Известная многим сварка встык является разновидностью сплавления под давлением, в процессе которого заготовки соединяются под нагревом по всей плоскости их соприкосновения.
Её можно отнести к разряду контактных процедур, сопровождающихся тепловым воздействием и одновременным сжатием свариваемых частей. В последнее время стыковой метод все чаще применяют для соединения труб.
Сферы применение
Особенностью контактно-стыковой сварки является сопровождающее этот процесс сопротивление, при преодолении которого и происходит оплавление в зоне контакта. Конкретный вид сварки выбирают в зависимости от типа материала, который предстоит варить, а также от требований, предъявляемых к качеству швов.
К преимуществам стыковой технологии следует отнести высокую скорость и повышенную производительность сварочных операций с одновременным снижением излишней деформации металлических заготовок.
Для реализации этого метода используется специальное оборудование (аппарат стыковой сварки), работа которого может быть частично автоматизирована.
Наибольшей популярностью стыковой метод пользуется в автомобилестроении, а также в аэрокосмической индустрии. Такое положение объясняется тем, что эти отрасли характеризуются значительными объемами сварочных работ, к качеству которых предъявляются повышенные требования.
В последние годы технология стыковой сварки всё больше завоёвывает области, связанные с прокладкой мощных трубопроводных магистралей (нефте- и газопроводов, в частности).
Помимо этого, она может использоваться при необходимости обустроить трубопровод на основе изделий из пластика. И в этом случае востребованность метода объясняется эффективностью сварочных процедур, низким уровнем трудозатрат и высокими качественными показателями полученных соединений.
Специфика процесса
В основу стыковой сварки заложено токовое тепловое воздействие, сопровождающееся прилагаемым к месту соединения усилием сжатия. Различия в реализуемых на практике методах такого соединения состоят в следующем.
В том случае, когда нагрев стыка осуществляется до момента приобретения им пластичного состояния (до сжатия) – такую методику называют сваркой сопротивлением.
Если же в процессе работ производится одно разогревание стыка (без сжатия), то такой вариант сплавления классифицируется как сварка оплавлением. Каждая из этих методик имеет как преимущества, так и недостатки и реализуется посредством соответствующего оборудования.
Качество выполненных по стыковым технологиям работ в значительной степени зависит от тщательности подготовки контактирующих элементов.
Перед сваркой с них должны быть удалены все имеющиеся загрязнения и неровности. К перечню подготовительных мероприятий следует отнести и оборудование рабочего места специальной оснасткой, используемой для фиксации заготовок во время сварки.
Соединение пластиковых труб
Сварка п/э труб ничем не отличается от аналогичных операций, реализуемых с заготовками из полипропилена. По своим свойствам эти изделия характеризуются повышенной устойчивостью к коррозии, гладкостью поверхностей и значительными сроками эксплуатации.
Благодаря этому методики их сварки являются практически идентичными. Известно несколько вариантов обработки трубных изделий из полиэтилена, однако особой популярностью пользуются лишь некоторые из них, а именно:
- описываемый стыковой способ;
- раструбный метод;
- электромуфтовая сварка, сопровождающаяся закладкой специальных нагревателей.
Второй и третий методы стыковой сварки полиэтиленовых труб также полностью идентичны соответствующим процедурам для пропиленовых изделий.
Первый из них достаточно прост в реализации и отличается большой надёжностью вследствие высокой технологичности сварочного процесса. Могут применяться машины для стыковой сварки, если того требует объем работ.
Сварка с применением дополнительных нагревателей востребована при работе в местах с ограниченным доступом и невозможностью размещения вспомогательных механизмов.
Требования к качеству пластиковых соединений в основном распространяются на их внешний вид и геометрические размеры, удовлетворяющие действующим нормативам.
Основным регламентируемым параметром является величина образующегося после сварки валика или грата.
Размеры этого шовного образования должны соответствовать фиксированным значениям (таблица этих величин приводится).
Грат должен располагаться равномерно по окружности сформированного стыка, а смещение трубных заготовок в радиальной плоскости не должно быть более одной десятой их толщины.
Впадина, образующаяся между валиками вдоль линии стыкового сплавления, также регламентируется действующими стандартами. Норма этой впадины определяется из условия, чтобы она не располагалась ниже уровня наружной поверхности сочленяемых изделий.
Помимо этого специально оговаривается цвет валика, который должен совпадать с основной цветовой окраской труб. Наличие в стыковом соединении трещин, различимых глазом пор, и каких-либо деформаций недопустимо.
Подготовка
Для сварки неповоротных стыков труб, относящейся к одному из наиболее сложных видов работ, характерен целый ряд не очень удобных положений держателя (нижнее его расположение, вертикальное или «потолочное»).
Кроме того, особенностью стыковых технологий является особо тщательный подход к подготовительным операциям, занимающим порой до трети рабочего времени. За это время предполагается выполнить следующие обязательные процедуры:
- соединяемые заготовки необходимо очистить от остатков краски, ржавых наслоений и других мешающих работе загрязнений;
- затем на свариваемых участках следует нанести разметку, основная цель которой – обеспечить правильность стыкового среза (он должен быть перпендикулярен трубной оси);
- подготавливается необходимый для резки инструмент, в качестве которого может использоваться обычная болгарка;
- после этого принимаются меры к совмещению горизонтальных стыков труб, размещаемых согласно сварочному эскизу (совмещение трубных заготовок должно сопровождаться обязательным контролем их соосности);
- непосредственно перед сваркой на место стыка накладывается несколько прихваток, обеспечивающих первоначальную фиксацию свариваемых частей.
При разметке следует оставлять припуск на уменьшение длины заготовок в процессе стыковой сварки (до 1 мм). Прихватки выполняются в виде небольших сварных швов размерами не более 20-120 мм (этот параметр выбирается в зависимости от размеров труб).
Что касается поворотных стыков труб, то обрабатывать их заметно проще, поскольку в этом случае количество ответвлений уменьшается, а доступ к свариваемым участкам облегчается.
Неповоротные стыки
При сварке неповоротных стыков принято пользоваться так называемой «трехслойной» технологией, согласно которой сначала делается коренной шов, после чего переходят к заполнению его кромок и обустройству лицевой части стыкового соединения. При формировании таких образований смежные валики швов должны располагаться с перекрытием порядка15-20 мм.
В процессе стыковой сварки арматуры могут применяться различные методики, выбор которых определяется пространственным положением стыкуемых заготовок (это касается всех видов труб, включая пластиковые ПНД).
При их горизонтальном расположении главная проблема – это необходимость работать в трёх различных плоскостях, из которых верхнее (или потолочное) является самым неудобным.
Для образования качественного стыкового соединения в этом случае требуется постоянное варьирование основными параметрами сварки (её скоростью, углом наклона электрода и силой тока).
При подготовке таких соединений сварочная процедура не должна прерываться в произвольной точке сочленения (шов должен накладываться за один заход).
Жёсткие требования к производству таких работ обусловлены особым пространственным расположением стыков, так что к этим операциям могут привлекаться лишь опытные сварщики.
Вертикальное размещение заготовок с точки зрения технологии стыковой сварки отличается от горизонтального лишь тем, что в этом положении основное внимание уделяется углу наклона электрода. Этот параметр при перемещении вдоль окружности трубных заготовок должен непрерывно корректироваться.
Для реализации стыковой сварки заготовок может использоваться специальное оборудование. При его выборе важно определиться со спецификой работы того или иного механизма с каждым конкретным видом трубных соединений.
