Орбитальная сварка нержавеющих труб

Как проводят орбитальную сварку

В процессе монтажа магистральных трубопроводов возникает необходимость осуществлять сварку большого количества трубных стыков, являющихся неповоротными.

При использовании ручной или полуавтоматической сварки, сварщику приходится перемещаться по всему периметру трубы, меняя при этом настройки аппарата в зависимости от расположения шва. В этих случаях оптимизировать процесс позволяет специализированная технология – орбитальная сварка труб.

Описание технологии

При орбитальном способе обычно используется сварочный процесс, осуществляемый в среде аргона неплавящимся вольфрамовым электродом. Одновременно с этим происходит подача присадочной проволоки. Главный принцип данной технологии, благодаря которому она и получила своё название, заключается в следующем.

Сварочная головка аппарата с закреплённым в ней вольфрамовым неплавящимся электродом перемещается вдоль неподвижного шва по выставленным направляющим, совершая при этом оборот в 360°, двигаясь по орбите.

Орбитальное перемещение сварочной головки полностью автоматизировано, так же как и все остальные технологические операции, сопутствующие ему. Длина сварочной дуги предустанавливается путём жёсткой фиксации головки на нужной высоте над поверхностью трубы.

Сварочный шов по периметру свариваемой трубы делится на секторы, внутри которых параметры процесса имеют постоянное значение. Таким образом, круговой «орбитальный» шов делится на участки горизонтальные (половые и потолочные), вертикальные (с движением вниз и вверх), и участки, находящиеся под некоторым углом.

Управляемые параметры

В зависимости от ориентации шва и направления движения сварочной головки, в каждом секторе автоматически устанавливаются запрограммированные значения следующих параметров:

• скорости перемещения сварочной головки с электродом;
• значения тока сварки;
• скорости подачи присадочной проволоки;
• объёма подаваемого в единицу времени защитного газа.

Благодаря точному соблюдению параметров режима сварки на каждом из орбитальных участков по всему периметру образуется ровный шов одинакового качества.

Области применения

Кроме выполнения сварочных работ при монтаже магистральных трубопроводов, орбитальный способ сварки с успехом применяется в цехах предприятий, осуществляющих на постоянной основе большие объёмы соединений трубных элементов.

К таким предприятиям относятся трубные заводы, производящие сборку конструкций из труб и фитингов, а также производители котельного оборудования.

Эффективно применение методов орбитальной сварки в энергетике и кораблестроении. К качеству выполнения соединений труб из нержавеющей стали на предприятиях пищевой промышленности предъявляются особенно высокие требования, и в этой ситуации наилучшим решением является применение орбитальной сварочной технологии.

Возможно применение данной технологии при монтаже магистральных и распределительных трубопроводов городских коммунальных хозяйств. Оборудование успешно справляется со сваркой труб очень малого диаметра.

Высокая стабильность параметров, отсутствие ошибок, связанных с человеческим фактором, делают этот способ сварки в некоторых случаях единственным, способным обеспечить требуемый уровень качества.

Выполнение однотипных операций орбитальной сварки на трубах одного диаметра приносит особенно заметную выгоду, связанную с тем, что оборудование не требуется перестраивать под другой процесс и выигрыш в производительности оказывается максимальным.

В силу свой специфичности и высокой стоимости оборудования, орбитальная сварка сегодня применяется только на очень крупных производствах, где обеспечивается достаточная его загрузка. Мелкосерийное производство может не обеспечить окупаемость орбитального оборудования.

Основные части оборудования

В состав автоматизированного комплекса, каковым является оборудование для орбитальной сварки, входят следующие компоненты:

• сварочная головка, удерживающая горелку и задающая её перемещение вдоль шва;
• источник сварочного тока, в качестве которого выступает инверторный преобразователь;
• программируемый контроллер и исполнительные механизмы управления параметрами процесса (клапан подачи газа, органы управления механизмом протяжки присадочной проволоки);
• жидкостная система охлаждения горелки.

Устройство сварочной головки может быть выполнено по двум типам: открытого и закрытого. При открытом типе головки процесс протекает аналогично ручному, с использованием неплавящегося электрода.

Аргон при этом просто поступает из горелки под определённым давлением к месту сварки. Закрытая головка изолирована от окружающего пространства специальной камерой, которая заполняется аргоном.

Инверторный блок питания наиболее пригоден для организации программного управления сварочным током, ввиду того, что регулирование задающей микросхемы преобразователя осуществляется электронным способом.

