Ручне електродугове зварювання
Вибір електродів для ручного дугового зварювання здійснюють відповідно до вимог, наведених у таблиці 2.
Стики труб із товщиною стінки більше 3 мм доцільно зварювати електродами діаметром:
кореневий шар шва - не більше 2,5-3 мм;
наступні шари - 3-4 мм.
Для виконання кореневого шару шва стикових труб і деталей з хромомолібденових сталей, які збираються на підкладних кільцях, що лишаються, можуть бути використані електроди ЦУ 5, УОНИ-13/55, ТМУ-21У, ТМЛ-1У (ГОСТ 9467).
Приблизні значення сили струму при зварюванні в нижньому положенні залежно від діаметра і типу електрода наведені в таблиці 12. У вертикальному і стельовому положенні силу струму зменшують на величину від 10 % до 20 %.
Таблиця 12 - Значення сили струму при зварюванні в нижньому положенні
|
Покриття електродів ГОСТ 9467 |
Діаметр електрода, мм |
Сила зварювального струму, А |
|
Фотористо-кальцієве (основне) |
|
|
|
УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, ЦУ-5, УОНИ-13/55ФК, ТМЛ-1У, ТМУ-21У, АНО-ТМ |
2,5 |
70-90 |
|
3 |
90-110 |
|
|
4 |
120-170 |
|
|
5 |
170-210 |
|
|
Рутил-карбонатне |
||
|
ВМ-12, МР-3 |
2 |
90-130 |
|
4 |
140-190 |
|
|
5 |
180-230 |
|
|
Рутил-целюлозне |
||
|
АНО-29М |
2,5 |
50-100 |
|
3 |
60-140 |
|
|
4 |
180-200 |
|
Зварювання в поворотному положенні
Стики труб із товщиною стінки до 12 мм можна зварювати, обертаючи трубу на 360°, 180° і 90°.
Якщо зварювання стику з обертом на 360° виконують на стендах із механічним обертанням труб (зі швидкістю, що дорівнює швидкості зварювання), то зручніше накладати шов не в зеніті, а на ділянці, яка відстоїть від вертикалі на кут від 30° до 35° у сторону, протилежну напрямку обертання труб (рисунок 10 а). У разі відсутності механічного стенда обертання труби повертають декілька разів, при чому одномоментний кут повороту залежить від діаметра труб і коливається в межах від 60° до 110° для того, щоб накладання шва проходило в нижньому або напіввер- тикальному положенні (рисунок 10 6, в). Зварювання труб діаметром більше ніж 219 мм виконують зворотно-ступеневим способом за два повних оберти. Спочатку на кожну ділянку АБ (рисунок 10 6, в) накладають один-два перших шари, потім, коли по всьому периметру будуть виконані два перших шари, заповнюють послідовно частину розроблення, яка залишилась, за другий поворот труби.
І - напрямок обертання труб; II - напрямок зварювання
Рисунок 10 - Порядок виконання зварювання стику труб із поворотом на 360
Зварювання стиків з поворотом на 180° рекомендується виконувати у два прийоми. Спочатку на ділянках ГА і ВА (рисунок 11 а) накладають один-два перших шари, потім трубу повертають на 180° і заварюють ділянки ВБ і ГБ повністю (рисунок 11 б). Після цього трубу знову повертають на 180° і накладають шари, що лишилися, на ділянках ГА і ВА (рисунок 11 в).
Б
А
А
1 - прихватки
Рисунок 11 - Порядок виконання зварювання стиків труб із поворотом на 180°
Зварювання стиків з поворотом на 90° можна виконувати у два прийоми. Спочатку накладають один-два шари на ділянці АБВ (рисунок 12 а), потім труби повертають на 90° і заварюють повністю ділянку АГБ (рисунок 12 б). Після другого повороту в початкове положення заварюють переріз шва, який залишився, на ділянці АВБ (рисунок 12 в).
Рисунок 12 - Порядок виконання зварювання стиків труб із поворотом на 90°
Зварювання в неповоротному положенні
Стики труб із товщиною стінки більше ніж 12 мм зварюють в неповоротному положенні для того, щоб уникнути появи тріщин у перших шарах шва при повороті труб.
Неповоротні (вертикальні і горизонтальні) стики труб діаметром 219 мм і більше бажано зварювати в залежності від діаметра одночасно двом, трьом або чотирьом зварникам.
