fbpx

Технологические особенности и нормы электросварки труб

Любой технологический процесс имеет нормы и правила. Одной из норм являются сроки выполнения и подготовки, которые входят в общую длительность процесса.

Было бы странное, если бы процесс, регламентированный 10 минутами, требовал длительной многочасовой подготовки. Она ограничена не только с целью экономии времени, а и с целью проверки соблюдения правил процесса.

Если на операцию, которая завершается за 10 минут, потраченного 30 — значит какая-то часть из технологической инструкции выполнена не по правилам. Рассмотрим процесс сварки труб. Его алгоритм, подготовку, нормы и сроки выполнения а также способы ускорения процесса.

Особенности

Сферическая сварка в вакууме двух плоских и идеально однородных поверхностей явление весьма редкое. Все реальные детали имеют текстуру, толщину, неоднородную структуру и сложную структуру (заклёпки, соединения).

Трубы представляют собой двустороннюю поверхность. Соединение и стык внутри не менее важен, чем внешний шов, поэтому к выбору электродов и аппарата нужно подойти ответственнее, так как нормы сварки для трубы и углового огибающего соединения разные.

Виды сварочных аппаратов

Сваривать металл можно различными способами:

  • автоматический;
  • механизированный;
  • полуавтоматический;
  • дуговой;

Автоматическая

Подразумевает собой соединение двух поверхностей при помощи автомата, который управляется оператором. В данном случае человек просто задаёт параметры (скорость сварки, давление и скорость подачи материала).

Механизированная

Это сварка при помощи автомата с электронными источниками питания. Такой автомат мобилен, но может использоваться только в условиях цеха или перевозиться на небольшие расстояния, так как его размеры довольно внушительные.

Полуавтоматическая

Подразумевает собой соединение двух поверхностей в условиях цеха, причём оператор станка может управлять устройством только вдоль одной оси. Обычно, для таких процедуры режим работы скорости подачи материала и давление рассчитывается согласно международным стандартам.

Дуговая

Это самый распространенный вид сварки, в которой применяется электрическая дуга. Она имеет небольшие размеры, что позволяет переносить её на любые расстояния и сваривать деталь под любыми углами, образуя швы различной формы и структуры.

Все четыре метода имеют как плюсы так и минусы. Например, если партия большая можно сварить её при помощи механизированной сварки, но это обойдется дорого, а если вам требуется сварить детали сложной формы или же габаритные сооружения, тут наилучшим образом подойдет дуговая сварка, так как она обойдётся дешевле и позволит залатать все слабые места без проблем.

Предварительные работы с деталями

Для начала трубы нужно очистить от загрязнения и налёта. Любые неметаллические включения будут нарушать однородность шва. Ржавчина, вопреки мифу, никуда не исчезает и не выгорает, а продолжает прогрессировать под действием высоких температур и проникает вглубь соединения.

Затем нужно наметить место шва и, по возможности, изолировать его от остальных частей, чтобы не подвергать их лишним термическим нагрузкам.

Процесс

Во время сварки частички раскаленного метала, под действием электричества и тепловой энергии, соединяются с рабочими поверхностями. Для того, чтобы сварочный материал не контактировал и не окислялся на воздухе, используют среду защитного газа, которая создает защитную оболочку, позволяющую защитить материал электрода, от реакции с воздухом.

В качестве защитного газа используют инертные газы, которые не взаимодействуют с металлом в процессе сварки.

Тонкости

Для расчет процесса и расхода электродов, нужно выбрать скорость процесса. Чем больше, тем лучше — не лучший выбор, так как для образования соединения и обеспечения прочного шва, в металле должны произойти реакции взаимодействия с электродами, иначе наплавленный металл попросту отвалится. Также, нужно рассчитать скорость расхода защитного газа (которая отличается от скорости движения дуги и от скорости подачи электрода). Все три переменные зависят друг от друга, но изменяются по разным законам.

Собираем соединения

После того, как всё продуманно и подготовлено, нужно собрать конструкцию и просмотреть, как она будет смотреться, не конфликтуют ли детали между собой. Если некоторые несвариваемые детали должны соприкасаться друг с другом в процессе сварки, их нужно разделить неметаллическим материалом, чтобы не провоцировать нагрев и возможное сваривание.

Eсли процесс сварки длительный и высокоинтенсивный, те части, которые не свариваются напрямую, всё равно будут нагреваться.

Работа с поворотными и неповоротными стыками

Если есть стыки, которые ограничены в перемещении и повороте, сваривать их нужно в первую очередь, иначе вся конструкция не соберётся из-за невозможности завершить сварку. Такая ситуация характерна для многоуровневых сложных каркасов и металлических водопроводов и газопроводов.

Проверка надежности соединений

После выполнения шва, нужно дождаться полного застывания и выполнить проверку на:

  • твёрдость поверхности;
  • прочность на отрыв;
  • прочность на срез;
  • момент кручения;
  • тест давления и расширения.

Соединение тестируется в стандартных условиях, а затем в среде эксплуатации, чтобы оценить качество работы сварщика.

Правила техники безопасности при работе

  1. Первый и самый главный пункт — использовать шлем и очки. Не стоит сваривать щурясь, так как это приведёт к выгоранию сетчатки и потере зрения.
  2. Использовать защитный костюм, так как электроды могут спровоцировать возгорание.
  3. Использовать зажимы для массы сварки.
  4. Выполнять сварку в хорошо проветриваемом помещении.
  5. Не сваривать в темноте. Несмотря на то, что сварка создаёт источник света, его мощности недостаточно чтобы выполнить работу качественно.
О правилах техники безопасности читайте статью на нашем сайте.