Ввиду того, процесс сваривания автоматом происходит непрерывно, возникает потребность в охлаждении частей горелки, непосредственно приближенных к дуговому разряду. Для этой цели создана специальная система, обеспечивающая принудительную циркуляцию охлаждающей жидкости по контуру охлаждения.

Cварочная система может быть укомплектована пультом дистанционного управления, обеспечивающим оператору возможность вмешательства в технологический процесс при необходимости. Таким образом, автоматизация позволяет максимально упростить работу сварщика.

Орбитальная сварка нержавеющих труб

Орбитальная сварка труб применяется для сварки неповоротных стыков трубы. Сам процесс заключается в дуговой сварке электродами, которые не плавятся в среде инертных газов. Обычно применяют защитный газ — аргон.

С помощью некоторых смесей газов увеличивается скорость процесса и глубина проникновения, в результате получается очень чистый наплавленный валик шва. Также иногда для этого используют водород и аргон с гелием в разных пропорциях.

Какой газ применять, зависит от типа материала, способа применения и экономии.

Процесс орбитальной сварки заключается в дуговой сварке электродами, которые не плавятся в среде инертных газов.

С помощью оборудования орбитальной сварки соединяется качественное соединение аргонодувной системы и производительность автоматизированного процесса, в конечном итоге получается достаточно мощный инструмент.

Компоненты орбитальной сварочной системы

Орбитальная сварочная система имеет два главных компонента:

• орбитальный токовый источник;
• орбитальную голову.

С помощью первого компонента подается питание и контролируется система, с помощью второго вращается горелка или электрод и создается целый цикл процесса работы. Эти два компонента работают как единое целое, и их работа зависит друг от друга. Она является главным преимуществом комплексного решения всего механизированного процесса.

Орбитальная сварка имеет главное — это источник питания. На сегодня токовые источники питания применяют в разных областях, поскольку являются инверторными. С помощью оборудования проводится контроль:

Схема разбивки стыков на сектора для орбитальной сварки: 1. Труба. 2. Сварочная горелка. 3. Сектор сварки. 4. Перекрытие шва в конце сварки. 5. Направление сварки.

• тока;
• вращения;
• подачи проволоки и расхода газа с головы, при этом устанавливается шовный профиль.

Данный тип оборудования иногда имеет устройство охлаждения, которое подает охлажденную жидкость на некоторые слишком чувствительные части головы, чтобы не произошло перегрева.

Еще токовые источники имеют автоматическое программирование сварочного режима, используя для этого показатели размера труб, тип материала и используемый газ. Благодаря этому уменьшается подбор нужного режима.

Современное оборудование оснащено интегральным принтером, датчиками, отвечающими за неисправности, и идентификатором сварочной головы.

Орбитальная сварочная голова

Среди всех рабочих голов более распространенные:

• закрытая и открытая головы;
• головы, которыми проводится сварка трубных досок.

Закрытыми головами проводится работа в специальной локализированной камере с помощью системы ограничения кругом свариваемых труб.

Перед процессом камеру наполняют инертным газом, поэтому внешняя поверхность труб и электрода полностью защищены.

Большим преимуществом головы является то, что при продувании газом, возникновения случайных щелей в стыке это никак не отображается на шве, поскольку в трубы не поступает кислород. Сварочные головы для труб имеют разный внешний диаметр.

Сварочная голова открытого типа

Открытыми головами осуществляется сварка труб, которые имеют большую толщину стенок и нуждаются в дополнительном наполняющем материале. С помощью открытых голов используют наполняющий материал, а сварочный цикл проходит многократно.

Благодаря тому что блок горелки имеет возможность наклоняться, проводится сварка швов по углам и коротких деталей. Применяя при работе с овальными трубами вольфрамный электрод, процесс контролируется специальным контролером длины дуги.

Открытыми головами осуществляется сварка труб, которые имеют большую толщину стенок и нуждаются в дополнительном наполняющем материале.

Сварочные головы, предназначенные для монтажа трубных досок, используют обычно в сфере производства и ремонте теплообменников. Поскольку трубная поверхность теплообменника состоит из нескольких сотен труб, она должна к ним быть приварена.

Такую работу выполняет опытный оператор, и она является достаточно монотонной и утомительной. Но с использованием таких голов работа оператора намного упрощается. Вначале сварщик убеждается, правильно ли проведена подгонка труб и исправно ли работает машина. Потом работа оператора заключается в наблюдении за работой этой машины или подготовке следующего выполняемого шва.

