Во время производства не тяжелых металлоконструкций широко применяется профильная труба. Из нее создают металлокаркасы для козырьков, ограждений, навесов, теплиц, малых архитектурных форм, включая беседки, скамейки и так далее. При изготовлении конструкций нередко проводится сварка профильной трубы. Полезно будет узнать особенности выполнения этого процесса. Рассмотрим основы и способы сварки профтруб, применяемые электроды, нюансы приваривания под углом 90°, без прожога и соединения с круглым столбом.
Процесс сварки профилированных труб Источник sinhala.news.lk
Основы сварки профтруб
Профилированные трубы производятся со стенками разной толщины. При этом работать сложнее всего с тонкостенным металлопрокатом. Для качественного выполнения сварочного процесса нужно обладать знаниями и опытом. Поэтому необходимо разобраться, как проводится сварка тонкостенных труб. Во время этого процесса:
- используется ток 10-60 А;
- применяются электроды диаметром 0,5-2 мм;
- осуществляется только один проход электродом по месту соединения деталей.
Скорость сварки влияет на качество шва. Процесс нужно успеть завершить до того, как остынут кромки двух соединяемых заготовок.
Важно! Рутиловые электроды позволяют осуществлять сварку с отрывом.
Электроды с рутиловым покрытием Источник temir.ru
Для качественного выполнения соединений также нужно знать, как правильно варить профильную трубу независимо от толщины стенок. При проведении таких сварочных работ необходимо учитывать, что во время процесса металл расплавляется и нередко заполняет или даже полностью перекрывает внутреннее пространство трубопроката. Если нужно сохранить пустотелость профтруб, требуется следить, чтобы капли не попадали во внутренние полости свариваемых деталей.
Кроме того, профилированные трубы при воздействии высокой температуры больше деформируются по сравнению с круглым аналогичным прокатом. Нужно также следить за правильным формированием валика шва и равномерно прогревать металл во время выполнения торцевых соединений для предотвращения появления в углах большого напряжения.
Какие расходники лучше выбрать
Существует четыре основных вида покрытия электродов, которые оказывают влияние на механические характеристики шва, защитные функции зоны сварки и обеспечивают стабильное функционирование сварочной дуги:
- кислые;
- целлюлозные;
- рутиловые;
- основные.
Электрод с покрытием для осуществления электродуговой сварки
Кроме основных применяются смешанные покрытия, у которых присутствуют характеристики обоих входящих в состав покрытия видов: кисло-рутиловые, рутилово-основные, рутилово-целлюлозные.
Все указанные покрытия в большей или меньшей степени выполняют свои функции при сварки низкоуглеродистых сталей, которые в основном используются для производства профильных труб.
Электроды с кислым покрытием при работе отличаются повышенным разбрызгиванием и выделением токсичных веществ. Не исключается опасность появления горячих трещин. Для конструкций из профильных труб, к которым предъявляются жесткие требования по обеспечению прочностных характеристик, а в некоторых случаях присутствует наличие декоративных функций, применение сварки электродами с кислым покрытием не рекомендуется.
Сильные брызги и наличие в составе сварочного шва водорода, который уменьшает его пластичность, являются основными недостатками при сварке электродами с целлюлозным покрытием. Каркас из профильных труб сваренный такими электродами, может со временем разрушиться по причине водородной хрупкости сварных швов.
Электроды LB-52U с основным типом покрытия обеспечивают получение качественного шва при работе с профтрубами
Электроды с основным покрытием отличаются высокой пластичностью и хорошей вязкостью. Шов не содержит водорода и других газов и примесей, что исключает образование холодных трещин. Высокие требования к подготовке свариваемых кромок (отсутствие влаги, ржавчины и других загрязнений) обязательны для сохранения качества соединения. При соблюдении всех технологических требований электроды с основным покрытием используются при сварке ответственных металлоконструкций из профильных труб. Для начинающих сварка такими электродами доставляет много проблем, особенно с залипанием (см. ниже ролик про эту проблему). Далее в статье речь пойдет об электродах с рутиловым покрытиям, которыми без особого труда любители сваривают профильные трубы.
