Я сварщик — Сварка «в раструб» с зазором на примере тройника

Известно, что для получения качественного сварного шва при сварке «в раструб» необходимо обеспечить гарантированный зазор между свариваемыми деталями. Для более детального понимания нюансов сварки «в раструб» рассмотрим применение данного способа на практике.

Ранее в статье «Методы повышения производительности и качества сварных соединений при сварке «в раструб» были описаны способы обеспечения зазора и их особенности.

Рассмотрим применение сварки «в раструб» с гарантированным зазором на примере изготовления сварного узла «тройник» (рис.1). Узел состоит из тройника 3/4 SW 3000LBSS316 ASMEB16.11, штуцера с резьбой 1/2NPT и патрубка. Штуцер и патрубок имеет наружный диаметр ø27,3 мм.

Рис.1. Эскиз сварки узла «тройник»

Изначально тройник сваривался без зазора, однако в целях повышения качества выпускаемой продукции и соответствии нормам ISO было принято решение обеспечить наличие зазора. Оценив технологичность изготовления узла, было выявлено, что сборка и сварка с помощью приспособлений не рациональна, так как необходимо проектировать сложную оснастку. Сложная оснастка хоть и позволит выполнять сварку с зазором, но также существенно увеличит время на сборку узла, сварку и извлечение из оснастки после сварки, что не приемлемо.

Ознакомившись с опытом сварки в раструб, была предпринята попытка сварки с использованием дистанционных колец Gap-a-Letкомпании G.A.L. GageCompany (США). Применение дистанционных колец позволило получать сварные соединения с гарантированным зазором. При этом обеспечивалось постоянство размеров и снижению трудоемкости операции сборки (до 40%) по сравнению со сборкой по разметке. Однако, несмотря на удобство использования и великолепный результат, пришлось отказаться от применения дистанционных колец из-за их высокой стоимости и сложностями при транспортировке.

Использование растворимых дистанционных колец было отвергнуто из-за необходимости тщательной промывки изделия, что вызывает некоторые сложности, так как объём свариваемых изделий большой.

Проанализировав технику сварки тройников, было выявлено, что, после установки патрубка в тройник, имеется возможность отклонить патрубок от оси на угол α (≈ 10°) (рис.2). Соответственно между торцами деталей также должен образовываться некоторый зазор. (рис.3). Далее, выполнив прихватку патрубка к тройнику, фиксируем образовавшийся зазор. После выполнения прихватки патрубок занимает положение параллельно оси. Далее выполняются ещё три прихватки (рис.3), производится сборка тройника со штуцером и сварка собранного узла.

Свободная установка патрубка

Отклонение патрубка от оси

Рис.2. Сборка тройника с патрубком

Рис.3. Сборка тройника с патрубком с образованием зазора δ

Для определения величины зазора применяется присадочный пруток диаметром ø1,6 мм (рис.4). Как показали качественные замеры зазора — после сварки он остается неизменным.

Рис.4. Контроль величины зазора после сборки деталей

К основным недостаткам данного способа сборки следует отнести:

1. Невозможность обеспечения постоянного зазора δ;

2. Смещение осей патрубка и тройника после сборки.

После проведения практических испытаний и незначительной корректировки конструкторской документации, удалось устранить все недостатки и обеспечить выпуск годной продукции. Для снижения негативных последствий были предприняты следующие меры:

1. Увеличение допусков размеров, на которые влияет величина зазора. Таким образом изменили допуска размеров с ±1 до ±2 мм.

2. Наиболее важные отклонения конструкции (соосность, перпендикулярность и т.д.) перенесены в из чертежей узлов в чертежи окончательной сборки и сварки изделия.

3. Детали, отвечающие за параметры конструкции по п. 2 свариваются в последнюю очередь с использованием сборочно-сварочных приспособлений.

Заключение

Рассмотренный способ сварки «в раструб» позволяет качественно изготавливать продукцию с наименьшими затратами времени и исключить применение дорогостоящих дистанционных колец. Зазор между деталями позволят исключить разрушение сварного шва под действием напряжений при усадке расплавленного металла шва. Трудоемкость сборки узлов снижается на 30-60%, по сравнению со сборкой по разметке или с применением дистанционных колец. Отсутствует необходимость в применении сложных и громоздких сборочно-сварочных приспособлений. Данный способ хорошо подходит для сварки промежуточных узлов и сварки в монтажных условиях.

Однако он не подходит для сварки с соблюдением точных размеров и малых отклонений конструкции изделия. В данном случае невозможно обойтись без оснастки.

Обзор подготовил Сергей Терентьев

При использовании данного материала ссылка на ресурс ЯСВАРЩИК обязательна.

Обновление от 08.05.2015.

В сообщество «Я сварщик» было направлено сообщение с фотографиями снимков радиографического контроля сварных соединений «в раструб», применяемых в монтажной практике. Выражаем нашу особую благодарность Halil Ibrahim öztürk за предоставленные материалы.