Особенности процесса

Если в работе используется орбитальная сварка, то вначале окружность труб разбивают на сектора, в которые по отдельности устанавливают оптимальные параметры.

Потом в секторе устанавливают параметры, поскольку холодную трубу нужно нагреть до проплавления. Устанавливают сочетание тока и скорости, но так чтобы металл сильно не провисал в трубу, а происходило проплавление.

Установленные значения имеют действие до следующей точки. В следующем секторе шов переходит на потолочное положение, при этом изменяются параметры.

Если в работе используется орбитальная сварка, то вначале окружность труб разбивают на сектора.

Самый проблемный момент при процессе — это шов. При этом учитывают эффект автоподогрева и снижают ток, чтобы уменьшить тепловложения.

Орбитальная сварка проходит по определенным рабочим циклам.

Вначале происходит плавное нарастание тока, с помощью регулировки времени, потом предварительный нагрев и наступает очередь работы в первом секторе.

При смене сектора ток плавно уменьшается и наступает очередь работы во втором секторе, при этом снова плавно нарастает ток. Следующая работа проводится в третьем, четвертом и пятом секторах.

В конечном итоге происходит плавное погашение дуги и работа останавливается.

Материал: подготовка для орбитальной сварки

Выбор материала зависит от сферы применения и должен отвечать условиям, в которых станет использоваться готовое изделие.

Важно при выборе материала, для которого будет применяться орбитальная сварка, учитывать его механические и термические свойства, а также стойкость к влиянию коррозии. Более всего таким параметрам отвечают нержавеющие стальные материалы.

Использование нержавеющих материалов позволяет в результате получить хорошую свариваемость и качественный продукт производства.

Подготовка труб под сварку зависит от некоторых важных параметров. Они должны быть:

• прямолинейными;
• иметь одинаковую толщину стенок, а также вогнутость или усиленный шов и соответствующую глубину проплавления.

Точная прокладка труб напрямую зависит от жестких стандартов сферы применения, для которой она предназначена. Толщина стенок должна повторяться от шва ко шву.

Если труба будет иметь хоть небольшие отклонения в диаметре или форме окружности, то это может привести к несовпадению сварочного шва и колебанию дуги сварочных циклов. Для орбитальной сварки материал подготавливают с помощью специального оборудования.

Благодаря этому оборудованию материал имеет торец прямоугольной формы, нет заусениц на наружной и внутренней поверхности труб.

Поделитесь полезной статьей:

Орбитальная сварка

Орбитальная сварка — автоматическая сварка труб, при которой движение электрода и подача защитного газа происходит по заранее установленной программе без участия оператора.

Орбитальная сварка используется для монтажа трубопроводов фармацевтической, биотехнологической и пищевой промышленности, для трубопроводов распределения воды для инъекций, воды очищенной, водных растворов, молока, винодельческой продукции, пива и т.д. Согласно требованиям международных нормативных документов для данных отраслей орбитальную сварку необходимо применять везде, где трубы входят в прямой или опосредованный контакт с продуктом.

Орбитальная сварка нержавеющих труб — Справочник металлиста

» Статьи » Сварка нержавеющих труб

Основным технологическим процессом каждого производства изделий из метала, является сварочный процесс. Сварка нержавеющих труб – это процесс более сложный, чем сварка обычной углеродной стали. Физические свойства нержавейки отличаются от стали обычной, что и делает процесс сварки труднее. Правильная технология сварки нержавеющих труб гарантирует высокое качество сварного соединения.

Технология орбитальной сварки

Такой вид сварки являет собой автоматическую сварку труб, во время которой происходит движение электрода и подача защитного газа по заранее настроенной программе без вмешательства людей.

Орбитальная сварка нержавеющих труб применяется во время монтажа трубопроводов разной промышленности (пищевой, биотехнологической, фармацевтической и другие) и в том числе для трубопроводов очищенной воды, водных растворов, молочных продуктов и так далее.

Согласно с требованиями нормативных международных актов для промышленных хозяйств, орбитальная сварка обязательно нужна тогда, когда трубы вступают в связь с продуктами.

Достоинства орбитальной сварки:

— допустимость применения выносного специального механизма подачи проволоки ПДГО-511 с кассетой, у которой диаметр 300 миллиметров и весом в 15 килограмм;

— размер диаметров свариваемых труб от 406 до 2540 миллиметров, расстояние до стыка до края пояса составляет 51 мм, ширина направляющего пояса будет в 120мм, а рабочая скорость перемещения головки — от 0,2 и до 1,52 м/мин; — проводится программирование со специального программатора;

— температурные показатели сварки от — 30°С до +60°С.