С рутиловым покрытием
Электроды с рутиловым покрытием (рутил-целлюлозным), кроме образования обладающим высокой прочностью шва и малым количеством брызг, заметно облегчают работу с ними начинающим сварщикам. Технологический процесс сварки отличается легким повторным поджигом, что дает начинающим без нервов выполнить сварочный шов. Профильные трубы с тонкими стенками есть возможность соединять прихватками, не допуская большого тепловложения и соответственно появления прожога основного металла. На качество шва не влияет подготовка поверхности, можно получать хорошее соединение влажных и ржавых свариваемых кромок. Наличие вышеперечисленных качеств электродов с рутиловым покрытием позволяет успешно использовать их для сварки металлоконструкций из профильных труб.
Электроды Ресанта с рутиловым покрытием подходят для сварки профильных труб начинающими мастерами
Видео: чем лучше, рутиловыми или УОНИ 13/55
Диаметр
Сварка профильных труб отличается одной особенностью: следует точно подбирать диаметр электрода в зависимости от толщины свариваемых кромок. Слишком малый диаметр не обеспечит нужный проплав стенок металла, большой диаметр приводит к прожогу. Для выбора существует базовый принцип: диаметр электрода должен иметь размер, соответствующий толщине профильной трубы. Так, например, для тонких стенок 1,5-2,0 мм, следует выбирать электрод диаметром 2,0 мм. Профильные трубы толщиной стенок 3,0-4,0 мм можно сваривать электродом 3,0 мм.
НО! Как показала практика, на тонкостенных трубах может быть более удобным использование электродов 3мм. См. ролик выше.
Режим работ
Кроме правильно подобранного диаметра электрода для получения качественного шва необходимо выставить на аппарате требуемое для этого значение сварочного тока. На пачках с электродами обычно имеется таблица, где для каждого диаметра указан соответствующий рабочий сварочный ток. Если таблицы нет, то сварщики руководствуются взятой из практики формулой: для 1 мм диаметра электрода оптимальный сварочный ток равен 30-40 А.
На пачке электродов Ресанта представлены рекомендации относительно величины сварочного тока при работе с расходниками разного диаметра и в разном пространственном положении
Все вышесказанное служит базой для подбора величины конкретного сварочного тока для конкретно выполняемой работы. На практике на аппарате на базе всех рекомендаций выставляется сначала минимальный ток. Если проплава металла не происходит, то значение тока постепенно увеличивают. Это продолжается до тех пор, пока не получится качественный шов.
Важно: некоторые сварочники со временем показывают на экране ток, не соответствующий действительности. Поэтому метод с анализом качества шва самый правильный при выборе нужного режима работ.
Видео: как сваривать не прожигая
Способы сварки
Профессионалы хорошо знают, как варить профильную трубу разными методами. Поэтому они быстро и качественно выполняют поставленные задачи.
Сварка ручным дуговым способом
Этот метод часто используют специалисты. Данный способ прост в исполнении. Он позволяет получить качественный шов при использовании доступного оборудования.
Шов после сварки ручным дуговым способом Источник content.foto.my.mail.ru
Для выполнения процесса специалисты используют инверторный или трансформаторный сварочный аппарат. Для повышения удобства проведения работ дополнительно могут применяться разные приспособления. Одними из них являются магнитные угольники. С их помощью удобнее сваривать трубные заготовки под нужным углом.
Нередко специалисты также используют центраторы. С их помощью удается быстро совместить оси деталей, когда они соединяются торцами. Применяются внешние и внутренние центраторы. Одной из разновидностей являются струбцины, позволяющие жестко закрепить изделия на ровной поверхности.
Ручная дуговая сварка используется для соединения профилированных трубных деталей с разными размерами сечения и толщиной стенок. Если профтрубы изготовлены из металла толще 4 мм, тогда их торцы предварительно зачищают, а потом обезжиривают.
Кроме того, необходимо еще знать, какими электродами варить профильную трубу, чтобы получить прочное соединение. Если толщина стенок не превышает 4 мм, тогда применяют стержни, у которых диаметр составляет от 2 до 3 мм. При этом сила тока на сварочном аппарате устанавливается в пределах от 50 А до 60 А.