Вертикальні неповоротні стики зварюють в напрямку знизу догори. Зварювання в стельовій частині стику починають на відстані від 10 мм до ЗО мм від нижньої точки. Порядок накладання шарів при зварюванні вертикального стику одним зварником без повороту труб діаметром до 219 мм показано на рисунку 13.
При зварюванні вертикальних стиків трубопроводів (рисунки 18, 19) висота кожного шару (валка) складає від 6 мм до 12 мм, ширина шару не більше 35 мм.
Зварювання перших трьох шарів стиків труб діаметром більше ніж 219 мм (для рівномірного розподілення напруження по стику і зменшення деформацій) виконують зворотно ступеневим способом (рисунок 13), при цьому довжина кожної ділянки - від 200 мм до 250 мм. Довжина ділянок у наступних шарах може досягати половини периметра стику.
а - для труб діаметром до 219 мм; б - для труб діаметром більше 219 мм; 1-14 - послідовність накладання шарів; 1-ІV - шари шва
Рисунок 13 - Порядок накладання шарів при зварюванні вертикального неповоротного стику труб одним зварником
Порядок накладання валків першого шару, якщо вертикальний неповоротний стик зварюють два зварники, такий (рисунок 14): перший зварник починає зварювання від точки А і веде валок до точки Б, а в цей час другий зварник зварює ділянку від точки Г до точки В. Далі перший зварник (без перерви) продовжує зварювання від точки Б до точки В, а другий переходить до зварювання ділянки від точки А до точки Г.
Другий і третій шари зварюють аналогічно з урахуванням вимог, викладених у 9.4.3. Наступні шари можна накладати ділянками довжиною, що дорівнює половині периметра труби. При зварюванні верхньої ділянки вертикальних неповоротних стиків трубопроводів з низьколегованих теплостійких сталей дотримуються вимог, які наведені в 9.2.3 і 9.4.2.
I, II - зварники
Рисунок 14 - Порядок накладання валків першого шару шва при зварюванні вертикального неповоротного стику труб діаметром 219 мм і більше двома зварниками
Горизонтальні стики труб діаметром менше ніж 219 мм зварює один зварник, дотримуючись правил зміщення "замків" у сусідніх шарах або ділянках (рисунок 15 а).
Горизонтальні стики труб діаметром більше ніж 219 мм зварюють зворотно ступеневим способом (рисунок 15 б). Стики труб діаметром від 219 мм до 300 мм зварюють ділянками довжиною, що дорівнює четвертій частині периметра стику, більшого діаметра - ділянками довжиною від 200 мм до 250 мм.
Рисунок 15 - Порядок накладання шарів (валків) при зварюванні горизонтального стику труб одним зварником
При зварюванні горизонтальних стиків трубопроводів (рисунки 18 б, 19 6) висота валка знаходиться в діапазоні від 3 мм до 6 мм, ширина (найбільший розмір у поперечному перерізі) - не більше ніж 10 мм.
Послідовність зварювання першого (кореневого) шару горизонтальних стиків труб (двома зварниками) залежно від діаметра наведена на рисунку 16. При діаметрі труб менше ніж 300 мм кожний зварник заварює ділянку довжиною, що дорівнює половині периметра; знаходяться вони в кожний момент часу в діаметрально протилежних точках стику (рисунок 16 а).
На стиках труб при товщині стінки більше ніж 40 мм - 45 мм зворотно ступеневим способом накладають перші три шари, наступні шари - ділянками довжиною, що дорівнює половині периметра труби з урахуванням вимог 9.4.3.
При діаметрі труб 300 мм і більше зварювання першого шару виконують зворотно ступеневим способом ділянками довжиною від 150 мм до 200 мм (рисунок 16 б). На стиках труб із низьколегованих сталей діаметром більше ніж 600 мм при товщині стінки від 24 мм до 45 мм усі шари шва виконують зворотно ступеневим способом; довжина кожної ділянки - не більше ніж 250 мм.
I, II - зварники
Рисунок 16 - Порядок накладання валків першого шару шва горизонтального стику труб двома зварниками
Стики труб діаметром більше ніж 600 мм із хромомолібденових сталей рекомендується зварювати одночасно декількома зварниками, кожний із яких зварює свою ділянку стику за схемою, що наведена на рисунку 17. Шви накладають зворотно ступеневим способом ділянками довжиною по 200 мм.
а - три зварники; б - чотири зварники; I, II, III, IV - зварники; 1-4 - послідовність накладання ділянок
Рисунок 17 - Порядок зварювання вертикального неповоротного стику труб діаметром більше 600 мм
Розташування валків при зварюванні труб без підкладного кільця наведено на рисунку 18, а на рисунку 19-3 підкладним кільцем.