Особенности и применение аргоновой сварки нержавейки

Такой метод работы — это процесс дуговой сварки нержавеющего метала аргоном, который является инертным газом и не состоит в химической реакции с расплавленным металлом и иными газами в области горения трубы.

Возможна сварка нержавеющих туб аргоном плавящимися, или же неплавящимися вольфрамовыми электродами. Неплавящийся вольфрамовый электрод — это основа аргоновой сварки. Вольфрам признан самым тугоплавким металлом.

По кругу электрода размещается сопло, из которого при сварке дует аргон, защищая место сварки от проникновения воздуха.

Сварка нержавеющего метала плавящимся электродом, производится на постоянном токе обратной полярности с использованием режима, обеспечивающим струйный перенос электродного металла. В случаях, когда нужно получить постоянность горения дуги аргоновая сварка нержавеющего металла производится с использованием кислорода или же углекислого газа.

truba-info.ru

Выполняем сварку труб из нержавеющей стали

Сварка труб из такого материала, как нержавеющая сталь позволяет получить высококачественный шов, причем изделие будет обладать превосходными механическими характеристиками, главным из которых будет хорошая сопротивляемость коррозионным процессам, так как нержавейка совсем не чувствительна к ржавчине.

Технология орбитальной сварки подразумевает не только горячее прессование, но и применение специальных электродов, все работы производятся в аргоновой среде.

Металлическая часть электрода изготавливается из специальных материалов, которые будут обеспечивать высококачественное сварное соединение. По своему химическому составу оно вовсе не будет отличаться от основной трубы.

Особенности сварки нержавейки

Сварка нержавеющих труб обладает определенными отличительными характеристиками, которые напрямую связаны с качествами подобного металла. Прежде всего, нужно принимать во внимание, что трубы, выполненные из нержавейки, значительно хуже проводят через себя тепло по сравнению с обыкновенной высокоуглеродистой или низкоуглеродистой сталью.

Это не очень положительный момент, так как высокая температура будет наблюдаться только в районе, где производятся основные работы, причем она отводиться практически не будет. Вследствие данного момента заготовку можно перегреть или же вовсе прожечь насквозь.

В связи с этим для сварки труб аргоном необходимо устанавливать сварочный ток более низких значений — примерно на 20% ниже по сравнению с работами при использовании обыкновенной стали.

Еще одним из ключевых моментов является достаточно высокий коэффициент линейного типа, соответственно трубопровод будет выдавать очень большую линейную усадку.

Этот момент также сложно отнести к положительным, так как из-за этого качества элементы, сделанные из нержавейки, будут сильно деформироваться, на их поверхности могут появляться трещины.

Чтобы минимизировать подобное качество при сварке труб из нержавеющей стали, желательно делать между ними довольно большой зазор, благодаря которому все деформационные моменты будут сводиться практически к нулю.

У нержавеющей стали достаточно высокое сопротивление, что обязательно сказывается в случае, если используют высоколегированные электроды, так как они начнут сильно нагреваться и быстрее расплавляться. Соответственно, качество сварного соединения будет значительно ниже. Если человек все же решил использовать данный расходный материал, что лучше всего брать электроды наименьшей длины.

Подготовка к проведению работ

Перед тем как сваривать нержавеющие элементы, их следует правильно подготовить к проведению работ. Основные моменты здесь заключаются в следующем:

• Все кромки тщательно зачищают при помощи напильника, шлифовальной бумаги или болгарки.
• Кромки также обрабатывают ацетоном, чтобы убрать все жирные налеты. Кроме того, данный раствор позволяет обеспечить стабильность электрической дуги, а сварное соединение будет иметь еще более высокое качество.
• Располагая заготовки относительно друг друга, необходимо помнить об увеличенном зазоре, который не допустит деформации конечной детали.

Как правильно производить работы?

Работы, касающиеся соединения тонкостенных труб, изготовленных из нержавеющей стали, следует производить по определенной технологии. Только в этом случае удастся сформировать надежный и долговечный сварной шов, чтобы конструкция получилась не только качественной, но и приобрела при этом весьма привлекательный внешний вид.

Электрод закрепляется в специальной горелке, оснащенной соплом, по которому и будет подаваться аргон. Сварное соединение будет получаться за счет наплавления на заготовки присадочной проволоки, которая может подаваться к участку проведения работ как в ручном, так и в автоматическом режиме.