Сварочные электроды 2.5 мм Источник main-cdn.goods.ru
Важно! Во время сварки тонкостенных профтруб не нужно предварительно формировать кромки. При этом необходимо соблюдать минимальный зазор между деталями. Сварочные процессы с помощью ручного дугового метода осуществляются вертикально, горизонтально и даже в нижнем положении.
Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на комплексном монтаже внутренних инженерных систем
Электродуговой сварочный процесс в защитном газе
Соединение профтрубы таким способом выполняется при использовании неплавящихся электродов. Метод применяется для сварки тонкостенных деталей, которые предварительно очищаются и обезжириваются.
Для правильного выполнения процесса нужно тоже знать, какими электродами варить профильную трубу 2 мм. При соединении такого проката применяют вольфрамовые прутки. Их диаметр должен быть 1 мм. Если же у металлопроката толщина стенки превышает 2 мм, тогда используют электроды, у которых размер сечения составляет 1,6 мм.
Правильно выбирать также нужно диаметр сварочной проволоки. Эта ее характеристика тоже зависит от толщины металла. Если она составляет 1 мм, тогда применяют проволоку диаметром от 1 мм до 1,5 мм. Когда толщина стенки профтрубы равна 2 мм – используют проволоку, у которой размер сечения составляет от 2 мм до 2,5 мм.
Сварочная проволока для профтрубы Источник tck-market.ru
При выполнении самого процесса профессионалы удерживают электрод на минимальном расстоянии от места сварки. Это позволяет создать максимально короткую дугу, что улучшает проваривание и повышает качество сварного соединения. Электрод перемещают только в направлении шва. При этом не совершают поперечных движений.
Важно! Подача присадочного материала выполняется плавно. В противном случае происходит разбрызгивание. При этом максимальное количество расходуемого газа должно составлять 12 л/мин.
Важно также правильно устанавливать силу тока, когда выполняется электродуговая сварка профиля в защитном газе. Ее величина должна составлять 50-120 А. На выбор значения влияет толщина металла.
При выполнении электродугового сварочного процесса в защитном газе специалисты используют:
- блок и трансформаторный или инверторный источник питания;
- газовую горелку;
- баллон с газом;
- специальные резиновые шланги;
- редуктор.
Оборудование для электродугового сварочного процесса Источник 8.allegroimg.com
При завершении электродугового сварочного процесса сначала уменьшают напряжение. При этом газ перекрывают не сразу, а только по истечении 15 секунд после отключения тока.
Виды сварочных работ для соединения профильных труб
От толщины стенок зависит как способ сварки, так и особенности подготовительного этапа работ:
- Для труб с толщиной стенок от 4 мм и выше, концы изделий обрабатывают фаскоснимателем – под углом от 25 до 50 градусов. Это позволит в будущем создавать несколько слоев сварки, что обеспечивает шву надежность и прочность.
- Тонкие трубы варятся одним швом. Чтобы он получился идеальным, рекомендуется жесткая фиксация изделия. Зажимы снимаются только после полного остывания шва.
- При большом диаметре и толщине, срезы сначала прихватывают по линии соприкосновения и только затем производят основное сваривание.
- Скорость работ должна соответствовать плавке металла без его растекания.
Обратите внимание! Во время работы важно следить, чтобы шлак и капли не попадали в отверстие. Жидкий металл может попасть во внутреннюю часть трубы, что уменьшит ее пропускную способность, здесь будет скапливаться налет, что неизбежно приведет к коррозии.
Для сваривания профильных труб применяют следующие виды сварочных работ:
- контактная сварка;
- электродуговая;
- газовая.
Рекомендуем ознакомиться: Преимущества и недостатки чугунных фитингов
Электродуговая сварка
Особенность этого вида сварочных работ в том, что он дает возможность соединять трубы даже в труднодоступных местах. Выполняется с помощью сварочного аппарата и электродов.
При горении элемент начинает плавиться, расплавляя и обволакивая срезы стыков.
Последовательность работы:
- После соприкосновения с электрода с поверхностью, как только появилась дуга, инструмент быстро отводят на несколько миллиметров выше среза.
- Движения производят плавно вдоль линии соприкосновения, без пропусков, чтобы металл успевал оплавиться, но не стекал каплями.