а - зварювання вертикального стику; б - зварювання горизонтального стику
Рисунок 18 - Приблизне розташування шарів і валків неповоротного стикового з'єднання труб без підкладного кільця
а б
а - зварювання вертикального стику; б - зварювання горизонтального стику
Рисунок 19 - Приблизне розташування шарів і валків неповоротного стикового з'єднання труб з підкладним кільцем
Приварювання до труб фланців, арматури, штуцерів та інших деталей
Арматуру (вентилі, засувки), фланці, денця, заглушки та інші фасонні деталі, які приєднуються до труб стиковим швом, приварюють з дотриманням тих самих режимів і методів, що і при зварюванні стиків трубопроводу такого самого діаметра й аналогічної марки сталі, а також вимог згідно з 9.1.1 - 9.1.12, 9.4.1.
Плоскі фланці приварюють до труби двома кутовими швами - зовнішнім і внутрішнім (рисунок 20), спочатку виконуючи зовнішній, потім - внутрішній.
а
а - при умовному тиску Ру < 1,6 МПа (16 кгс/см2); б - при умовному тиску Ру < 2,5 МПа (25 кгс/см2)
Рисунок 20 - Приварювання фланця
Якщо в кресленнях або іншій технічній документації не вказані розміри швів приварювання фланців, то вони мають відповідати вимогам, наведеним у таблиці 13. Внутрішній шов, який є лише ущільнюючим, має катет, що дорівнює товщині стінки труби.
Таблиця 13 - Розміри швів приварювання фланців
|
Зовнішній діаметр і товщина стінки труби Днх S, мм |
Зазор між трубою і фланцем а, мм, не більше |
Глибина фаски на фланці С ± 1, мм |
Катет шва, мм |
|
|
К |
*1 |
|||
|
32x2 |
0,5 |
3 |
3 + 2 |
6 + 3 |
|
89x3,5; 108x4; 159x4,5 |
1 |
4 |
4 + 2 |
9 + 3 |
|
219x6 |
1,5 |
6 |
6 + 3 |
13 + 3 |
|
325x8 |
1,5 |
8 |
8 + 3 |
16 + 5 |
|
426x9 |
1,5 |
9 |
9 + 3 |
18 + 3 |
|
530x8 |
1,5 |
8 |
8 + 3 |
16 + 5 |
До труб із вуглецевих і низьколегованих сталей упори, накладки, підвіски та інші деталі кріплення з подібних сталей приварюють суцільним кутовим швом із катетом, який вказаний у робочих кресленнях, із використанням електродів згідно з таблицею 2. Діаметр електродів обирається не більше ніж 3 мм. Якщо деталі кріплень і труби виготовлені зі сталей різних марок, але одного структурного класу, то електроди вибирають за менш легованою сталлю. Якщо труба або деталь, що приварюється, виготовлені з низьколегованої сталі і товщина стінки труби перевищує 10 мм, приварювання здійснюють з попереднім підігрівом труби і деталі до температури, що вказана в таблиці 9.
При меншій товщині стінки труби попередній підігрів не потрібен. Необхідність і режими термообробки цих зварних з'єднань вказані в розділі 10.
Приварювання штуцерів (труб) до трубопроводів без наступної термообробки кутових з'єднань дозволяється виконувати тільки в разі дотримання таких умов:
трубопровід і штуцери, що до нього приварюються, виготовлені з вуглецевої або кремній- марганцевистої сталі, при цьому товщина стінки трубопроводу з кремніймарганцевистої сталі не перевищує 40 мм, а діаметр штуцера - 108 мм;
трубопровід або штуцери, що до нього приварюються, виготовлені зі сталі 12Х1МФ або 15Х1М1Ф, (ГОСТ 20072), при цьому штуцер має діаметр не більше ніж 60 мм, відстань "в світлі" між привареними штуцерами - не менше ніж 50 мм, твердість металу трубопроводу - не вище ніж 195 НВ.
Величину зварювального струму для приварювання фланців і штуцерів встановлюють на величину від 10 % до 15 % більше ніж при зварюванні стикових швів на трубах.
Перед встановленням штуцера поверхню труби зачищають до металічного блиску на ширину 20 мм від краю отвору під штуцер і кінці штуцерів на довжину 20 мм.
При складанні відхил від перпендикулярності зовнішньої поверхні штуцера до зовнішньої поверхні труби 5 дозволяється не більше 1,5 % від висоти штуцера h (рисунок 21).