Перемещать горелку придется вручную. Горелку не перемещают из стороны в сторону, как при работе с черным металлом, так как в противном случае сварочная ванна выйдет из аргоновой среды, что в значительной степени снизит конечное качество соединения.

После того как шов сформирован, необходимо еще некоторое время подавать газ, чтобы он остывал тоже в его среде.

electrod.biz

Сварка нержавеющих труб — Мир сварки

Нержавеющую сталь применят во многих сферах, от машиностроения, электроники и механики, до медицины, пищевой промышленности, она нужна как для быта, так и для больших производств. Это вызвано тем, что данный металл обладает уникальными свойствами, что делает его зачастую незаменимым, нужно сказать, что сварка нержавеющих труб это тоже часто встречающийся процесс.

Особенности нержавейки

Нержавейка обладает прочными и надежными характеристиками, плюс ко всему нее очень эстетичный вид, она является экологичным материалом, полученные детали, трубы и изделия отвечают высоким стандартам по санитарной — гигиене. Что касается обработки, то эта сталь поддается любым действиям, она совмещает в себе ремесло, науку и искусство.

Работать можно с нержавеющей сталью посредством штамповки, токарными способами, и сваркой в любых ее проявления.

Например, раньше, когда происходила сварка нержавеющих труб, то в результате возникали различные дефекты, шов мог получиться плохого качества, но в данный момент есть усовершенствованное оборудование для сварки, материал более качественный, и хороший результат не заставляет себя ждать.

Орбитальная сварка труб малого диаметра и нержавеющих труб: оборудование своими руками

Соединение бесповоротных трубных стыков всегда было серьезным испытанием даже для опытных сварщиков. Одним из наиболее актуальных инструментов для выполнения данных работ является орбитальная сварка. Обычные виды сварки хорошо обрабатывают лишь потолочный шов.

В то же время, остальные участки соединения получаются неравномерными и плохо обрабатываемыми. В таких случаях на помощь приходит орбитальная сварка, позволяющая качественно соединить трубы, оставить эстетичные швы и гарантировать долговечность полученной конструкции.

Что такое орбитальная сварка?

Орбитальная сварка труб – это автоматическая процедура, выполняемая на специализированном оборудовании квалифицированным оператором. При сварке данным методом дуга между электродами проворачивается на 360 градусов, позволяя равномерно проварить трубу со всех сторон.

Наиболее распространенные работы, для которых оправдано использование орбитальной сварки, представлены:

• стыковочной сваркой;
• соединением фланцев;
• соединением тройников;
• созданием сварных швов между отводами.

Кроме этого орбитальная методика применяется при соединении трубы и трубной доски.

Схема орбитальной сварки.

Ключевые преимущества орбитального метода:

1. Низкое количество брака и дефективных швов.
2. Соединение в любом положении.
3. Возможность сваривания почти всех металлов.
4. Возможность соединения различных типов стали. Кроме этого, метод позволяет соединить такие сложные для сваривания металлы, как: алюминий, тантал, титан и цирконий.
5. Контроль всех параметров аппаратуры.
6. Отсутствие дыма и шлака в процессе работ по свариванию металлов.
7. Возможность соединения металлов как с использованием присадочной проволокой, так и без нее.

Конечно не обошлось и без недостатков, среди которых можно выделить:

• сравнительно низкая скорость сварки трубопроводов по орбите малого диаметра;
• дороговизна и сложность оборудования;
• используемые виды соединений требует существенных материальных вложений и трудовых ресурсов.

Принцип работы аппарата для сварки труб

Орбитальное сваривание трубных конструкций производится неплавящимися электродами в среде благородных газов. Электроды, как правило, выполнены из тугоплавкого материала, например, Вольфрама, а защитная среда создаются благородными газами, например, Аргоном или Криптоном.

Весь процесс выполняется автоматизированной системой, дабы минимизировать человеческий фактор и обеспечить идеальный сварной шов. В процессе проведения работ сварщику своими руками необходимо лишь задавать требуемый режим и контролировать качества выполняемой работы.

Аппарат для сварки труб

Среди орбитального сварочного оборудования можно выделить следующие элементы:

• источник питания;
• специальная голова;
• электрод.

Источник питания необходим для выполнения:

1. Контроля режимов работ.
2. Управления расходом присадочной проволоки и инертного газа.
3. Автоматического определения параметров свариваемых материалов.
4. Программирования новых режимов работы орбитального оборудования.

Устройство орбитального сварочного аппарата.