- По технологии предусмотрено постоянное горение, перерывы позволительны только для смены электрода.
- В конечной точке дугу придерживают пару секунд, чтобы исключить возникновение трещин или расслоения.
Для бытовых, то есть обладающих небольшой мощностью, электросварочных аппаратов, достаточно иметь подключение к однофазной проводке.
Сварочный трансформатор способен преобразовывать переменный ток из домовой сети в постоянный, что и необходимо для сварки. Однако оборудование не в состоянии поддерживать постоянство или стабильность дуги, поэтому часто к нему приобретается выпрямитель.
Для начинающих наиболее удобно производить дуговую сварку с помощью инвертора, потому что в таком случае предусмотрено изменение импульсного режима, при котором исключается залипание электрода, это обеспечивает постоянную силу тока, что стабилизирует длину электрической дуги.
Дуговая сварка дает возможность соединять трубы разными способами: внахлест, встык, под углом, тавровым швом. При этом качество соединения целиком зависит от выбора электрода.
Выбор электродов
Для профильных труб используются электроды, имеющие характеристики, соответствующие металлам или сплавам, а также толщине изделий. От правильно подобранных параметров зависит прочность и качество шва.
Существует два основных вида электродов: плавящиеся и неплавящиеся, для которых дополнительно применяются с присадкой из проволоки оловянной или латунной с добавлением фосфатов.
Диаметр электрода всегда подбирается в соответствии толщиной стенок труб и их диаметром.
Рекомендуем ознакомиться: Как сделать переход при замене труб с металла на полипропилен?
Электрод должен быть всегда меньше или равняться толщине профиля:
- диаметр расходника 1,5 мм подходит для изделий толщиной до 2 мм;
- 2 мм – для труб, толщиной от 2 до 3 мм;
- 4 мм — для толщины стенок от 4 до 6 мм.
Важно! При высоких значениях тока дуга появляется на близких расстояниях электрода от поверхности. Без навыка определения длины дуги и необходимой сноровки можно легко прожечь тонкий металл.
Газовая сварка
Используется в случаях, когда нет возможности подключения сварочного оборудования к электричеству. Способ небезосновательно считается затратным: необходимо приобретение баллонов с ацетиленом и кислородом. Также требуется опыт работы.
Газовая сварка подходит для соединения труб со средней или толстой стенками. Тонкие изделия не поддаются обработке – расплавляются, деформируя металл, шов не получается без пропусков.
Для проведения работ необходимо иметь:
- баллон с ацетиленом (бутаном или пропаном) и кислородом;
- редуктор,
- газовую горелку и к ней набор наконечников;
- присадки;
- флюсовый порошок;
- шланги необходимой длины для подачи газа к месту сварки.
Перед сваркой подготовленные срезы покрывают флюсом. Соединение происходит с помощью присадочной проволоки. Тонкостенные трубы рекомендуется по технологии соединять справа налево, с введением присадки вслед за пламенем горелки. Для более 5 мм – уже слева направо и присадочный материал прокладывается перед горелкой.
После окончания работы и остывания швов, их зачищают и покрывают антикоррозийным составом.
Контактная сварка
Метод контактной сварки требует применения специального оборудования. В процессе соединения труб происходит пропускание электротока путем давления электродов на металлическую поверхность, в результате этого металл деформируется и образуется очень прочный шов. Такую сварку проводят для соединения конструкций промышленных объектов.
Видео описание
О технологии сварки постоянным током рассказано в видео:
Инвертор позволяет выполнять сварку труб с разной толщиной стенок. Оборудование идеально подходит для начинающих сварщиков. Ведь такие современные аппараты имеют импульсный режим работы.
Когда осуществляется сварка профильной трубы 2 мм инвертором, сила тока устанавливается в диапазоне от 50 А до 60 А. Если соединяется толстостенный прокат, тогда мастера увеличивают электроток.
При контакте электрода возникает электрическая дуга. В работе используются прутки с покрытием. Оно начинает гореть при возбуждении дуги. В результате происходит расплавление покрытия. Одна его часть перемещается на расплавленный металл, а другая – переходит в газовое состояние. Поэтому рабочая зона не контактирует с воздухом.