Основы расчета времени

Для расчета времени, весь процесс делится на несколько этапов:

  1. Подготовка. Сбор материалов, разметка рабочей области, подготовка помещения.
  2. Этап грубой обработки. Первичный шов, который обеспечит соединение и комфортную работу.
  3. Чистовой этап. Обработка и доведение до финального качества.
  4. Финальная доработка. Проверка, устранение дефектов, доработка.

После этого отводится время на отдых работников и на проверку соединения. Даже самый, на первый взгляд, прочный шов может дать слабину в условиях эксплуатации.

Формула для рассчёта:

Для начала узнаем плотность тока (если речь идёт о ручной дуговой сварке)

  • де dэ – диаметр электрода;
  • j – плотность тока, для электродов с фтористо-кальциевым покрытием и диаметром 4мм, плотность тока равна:j = 10 – 14,5 А/мм2.

Далее используем такую формулу:

  • где αн – коэффициент наплавки, г/А·ч;
  • γ – плотность наплавляемого металла;
  • Fн – площадь наплавленного металла;
  • 3600 это секунды (1 час = 3600 секунд). Для расчёта скорости сварки в минуту используют число 60.

После выполнения рассчёта получим скорость сварки за определённое время.

Нормы времени и нормы выработки

Точное время зависит от:

  • площади сварки;
  • поперечного сечения;
  • толщины стенки трубы;
  • параметров электрода;
  • наличия или отсутствия защитного газа.

В конечном итоге, работник получит данные о том, с какой скоростью нужно работать, чтобы выполнить шов заданного качества и указанной площади.

Важно! Выработка метериала это соответствие расхода табличным значениям.

Эта формула позволяет понять, сколько сварочных материалов потребуется на один метр шва:

N = G * K, где

  • N – норма расхода сварочных материалов на один метр сварного шва
  • G – масса наплавленного металла сварного шва, длина которого равна 1 метру
  • K – коэффициент перехода от массы наплавленного металла к расходу материалов для сварки.

А для того, чтобы определить массу наплавленного металла на 1 метр сварного шва (G), можно воспользоваться следующей формулой:

G = F * y * L, где:

  • F – площадь поперечного сечения сварного шва (в мм2)
  • y – удельная масса металла (г/см3)
  • L – длина сварного шва (она равна 1 метру).

Норма по времени на сварку трубы и ее слагаемые

Нельзя точно сказать, что из этого займёт больше времени. Для сварки магистрали всё очевидно. Трубы будут обрабатываться дольше. Но если речь идёт о каркасе для строительных лесов, где множество изгибов и переходов — то они и будут составлять большую часть рабочего времени.

При чём, нужно учитывать не только время прямой работы сварочного аппарата, но и время, за которое сварщик переходит от одного соединения к другому.

Ниже приведена таблица, с примерными данными. Допустима погрешность в 4-5%.

Важность для расчета качества материала

Как было сказано выше, расчёт времени определяет скорость работы и расход электродов и газа. Если учитывать время «простоя» и пауз между операциями, то реальное время работы будет меньше, чем рассчитано без данной погрешности. Все эти нюансы могут сделать шов слишком «тяжёлым», толстым, нерационально израсходовать материал. Слишком «быстрая» сварка создаст пробелы в структуре и ослабит соединение, шов будет ненадёжным и не прослужит долго.

Средний расход защитного газа

Металл Расход в минуту, л/мин
Алюминий 20
Медь 12
Магний и его сплавы 14
Никель 10
Титан 45

Оптимальная скорость

Постараемся дать максимально точное определение. Оптимальная скорость сварки — та скорость, которая обеспечивает заданные характеристики шва и соединения при комфортных условиях работы сварщика и рациональном расходе материала. Для работы на разных сварочных аппаратах, эта скорость также будет разной.

Если взять за эталон обычную дуговую сварку — она будет самой медленной, а автоматическая сварка, которую выполняет компьютер — скорость будет максимально возможной. Но это не означает, что человеческий фактор замедляет работу.

В некоторых случаях, человек обеспечит лучшее качество, так как он умеет импровизировать и использовать весь багаж своих знаний в работе. К тому же, не все операции могут быть выполнены машиной, по крайней мере на сегодняшний день. Да и цена за подобные операции будет гораздо выше, чем в случае «живой сварки».

Стандартизированная таблица по скорости сварки в аргоне

Толщина материала, мм Сила тока, а Расход защитного газа (для примера возьмём аргон) л/мин Скорость сварки см/мин
1.0 40 3.5 30
1.3 45 3.5 30
1.6 50 3.5 30
2.0 60 3.5 30
2.8 70 4.5 30
3.2 80 4.5 25
5.0 100 5.5 25
6.4 135 7.5 38
9.5 250 7.5 30
12.6 275 7.5 20

Заключение

Надеемся, что данная статья помогла читателю разобраться в процессах сварки и администрирования времени. Если неправильно рассчитать его, то подача материала и защитных газов не будут соответствовать технологическому режиму и соединение не обеспечит обещанных характеристик. Кратко пробежимся по основным выводам статьи:

  • от расчета времени зависят все параметры сварки (в том числе и расход материала);
  • если время, рассчитанное на операцию, не совпадает с реальностью — параметры выставлены неверно;
  • для обеспечения комфортной работы нужно как минимум два человека — сварщик и ассистент-оператор.

Соблюдайте условия и нормы. Помните: всё стандартизировано и рассчитано уже давно. От сварщика требуется чётко следовать инструкции и не отклоняться от неё.

 

Оставить комментарий

Оцените статью*