Среди параметров, управляемых источником питания аппаратуры, можно выделить:

• силу тока;
• напряжение;
• скорость подачи сварочной проволоки;
• скорость проводки электрона по шву;
• угол наклона вольфрамового электрода;
• количество впрыскиваемого в камеру газа;
• толщину и диаметр свариваемой трубки.

Большинство орбитальных сварных станций комплектуется специальным принтером, при помощи которого можно распечатать детальные сведения о используемых режимах работы.

Сварочные головки для орбитального аппарата делятся на:

1. Закрытые.
   При помощи таких головок производится сваривание трубных конструкций с размером стенок до 4 миллиметров и диаметром до 170 миллиметров. Работа закрытых головок происходит в герметично закрытом пространстве, наполненном атмосферой из инертного газа.
2. Открытые.
   Такой тип головок применяется при соединении толстых труб. Открытые головки позволяют многократно повторять сварочный цикл для образования более качественного сварного шва. Кроме этого, при работе с открытым вариантом головок оператор может контролировать длину сварочной дуги.
3. Для трубных досок.
   Применяется для починки теплообменников в которых имеется большое количество элементов. Благодаря головке для трубных досок процесс соединения металлов значительно упрощается, а оператору остается лишь время от времени проверять правильность установки головы на свариваемые элементы.

Сварочные головки обладают следующими возможностями:

1. Вращение дуги на угол вплоть до 45 градусов.
2. Подача присадочной проволоки для создания шва.
3. Контроль за длинной присадочной дуги.
4. Управление колебаниями горелки.

Схема орбитальной сварки трением.

На сегодняшний день, орбитальный метод сварки является наиболее популярным и перспективным способом соединения стальных трубопроводов.

Процесс сварки

Орбитальная методика сваривания может обеспечить качественное соединение лишь при однородных параметрах труб.

Например, соединяемые элементы:

1. Должны быть прямолинейными.
2. Должны иметь одинаковую толщину по всей длине.
   При несоответствии данного параметра полученный при сварке шов может быть неравномерным.

Эти свойства соединяемых труб должны тщательно контролироваться с помощью специализированного оборудования и подготовленных инженеров.

Подготовка перед сварочными работами включает:

1. Обеспечение необходимого зазора между соединяемыми трубами.
   Для разрешения этой задачи используют отрезные станки.
2. Центрирование труб и сваривание в нескольких местах.
   После проверки качества центрирования можно переходить к выполнению работ.

Схема процесса орбитальной сварки.

Помимо этого, перед непосредственным началом сварочных работ окружность труб необходимо разбить на сектора. После этого, оператор аппарата должен выставить индивидуальные параметры для каждого сектора, чтобы в процессе сварки металл не провисал внутрь труба, а лишь немного плавился.

Особенности процесса работ по свариванию металлов зависят, в первую очередь, от вида соединяемых материалов и формы изделия.

Для соединения нержавеющих труб орбитальной сваркой оператору необходимо:

• настроить орбитальную систему;
• выбрать и установить подходящую под текущие условия головку;
• закрепить аппарат вдоль линии, по которой планируется выполнить сварочный шов;
• включить сварку.

При правильной настройке сварочный агрегат самостоятельно выполнит следующие процедуры:

• выход на режим, путем прогрева электродов;
• создание сварочного шва в первом секторе соединяемого изделия;
• соединение нержавеющих труб в остальных секторах.

Во время работы орбитального сварочного аппарата квалифицированному оператору, облаченному в маску и другие средства защиты, остается лишь следить за параметрами и наблюдать за качеством шва. После завершения цикла сварки, аппарат самостоятельно выключится и позволит оценить качество выполненных работ.

Заключение

Орбитальный сварочный аппарат позволяет выполнять максимально качественное соединение труб. Благодаря данной методике опытные сварщики могут без труда соединять алюминий, медь, латунь, нержавеющую сталь и даже бронзу. Высокая автоматизация и стабильность параметров во время работы позволяют получить однородный шов.

Несмотря на все преимущества, данный метод совершенно не подходит для более простых работ, поскольку требует существенных материальных затрат на покупку баллонов с инертным газом и приобретение сварочной проволоки.

Сварка труб из нержавейки: наиболее технологичные способы

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Что необходимо учитывать при сварке труб из нержавейки
• Какие существуют способы сварки труб из нержавейки
• Какие электроды используются для сварки труб из нержавейки

Сваривание металлов входит в число наиболее важных технологических процессов при изготовлении различных конструкций. В сравнении с обычной углеродистой сталью сварка деталей из нержавейки отличается более высокой сложностью.