На снимках отчетливо видно случаи нарушения технологии сварки данных соединений:

Сварка раструбных труб полипропиленовых и пластмассовых ПНД фитингов

При сварке существуют различные типы соединения, выбор варьируется в зависимости от диаметра трубы. Если диаметр меньше 63 мм, то лучше всего выбирать раструбный тип соединения. Иногда опытные мастера предпочитают прибегать к муфтовому методу.

Муфтовый метод сварки труб

В этом способе две трубы соединяются при помощи специальной детали, которую и называют муфтой. Чтобы муфта удачно села на трубу, необходимо сделать резьбу, для этого используется фитинг. Трубы диаметром более 63 мм принято соединять при помощи стыковой сварки, этот метод не требует лишних деталей, тубы соединятся напрямую.

Раструбная сварка

Аппараты для раструбной сварки так же различаются, всё зависит от того же диаметра трубы. Принято использовать ручной сварочный аппарат, если диаметр не превышает 40 мм. С более широкими трубами лучше всего работать, используя специальный центрирующий аппарат. Каждое такое приспособление имеет различную технологию использования. Способ использования зависит от марки производителя, поэтому рекомендуем тщательно изучить инструкцию по эксплуатации. Инструкция поможет понять, как правильно и более результативно применять вещь.

Чтобы соединить полипропиленовые детали, лучше всего найти аппараты, на которые возможна установка дополнительных насадок. Такие аппараты очень часто встречаются на рынке, сложно не найти. Насадки должны состоять из гильзы, задачей которой является оплавление поверхности трубы и дорна, что предназначен для оплавления внутренней поверхности раструба. За подобными насадками необходим тщательный уход, если хотите, чтобы они прослужили больше одного раза.

Очищать насадки необходимо в горячем состоянии брезентовой ветошью, иначе срок службы заметно снизится. Если у вас есть только деревянные скребки, то можно очистить и ими, главное не давайте насадке остыть. При остывании расплавленная пластмасса возьмется, ее нельзя будет легко и бесследно удалить.

Как использовать сварочный аппарат

Для правильной установки потребуется ровная поверхность и закрепление. До нагрева аппарата необходимо снарядить его всем необходимым, включая насадки должного размера. Насадка равномерно прогреется, это не зависит от положения на нагревателе, поэтому мастера располагают ее так, чтобы было наиболее удобно пользоваться. Если вы монтируете трубы на стену, то всю конструкцию рекомендуется собрать отдельно, лишь потом крепить.

Подобная работа должна выполняться не в одиночку, качество зависит от мелочей, поэтому необходимо иметь напарника, который подержит всё это дело, да поможет. Разные трубы требуют различной температуры, пренебрегать этим не стоит. Полипропиленовые трубы для комфортной сварки требуют температуру в 260°С. Работа с полиэтиленовыми должна проходить при температуре в 220°С. Естественно, время нагрева будет различаться в зависимости от многих факторов, например температура окружающей среды. Если температура в помещении или на улице ниже 0°С, то сварку проводить нельзя.

Это связано с физическими реакциями данных материалов. Если температура наоборот высокая, скажем 40 градусов, то процесс сварки продлится немного меньше. Обратный процесс происходит при низкой температуре. Существует одно важное правило у мастеров, диаметр не разогретого фитинга должен быть немного меньше, чем диметр трубы. Как только сварочный аппарат нагрелся до необходимой температуры, поддерживайте её еще 2-3 минуты, только затем приступайте к первой сварке. Не забывайте чистить насадку после каждого применения, на ней не должно оставаться много налепленной пластмассы.

Раструбная сварка полипропиленовых труб

Раструбная сварка полипропиленовых труб делается довольно просто, если знать как, иметь опыт.

• Хорошо было бы иметь специальный труборез, но если его нет, то воспользуйтесь ножницами. Трубу обрезаем под прямым углом. ·Конец трубы и другие детали, на пример фитинг необходимо обезжирить. Чтобы обезжирить, можно использовать обычный спирт. Так же, нужно очистить от любой грязи и пыли. Если вам довелось иметь дело с трубами типа PN 10, то необходимо иметь шевер.

Этот прибор необходим, чтобы снять слой из алюминия. Если вы используете трубу и детали одной фирмы, то не придется делать дополнительных расчетов. Постарайтесь сделать на трубе пометку так, чтобы она была на расстоянии глубины двух раструбов. Теперь необходимо трубу вставить в гильзу до необходимой отметки, которая и будет показывать глубину будущей сварки. Так же не забываем, что раструб фитинга должен быть на дорне.

Технические параметры сварки

Эти параметры помогут полностью разобраться с дополнительными нюансами во время сварки и после сварки. Стыковая сварка Стыковая сварка осуществляется при толщине стенок труб в 4мм и более. Если необходимо сделать стыковую сварку деталей трубопровода, убедитесь, что толщина стенок более 45 мм. Процесс очень похож на раструбную сварку, кончики труб необходимо отторцевать, чтобы они были схожи с поверхностью, которая будет соединяться. При такой сварке очень важно, чтобы соединяемые поверхности были сносны между собой. Для таких работ чаще всего используют центрирующие приспособления. Лучше всего работы проводить в помещении, которое имеет хорошую вентиляцию.

