершающем) этапе осуществляется полный поворот трубы.

Схема горелки полуавтомата.

 

Подготовка труб к сварке происходит следующим образом:

Данный метод обладает наибольшей эффективностью. Это та же самая электродуговая сварка, но проходит она в защитной среде.

В роли защитного газа выступает аргон вкупе с кислородом и углекислым газом. Иногда могут применяться другие смеси. Благодаря такому окружению химические элементы, входящие в атмосферу, не влияют на качество соединений.

Применение различных видов сварки способствует тому, что неразъемные соединения получаются более надежными. Чтобы сварочные работы были качественными, лучше, если ими займутся профессионалы.

По окончании монтажных работ сваренные поверхности стыков вычищаются, удаляются шлаковые остатки. Далее место соединения проверяется на качество. Шов должен быть цельным, без прерываний и непроплавленных участков.

В случае когда требуется высококачественная стыковка, первый базовый шов покрывается вторым. Для этого берется электрод, имеющий больший диаметр. Шов надлежит накладывать таким образом, чтобы захватить прилежащие сегменты стальных ролов. Применение данной технологии − гарантия того, что стык будет герметичным.

Как свариваются узлы и детали. При заготовке и монтаже трубопроводов, соединений узлов и деталей необходимо в обязательном порядке придерживаться требований Госстандарта.

Схема сборки стыков трубопроводов на остающейся и на расплавляющейся подкладках.

 

1. Т-образные, а также крестообразные сочленения монтируются таким образом, что оси труб должны пересекаться строго под прямым углом. Если же предстоит приварить патрубок, то ось этого фрагмента должна непременно приходиться на центр отверстия трубы. В тех же местах, где располагаются кольцевые швы, патрубки присоединять нельзя.
2. Для проверки штуцера в трубах, диаметр которого не превышает 40 мм, просверливаются либо проштамповываются отверстия. Согласно параметрам, величина зазора, разделяющего край присоединяемого Т-образного патрубка и трубу, не может быть больше 1 мм.
3. При стыковой сварке форма шва по всей длине должна оставаться идеально ровной и немного выпуклой. На всем протяжении соединения не должно быть ни трещин, ни раковин, ни пор, ни порезов. Во внутреннем пространстве трубы завариваются образовавшиеся кратеры, удаляются металлические направленные потеки.
4. Газовая сварка выполняется при помощи горелок, в которые вмонтированы два ниппеля. Первый соединяется с кислородным батоном. Второй совмещается с газогенератором либо емкостью, в которой находится горючий газ (ацетилен или пропан). Когда вентили на обоих баллонах отворачиваются, массы кислорода и горючего газа перемешиваются. Смесь поступает в горелку. Из сопла вырывается дуга пламени, хорошо нагревающая свариваемые трубы.
5. С помощью дуговой сварки соединяются стальные оцинкованные отопительные трубы (либо секции из черных металлов). Варить можно как вручную, так и по полуавтоматической схеме (с наличием флюса). Так, ручным способом создаются водопроводные сети. Исходной заготовкой служат полотна горячекатаной листовой стали, разрезанные предварительно на куски с определенной длиной. Сегодня все чаще можно слышать о технологии порошковой сварки, где соединяющиеся фрагменты нагреваются током высокой частоты.
6. Метод дуговой сварки используется в тех случаях, когда требуется состыковать профильную нержавейку. Величина дуги зависит от толщины профильных труб, которые предстоит соединить. К примеру, применение короткодугового варианта приемлемо тогда, когда осуществляется сварка тонкостенных труб (с толщиной стенок порядка 0,8 мм). Диапазон от 0,8 мм до 3 мм – область применения традиционной дуговой сварки. С более толстыми ролами справится разновидность дуговой сварки, в которой плавящиеся электроды пребывают в клубах инертного газа.