Это обусловлено особенностями физических характеристик материала. Чтобы обеспечить высокое качество соединения, необходимо точно соблюдать технологические требования сварки труб из нержавейки, о которой мы расскажем в этой статье.

Какие особенности материала необходимо учитывать при сварке труб из нержавейки

Согласно современной классификации материалов, нержавейка входит в группу высоколегированных сталей. Этот материал отличается высокой степенью устойчивости к коррозии. Основным легирующим элементом в составе нержавеющей стали выступает хром.

Его содержание в таких сплавах находится в пределах от 12 % до 30 %. Кроме того, в этот материал вводят дополнительные компоненты, которые способствуют повышению механических характеристик и устойчивости к коррозии (титан, никель, молибден, марганец и т.

д.).

Для улучшения свойств нержавеющих сплавов их подвергают закалке. Перед тем как рассмотреть способы сварки труб из таких материалов, необходимо более подробно ознакомиться с основными характеристиками нержавейки, которые определяют ее свариваемость:

• Более высокий коэффициент линейного расширения нержавейки способствует повышенной линейной усадке этого материала. Процесс сварки таких сплавов сопровождается значительной деформацией деталей, которая может проявляться и после завершения процедуры сваривания. Нужно учитывать, что если при соединении труб из нержавеющей стали с большой толщиной стенок не оставить технологический зазор, то на стыке могут появляться трещины.
• В сравнении с низкоуглеродистыми сталями, теплопроводность нержавейки ниже в 1,5–2 раза. Эта особенность способствует повышению тепловой энергии при сваривании и приводит к проплавлению соединяемых труб в месте стыка. Учитывая эту особенность, для сварки труб из нержавейки нужно использовать ток, сила которого на 15–20 % ниже, чем при работе с изделиями из обычных сталей.
• Нарушение требований режима термообработки нержавейки способствует снижению антикоррозийной устойчивости металла. Эта особенность связана с тем, что при нагревании до температур, превышающих +500 °С, на краях зерен нержавеющей стали происходит образование карбидов хрома и железа. Это явление получило название межкристаллическая коррозия. Решить эту проблему можно несколькими способами. Так, для аустенитных хромированных сталей может применяться метод поливания водой свариваемых деталей.
• Увеличенное электрическое сопротивление приводит к перегреванию электродов с хромоникелевыми стержнями. Чтобы предотвратить это явление, необходимо для сварки нержавейки использовать электроды длиной менее 35 см.

Способы сварки труб из нержавейки

Основные способы сварки труб из нержавейки на производстве:

• TIG (сваривание электродом из вольфрама в инертном газе, без применения присадочного материала);
• плазменное сваривание (в сочетании с TIG);
• HF (использование для соединения труб из нержавейки токов высокой частоты);
• Laser (лазерное сваривание);
• Electron beam (электронно-лучевая сварка).

В настоящее время для промышленной сварки труб из нержавейки используют первые три способа. При этом, невзирая на высокие первоначальные инвестиции, все шире применяется лазерная сварка.

Это обусловлено высочайшим качеством продукции при использовании данной технологии. Сварка труб способом Electron beam не получает широкого применения из-за высокой сложности процесса.

Для электронно-лучевого сваривания на протяжении всего цикла необходимы установки глубокого вакуума.

Согласно статистическим данным, примерно на 65 % сварочных производств Европы внедрены технологии TIG, либо TIG в сочетании с плазменной сваркой. Примерно 30 % компаний оснащены оборудованием для HF сваривания. Оставшиеся 5 % производств применяют технологии лазерной сварки.

На практике не существует конкурентных противоречий между разными способами сварки труб из нержавейки. Применение той или иной технологии определяется областью использования сварных труб.

Ниже приведена таблица, в которой можно найти сведения относительно того, какую технологию сварки применяют для труб из нержавейки в зависимости от сферы применения трубной продукции:

Какая из технологий сварки труб из нержавейки лучше

Проведем сравнительный анализ наиболее распространенных технологий TIG и HF.

1. Способ TIG (Tungset Inert Gas).

Данная технология позволяет обеспечивать высочайшее качество сварки труб из нержавейки. Для нагревания краев свариваемых деталей в этом случае используется дуга, образующаяся между трубой и вольфрамовым электродом.

Для защиты зоны плавки используется защитный газ, который направляют на сварочную горелку. Он окутывает зону сварки с наружной стороны трубы и одновременно подается во внутреннюю полость трубы, где удерживается заглушкой.