Как уже говорилось выше, необходимо изучить документацию и соблюдать технику безопасности. Полипропилен имеет противное свойство гореть. При горении выделяется едкий дым, углекислый газ. Именно по этой причине необходима хорошая вентиляция.

Приваривание седел

Чтобы правильно и быстро приварить седло, необходимо разогреть насадку до 260 °С. Соблюдайте общие правила, труба и другие части должны быть протерты от пыли, затем обезжирены. После процесса сварки, необходимо дать минимум 10 минут для остывания, затем можно эксплуатировать. Самые частые проблемы, это непрочное крепление. Проблема может возникнуть, если не обработать часть трубы и седло спиртом.

Фитинги из ПЭ для сварки в раструб цена

Предлагаем вашему вниманию полиэтиленовые фитинги для сварки в раструб производства компании Инжпласт. Данный вид фитингов изготавливается из полиэтилена марки ПЭ 100 и применяется на трубопроводах, предназначенных для холодного водоснабжения.

Диапазон диаметров раструбных фитингов — от 20 до 63 мм. 

Ассортимент фитингов также широк:

• муфты;
• тройники;
• переходы;
• отводы;
• краны

Для монтажа раструбных фитингов требуется специальный сварочный аппарат , который вы так же приобрести у нас со скидкой. Отгрузка фитингов возможна самовывозом на нашем складе в Подольском районе, так же возможно доставка по всей России.

Сварочная таблица для монтажа полиэтиленовых раструбных фитингов

Время технологических операций сварки труб и соединительных деталей из полиэтилена высокой плотности (низкого давления) (ПНД), при температуре окружающего воздуха ~ + 20°С:

Диаметр трубы, мм	Глубина сварки, мм	Время нагрева, сек	Время соединения, сек	Время остывания, мин
20	14	5	4	2
25	15	7	4	2
32	16,5	8	6	4
40	18	12	6	4
50	20	18	6	4
63	24	24	8	6
75	28	30	8	8
90	29	40	8	8
110	32,5	50	10	8

Если температура окружающей среды около 5°С и ниже, время разогрева должно быть увеличено на 50%.

Пайка труб раструбными ПНД фитингами

Процесс монтажа полиэтиленовых раструбных фитингов довольно прост и принципиально не отличается от монтажа труб и фитингов из полипропилена. Весь процесс можно разделить на 3 основных этапа:

1. Подготовка оборудования и инструментов.
2. Подготовка трубы ПНД.
3. Сварка.

Разберем эти этапы подробнее.

1. Подготовка аппарата для раструбной сварки и инструментов

Для начала необходимо приготовить комплект инструментов, которые нам понадобятся для работы. Это прежде всего:

Далее:

1. достаем сварочный аппарат из упаковки;
2. устанавливаем на него насадки подходящего диаметра;
3. включаем в сеть;
4. устанавливаем температуру сварки.

Для монтажа полиэтиленовых труб рекомендуется температурный режим от 220°C до 250°C.

2. Подготовка трубы

Пока нагревается сварочный аппарат, займемся подготовкой трубы.

При помощи резака отрежьте необходимое количество трубы. Затем, ориентируясь по сварочной таблице, сделайте отметку на трубе маркером, чтобы определить участок, который необходимо подготавливать. Если сварочной таблицы под рукой нет, замер можно сделать при помощи линейки, вставив ее в фитинг, до внутреннего упора, а затем отмерить то же расстояние на трубе.

Размеченный участок необходимо зачистить, воспользовавшись фаскоснимателем. После этого обработайте отмеченный участок обезжиривающими салфетками.

Сварка

Когда сварочный аппарат нагреется, одновременно вставьте раструб свариваемого фитинга и гладкий конец трубы в соответствующие оправки нагретой насадки. Трубу и фитинг необходимо нагревать в соответствии с сварочной таблицей (от 4 до 30 секунд, в зависимости от толщины стенки) и ни в коем случае не двигать во время этого процесса.

Когда время нагрева истечет, максимально быстро и аккуратно снимите трубу и фитинг с насадок и вставьте трубу в фитинг. Дайте остыть согласно времени из сварочной таблицы (от 1 до 5 минут, в зависимости от толщины стенки трубы).

Когда время остывания истечет, можно приступать к следующему стыку.

Надежность сварки полиэтиленовых труб раструбными ПНД фитингами

Чтобы оценить качество выполненной сварки обратите внимание на:

• отклонение величины углов между осевыми линиями трубы и соединительной детали в месте стыка не должно превышать 10°;
• наружная поверхность раструбов фасонных деталей, сваренных с трубами, не должна иметь трещин, складок или других дефектов, вызванных перегревом деталей;
• у кромки раструба фасонной детали, сваренной с трубой, должен быть виден сплошной (по всему периметру) валик оплавленного материала, слегка выступающий за торцевую поверхность раструба и наружной поверхностью трубы;
• наружный валик сварного шва должен быть симметричным и равномерно распределенным по ширине и всему периметру трубы, высота валика должна быть не более 2,5 мм для труб с толщиной стенки до 10 мм, а смещение кромок сварного соединения не должно превышать 10% номинальной толщины стенки свариваемой трубы.