Сварка с помощью инвертора предотвращает залипание электродного прутка. При этом процесс выполняется при стабильной дуге, так как применяемое оборудование является источником постоянного тока. Поэтому получается высококачественный сварной шов.
Сварной шов от инвертора Источник instructables.com
Распространенные электроды для сварки профтрубы
При производстве профильной трубы часто используют низколегированную или углеродистую сталь. Такой металлопрокат сваривается с помощью следующих электродов:
- АНО-4 – популярная марка электродных стержней. Это универсальный расходный материал, который не требует предварительной прокалки. Эта разновидность электродов применяется со сварочными аппаратами разного типа.
- ОЗС-12 – стержни предназначены для получения высококачественного шва. Однако недостатком является низкая стойкость к влаге.
- УОНИ-13/55 – эти стержни использует большое количество профессионалов.
- МР-3С – данные электроды применяются, когда нужно повысить качественные свойства сварных швов.
Особенности сварки профильного трубного проката под углом 90°
Качественно соединить под прямым углом две детали из трубопроката удастся только специалисту. Ведь он имеет опыт и знает всю технологию, как сварить профильную трубу под 90 градусов. Сам процесс профессионал выполняет в следующей последовательности:
- обе трубы обрезаются в соответствии с расчетными размерами;
- для проведения работ выбирается и подготавливается ровная поверхность;
- прямой угол между двумя деталями фиксируется с помощью магнитных угольников или косынок;
- выполняется с помощью сварки черновое соединение;
- проверяется прямой угол между двумя трубами;
- осуществляется окончательная сварка металлопроката.
Сварка без прожога профильной трубы
Чаще всего прожигается тонкостенный трубный металлопрокат. Причиной такой неприятной ситуации может служить неправильный выбор способа сварки изделий. Предотвратить любую ошибку можно, если доверить работу профессионалам. Ведь они хорошо знают, как правильно варить профильную трубу, чтобы не прожечь место соединения двух деталей.
Для максимального снижения вероятности прожога тонкостенного металлопроката используют электроды с диаметром не более 1,5 мм. При этом обязательно устанавливают на сварочном аппарате малую величину электротока и выбирают обратную полярность.
Рекомендуется также осуществлять процесс с отрывом. Другими словами, сварку нужно проводить короткими участками. Ее также можно выполнить точечным методом. Кроме того, лучше в трубы вставить металлический вкладыш, наружные габариты которого максимально приближены к внутреннему размеру соединяемых элементов.
Еще стараются максимально уменьшить расстояние между кромками свариваемых профильных труб. При этом стремятся по возможности быстро перемещать электродный стержень.
Способ №1. Краб-элементы
Универсальные крепежные элементы, предназначенные для соединения профильной трубы прямоугольного/квадратного сечения. Каждый «краб» состоит из нескольких частей, которые при монтаже стягиваются болтами. Части «краба» выполняются из 1,5-миллиметрового металла, имеющего стойкое полимерное либо цинковое покрытие.
Краб-крепление для профильной трубы
Существуют такие виды краб-элементов:
- объемные (предназначены для соединения трех труб по углам или четырех внутри);
- Т-образные (предназначены для соединения трех труб);
- Х-образные (предназначены для фиксации четырех труб);
- Г-образные (предназначены для соединения двух профилей).
Разновидности креплений профильных труб краб-системой Домашние мастера используют краб-системы, чтобы без сварки собирать:
- теплицы, парники;
- стеллажи, скамейки;
- летний душ;
- клетки для питомцев, вольеры;
- беседки, навесы;
- опоры для вьющихся растений, легкие ограждения.
Такие крепежи используются в теплицах и парниках
Плюсы
- большой срок службы (до 50-ти лет);
- конструкции можно многократно собирать/разбирать;
- доступная стоимость краб-элементов;
- со сборкой справится даже неквалифицированный работник;
- универсальность.
Минусы
- нельзя соединять трубы больше 40х40 мм;
- места соединений нужно защищать от коррозии, т. к. в них скапливается влага;
- трубы можно соединять лишь под углом 90 градусов;
- если возникнет большая нагрузка на разрыв, может произойти вытаскивание труб из краб-элементов;
- гайки нужно регулярно подтягивать.