Технология TIG предполагает высокотемпературное воздействие только на внешнюю поверхность труб, поэтому в месте сварки образуется обширный участок термического раздражения, а сам шов получается более широким. Он приобретает высокую прочность и его проще удалить.

Швы при использовании TIG-сварки отличаются плотностью и однородностью. Они не имеют пустот и раковин. При этом прочность сварного соединения будет соответствовать прочностным характеристикам нержавеющей стали, использованной для изготовления трубы.

Согласно требованиям ЕС, действующим в отношении оборудования, которое эксплуатируется под давлением (PED – Pressure Equipment Directive), для систем, работающих при давлении более 0,5 бар, должны использоваться трубы из нержавейки, сваренные по технологии TIG.

2. Высокочастотная сварка (HF).

Эта технология отличается очень интересными характеристиками, особенно, если принимать во внимание микроструктуру. При высокочастотной сварке отсутствует зона термического раздражения и строго ограничена область плавления.

Нагревание краев труб из нержавейки происходит более равномерно. При этом скорость достижения температуры плавления нержавейки составляет примерно одно сотую в секунду.

Высадка сварного шва в этом случае будет прямой и прочной, как снаружи, так и внутри.

Сегодня высокочастотное сваривание нержавейки получило широкое применение в области производства декоративных элементов, строительных конструкций, а также в машиностроении. Популярность данного способа обусловлена высокой скоростью сварки.

Производительность высокочастотного сваривания труб из нержавейки почти в 20 раз выше, чем в случае с TIG-сваркой.

Может сложиться впечатление, что HF-сваривание нержавейки обеспечивает явные преимущества по качеству и по себестоимости процесса сварки.

В отношении затрат – это действительно очень привлекательная технология. Стоимость труб, в процессе производства которых использовалась НF-сварка, на 10 % меньше, чем у продукции, сваренной способом TIG.

Стоит отметить, что требуемые характеристики сварного шва можно получить только, если будут четко выполнены все условия и точно соблюдены параметры сваривания. Достичь этого при высокоскоростной сварке достаточно сложно. Кроме того, в случае недостаточно тщательной обработке кромок и под влиянием контактной технологии сваривания шов может содержать непроваренные участки и раковины.

Шов, который будет получен при HF-сварке не отличается плотностью. Он может содержать пустоты, снижающие прочность в местах соединения труб из нержавейки.

Нужно отметить, что список областей, где используется HF-технология сварки труб из нержавейки, не так широк. В основном, это продукция декоративного, структурного или механического назначения, которая не должна работать при высоких температурах.

Какие электроды используются для электродуговой сварки труб из нержавейки

Сварка нержавейки (трубы) выполняется электродом с основным либо рутиловым покрытием. Такие электроды позволяют проводить сварочные работы с жаростойкими сплавами и сталями, а также с материалами, устойчивыми к коррозии.

Они применяются, в основном, в тяжелой металлургии. Основные (рутиловые) электроды позволяют осуществлять сваривание разнородных сплавов и облицовочных слоев корневой части трубной продукции. Такие электроды обеспечивают получение шва, устойчивого к межкристаллической коррозии. Существуют также отдельные марки таких электродов, формирующие швы с высокой стойкостью к науглероживанию.

Качество шва, который получается при сварке труб из нержавейки, определяет возможность их использования в пищевой промышленности.

Особенно качественный шов можно получить при сваривании высоколегированной стали специальными электродами (с защитно-легирующим покрытием и стержнем из высоколегированной стали).

В процессе сварки такими электродами формируется сплав с необходимым химическим составом.

Стоит отметить, что сваривание пищевой нержавейки и труб, которые применяют в строительстве, производится разными способами. Сварка плавящимся электродом труб из нержавейки осуществляется при постоянном токе с обратной полярностью. Иногда для обеспечения более стабильной дуги сваривание изделий из нержавеющей стали осуществляется с применением углеродистого газа или кислорода.

Сварка нержавейки аргоном с использованием неплавящего электрода из вольфрама выполняется при постоянном токе с прямой полярностью. В этом случае создаются благоприятные условия для термоэлектронной эмиссии с электрода. Сварка нержавейки вольфрамовым электродом обеспечивает ряд преимуществ:

• соединение надежно защищено от окисления кислородом;
• сваривание происходит без использования специальных электродных покрытий;
• стабильное горение дуги обеспечивает непрерывность процесса сварки;
• шов приобретает высокую коррозийную стойкость.

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.