Сварное соединение профтрубы с круглым столом
Необходимость использования сварки во время соединения лаг из профильной трубы с металлическими столбами возникает при строительстве забора по периметру частной территории. В процессе возведения ограждения решается целый ряд вопросов. Надежный забор всегда построят специалисты. Ведь они хорошо знают, как приварить профильную трубу 40х20 к круглому столбу.
Обычно на опоры с круглым сечением сначала наваривают металлические площадки. Это может быть отрезок швеллера или уголка. Потом к ним крепят с помощью сварки поперечины из профтрубы. Во время фиксации лаг создают угловые швы. Особенностью их выполнения в горизонтальном направлении является то, что расплавленный металл стремится переместиться со столба на поперечину.
При соединении опоры и поперечины применить способ сварки «в лодочку» не получится, потому что лаги крепятся исключительно в горизонтальной плоскости. При этом столбы всегда размещаются вертикально. Поэтому их нельзя расположить в другом положении, чтобы предотвратить затекание шлака перед дугой.
Сварка угловых швов способом «в лодочку» Источник ds04.infourok.ru
Во время создания углового шва существует большая вероятность непровара. Он может возникнуть в вершине угла или на любой кромке. Непроваренный участок нередко появляется на профильной трубе, когда сварочный процесс начинают с вертикальной опоры. Он образуется по причине стекания расплавленного металла на поверхность поперечины, которая еще не успевает нагреться до нужной температуры.
Чтобы исключить вероятность появления непровара, специалисты начинают сварку с лаги. При этом электрод размещают под углом 45° относительно поперечины, а во время его перемещения осуществляют легкие поочередные наклоны к вертикальной и горизонтальной плоскости.
Сварка каркаса из профильной трубы и круглых металлических столбов именно таким способом позволяет создавать прочные швы. Они могут быть одно- или многослойными.
Приваривание профильной трубы к круглому столбу Источник stevesiron.com
Коротко о главном
Сваривание профтруб осуществляют током 10-60 А и с помощью электродов диаметром 0,5-2 мм, которыми чаще выполняют только один проход. Мастера могут использовать ручную дуговую, электродуговую в защитном газе, газовую сварку. Специалисты часто в работе применяют инвертор.
Одними из самых популярных электродов являются стержни АНО-4. Часто также используют ОЗС-12, УОНИ-13/55, МР-3С. Когда осуществляется сварка под 90°, сначала делают пару прихваток, а потом создают основной шов. Для исключения прожога металла применяют электроды диаметром не более 1,5 мм.
Сварку профтрубы к столбу начинают с горизонтально расположенной детали. Электрод держат под углом 45°, а перемещение стержня осуществляют при его поочередном наклоне к опоре и поперечине.
Класификация трубных конструкций
Номенклатура трубных конструкций включает прежде всего сами трубы — элемент таких протяженных и сверхпротяженных трубных конструкций, как
- трубопроводы (технологические, промысловые, напорные, магистральные и продуктовые проводы);
- детали трубопроводов;
- трубные узлы;
- цилиндрические емкости, сосуды и корпуса агрегатов энергетических установок, различные строительные конструкции.
Основные отличия
Особенность этих изделий ( в отличие от листовых рулонированных цилиндрических конструкций) заключается в том, что их либо полностью изготовляют в заводских условиях, либо укрупняют при помощи дуговой сварки на монтажных площадках из отдельных цилиндрических обечаек-заготовок или труб.
Другое отличие трубных конструкций — сравнительно небольшой наружный диаметр, не превышающий для сосудов и резервуаров 3,5 — 4,0 м, для труб и трубопроводов — 1,6 — 2,5 м ( правда, были построены напорные трубопроводы в Боулдере и Грэнд-Кули (США) из отдельных обечаек диаметром 10 —12 м). Конструкция стальных трубных изделий определяется прежде всего конструкцией оболочки, а также методом ее изготовления.
Оболочка труб может быть получена при помощи горячей прокатки или же формовки из листа с последующей сваркой. Стенку оболочки труб изготовляют монолитной и многослойной. В конструкцию труб в некоторых случаях вводят специальные подкрепляющие элементы — бандажи.
